VL53L0X: पिन कॉन्फ़िगरेशन, सर्किट आरेख और अनुप्रयोग

स्वचालन के विकास के लिए सेंसर सबसे महत्वपूर्ण उत्प्रेरक हैं। प्रौद्योगिकी में वृद्धि के साथ, आज विभिन्न अनुप्रयोगों के लिए एनालॉग और डिजिटल दोनों सेंसर उपलब्ध हैं। विकास सेंसर कई स्वचालन कार्य आसान है। आज मापने के लिए सेंसर हैं तापमान , प्रकाश की तीव्रता को मापने के लिए, आर्द्रता को मापने के लिए, ध्वनि को मापने के लिए, विकिरण को मापने के लिए, निकटता को मापने के लिए, आदि ... किसी वस्तु की दूरी सीमा को मापने के लिए, बाजार में विभिन्न प्रकार के दूरी सेंसर उपलब्ध हैं। कुछ ऑपरेशन के लिए लेजर बीम का उपयोग करते हैं जबकि कुछ एलईडी का उपयोग करते हैं। एक ऐसा सेंसर जो दूरी रेंज मापने के लिए लेजर बीम का उपयोग करता है, वह है वीएल 53 एल0 एक्स।

VL53L0X क्या है?

VL53L0X एक LIDAR आधारित दूरी मापने वाला सेंसर है, जो उड़ान सिद्धांत के समय को संचालित करने के लिए उपयोग करता है। यह उपकरण बहुत छोटा है और इसमें आसानी से हस्तक्षेप किया जा सकता है माइक्रोकंट्रोलर्स ।

काम करने का सिद्धांत

VL53L0X एक लेज़र रेंजिंग सेंसर है। यह वस्तुओं की दूरी को मापने के लिए उड़ान सिद्धांत के समय का उपयोग करता है। यहाँ एक लेज़र बीम से छोड़ा जाता है ऊर्ध्वाधर गुहा सतह उत्सर्जन लेजर डिवाइस में मौजूद है। यह किरण वस्तु की सतह से टकराती है और वापस उछलती है। लेजर बीम द्वारा वस्तु की सतह को झटका देने और सेंसर को वापस प्रतिबिंबित करने के लिए लिया गया समय उड़ान के समय के रूप में जाना जाता है। यह समय ऑब्जेक्ट और सेंसर के बीच की दूरी की गणना करने के लिए मापा जाता है। डिवाइस में फोटॉन टाइमिंग और फोटॉन डिस्टेंस को मापने के लिए SPAD एरे का इस्तेमाल किया जाता है। इससे डिवाइस की सटीकता भी बढ़ जाती है। VL53L0X ऑब्जेक्ट की दूरी सीमा को माप सकता है, भले ही इसकी सतह अत्यधिक परावर्तक हो।

पिन विन्यास

पिन-आरेख- VL53L0X

VL53L0X डिस्टेंस सेंसर ST माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक द्वारा दिया गया है जो 12-पिन IC के रूप में उपलब्ध है। आईसी का पिन विवरण नीचे दिया गया है -

• पिन -1 AVDDVCSEL VCSEL को बिजली की आपूर्ति करने वाला पिन है जो मुख्य आपूर्ति से जुड़ा है। इस पिन को 2.6V से 5.5V का वोल्टेज दिया जाता है।
• पिन -2 VCSEL ग्राउंड पिन -AVSSVCSEL है। यह पिन मुख्य मैदान से जुड़ा हुआ है।
• पिन -3 आईसी- जीएनडी का ग्राउंड पिन है।
• पिन -4 भी ग्राउंड पिन GND2 है।
• पिन -5 डिजिटल इनपुट Xshutdown पिन -XSHUT है।
• पिन -6 ग्राउंड पिन है -GND3,
• पिन -7 इंटरप्ट आउटपुट पिन-जीपीआईओ 1 है। यह एक डिजिटल आउटपुट पिन है।
• पिन -8 पिन-डीएनसी कनेक्ट नहीं है। यह पिन तैरता हुआ बचा है
• पिन -9 I2C सीरियल डेटा पिन- एसडीए है। यह एक डिजिटल इनपुट / आउटपुट पिन है।
• पिन -10 I2C सीरियल क्लॉक इनपुट पिन - एससीएल है। यह एक डिजिटल इनपुट पिन है।
• पिन -11 आपूर्ति वोल्टेज पिन- AVDD है।
• पिन -12 ग्राउंड पिन- GND4 है। यह पिन मुख्य जमीन से जुड़ा होना चाहिए।

ब्लॉक आरेख

एपीआई की मदद से, वीएल 53 एल 0 एक्स के कई उच्च-स्तरीय कार्यों को होस्ट द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है। प्रारंभ, अंशांकन, सटीकता की पसंद, रेंजिंग मोड का विकल्प, स्टार्ट / स्टॉप, आदि… VL53L0X को एपीआई कमांड द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है।

इस एपीआई को किसी भी प्लेटफॉर्म पर संकलित किया जा सकता है। एपीआई में 3 रेंजिंग मोड होते हैं - सिंगल रेंजिंग, कंटीन्यूअस रेंजिंग, और टाइमिंग रेंज। एकल रेंजिंग में, एपीआई फ़ंक्शन को कॉल करने के बाद लेकर किया जाता है। यहां पर केवल एक बार किया जाता है।

निरंतरता में, एपीआई फ़ंक्शन को कॉल करने के बाद लगातार लिया जाता है। यहाँ SW स्टैंडबाय मोड पर लौटने के लिए, उपयोगकर्ता को रोकना होगा। टाइमिंग में, एपीआई फ़ंक्शन को कॉल करने के बाद लगातार लिया जाता है, लेकिन प्रत्येक माप के बाद, उपयोगकर्ता द्वारा परिभाषित देरी के बाद दूसरा शुरू होता है।

सर्किट आरेख

सर्किट-आरेख- VL53L0X

VL53L0X को माइक्रोकंट्रोलर्स के साथ इंटरफेस करने के दौरान, बाहरी कैपेसिटर और प्रतिरोधों का उपयोग किया जाता है। मुख्य आपूर्ति वोल्टेज पिन AVDD के साथ उपयोग किए जाने वाले बाहरी कैपेसिटर को शोर और हस्तक्षेप को कम करने के लिए AVDDVCSEL और AVDDVCSEL पिन के करीब संभव के रूप में रखा जाना चाहिए।

2.8k के AVDD के लिए 1.5k 1.5 से 2kΩ बाहरी पुल-अप प्रतिरोधों की सिफारिश की जाती है। XSHUT और GPIO1 10kΩ के लिए अनुशंसित पुल-अप अवरोधक मान है। एक होस्ट में एक एपीआई है जिसके माध्यम से VL53L0X कमांड का उपयोग करके नियंत्रित किया जाता है।

VL53L0X के विनिर्देशों

VL53L0X के कुछ विनिर्देशों को नीचे सूचीबद्ध किया गया है -

• इस डिवाइस के लिए ऑपरेटिंग वोल्टेज रेंज 2.6V से 3.5V है
• इस उपकरण को ऑपरेशन के लिए 10mA की आपूर्ति की आवश्यकता है।
• माइक्रोकंट्रोलर के साथ संवाद करने के लिए, I2C संचार प्रोटोकॉल ऑनबोर्ड प्रदान किया गया है।
• यह उपकरण 2 मीटर तक की लक्ष्य दूरी को माप सकता है।
• 2.8 वी रैखिक वोल्टेज नियामक प्रदान किया जाता है।
• डिवाइस में सिंगल-फोटोन एवलांच डायोड्स सरणी का उपयोग किया जाता है।
• एक 980nm वर्टिकल कैविटी सरफेस एमिटिंग लेजर का उपयोग लेजर रेंजिंग के लिए किया जाता है।
• इस डिवाइस में इंटीग्रेटेड लेवल शिफ्टर भी है।
• इस डिवाइस में इम्‍यूनिटी से लेकर इम्‍यूनिटी है।
• ग्लास ऑप्टिकल क्रॉस्टल से अच्छी रोकथाम देने के लिए, एकीकृत आईआर फिल्टर प्रदान किए जाते हैं।
• ऑपरेटिंग तापमान रेंज -20 डिग्री सेल्सियस से 70 डिग्री सेल्सियस तक है।
• यह डिवाइस ऑप्टिकल LGA12 पैकेज के रूप में उपलब्ध है।
• VL53L0X को एपीआई का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है।
• एपीआई का उपयोग करके कई उच्च-अंत अनुप्रयोगों को ग्राहक द्वारा आसानी से डिज़ाइन किया जा सकता है।
• इस API में VL53L0X के कामकाज को नियंत्रित करने के लिए 3 रेंजिंग मोड हैं।

VL53L0X के अनुप्रयोग

VL53L0X एक लेज़र मॉड्यूल है। यह सेंसर तब लोकप्रिय हुआ जब इसे पहली बार iphone7 और अन्य Apple फोनों में 3D चित्रों के लिए उपयोग किया गया था। इस मॉड्यूल के विभिन्न अनुप्रयोग हैं। उनमें से कुछ नीचे सूचीबद्ध हैं -

• VL53L0X का उपयोग रोबोटिक्स में बाधा का पता लगाने और बचने के लिए किया जाता है।
• कई नवीनतम मोबाइल स्मार्टफ़ोन में, इस मॉड्यूल का उपयोग निकटता सेंसर के रूप में किया जाता है।
• मेडिकल इमेजरी के लिए उपयोग किया जाता है जहां छवियों को कम-रोशनी की स्थिति में ले जाना पड़ता है।
• कैमरों में, ऑटोफोकस के लिए, वीएल 53 एल 0 एक्स का उपयोग किया जाता है।
• तेजी से बढ़ने वाली वस्तुओं की छवि को पकड़ने और कैमरे के प्रदर्शन को बढ़ाने के लिए आधुनिक कैमरों में VL53L0X का उपयोग किया जाता है।
• एक आयामी हावभाव पहचान के लिए, इस मॉड्यूल का उपयोग किया जाता है।
• हाथ के इशारों का पता लगाने के लिए स्वचालित नल, साबुन डिस्पेंसर और स्वचालित नल में वीएल 53 एल0 एक्स लगाया जाता है।
• इस मॉड्यूल का उपयोग कंप्यूटर और लैपटॉप में उपयोगकर्ता का पता लगाने के लिए भी किया जाता है।

वैकल्पिक आईसी

एसटी माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक द्वारा प्रदान किए गए वीएल 53 एल0 एक्स सेंसर के अलावा, कुछ अन्य आईसी जिन्हें इस मॉड्यूल के विकल्प के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है वे हैं वीएल 6180, अल्ट्रासोनिक सेंसर एचसी-एसआर 04।

इस सेंसर में प्रयुक्त लेजर अदृश्य है और मानव आंख के लिए हानिकारक नहीं है। VL53L0X को दुनिया के सबसे छोटे दूरी मापने वाले सेंसर के रूप में भी जाना जाता है। इस सेंसर की विद्युत विशेषताओं के बारे में अधिक जानकारी इसके में पाई जा सकती है विवरण तालिका । क्या आपका स्मार्टफोन कैमरा लेंस के ऑटोफोकस के लिए VL53L0X का उपयोग करता है?