LiDAR Abstandssensor ToF VL6180X: Unterschied zwischen den Versionen
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Der optoelektronische Sensor VL6180x integriert einen oberflächenemittierenden Infrarot-Strahler ( | Der optoelektronische Sensor VL6180x integriert einen oberflächenemittierenden Infrarot-Strahler (VCSEL) und einem Näherungssensor. Der VL6180X kann die Flugzeit oder die Zeit, die bis zum Auftreffen erforderlich ist, erfassen, um die Entfernung zu berechnen. | ||
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| Spannungsversorgung<br/> || VCC 5 V | | Spannungsversorgung<br/> || VCC 3-5 V | ||
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| | | Wellenlänge<br/> || 850 nm<br/> | ||
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| 1 || Betriebsspannung Vcc || 5 V | | 1 || Betriebsspannung Vcc || 3-5 V | ||
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| 2 || | | 2 || Ausgangsspannung bis 100mA || 2,8 V | ||
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| 3 || | | 3 || Masse GND || 0 V | ||
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| 4 || | | 4 || Datenbereitschaftspin GPIO || 2,8 V | ||
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| 5 || Ausschaltpin SHDN || Aus=0V | |||
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| 6 || I²C Takt SCL || | |||
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== Prinziperklärung == | == Prinziperklärung == | ||
Der verbaute Sensor VL6180X misst optisch die Entfernung mithilfe eines VCSEL-Infrarot-Strahler ( Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser) und eines Näherungssensors und eines Umgebungslichtsensors. Es basiert auf die von ST patentierte FlightSense Technologie sie misst die Entfernung. | |||
Sie ermöglicht eine absolute Entfernungsmessung unabhängig von der Reflexion des Ziel Reflexionsgrades. | |||
Anstatt durch Messung der Lichtmenge die Entfernung zu schätzen, die vom Objekt zurückgeworfen wird (was erheblich von Farbe und Oberfläche beeinflusst wird), misst der VL6180X durch die Kombination eines IR-Senders, eines Entfernungssensors und eines Umgebungslichtsensor die Zeit, die das Licht benötigt, um zum nächstgelegenen Objekt und zurück zum Sensor benötigt (Time-of-Flight). | |||
Das Modul ist für den Betrieb mit geringem Stromverbrauch ausgelegt. | |||
Annäherungs- und Umgebungslicht- Messungen können automatisch in benutzerdefinierten Intervallen durchgeführt werden. | |||
Mehrere Schwellenwerte und Interrupt-Schemata werden unterstützt, um die Host-Operationen zu minimieren. | |||
Die Steuerung durch den Host und das Auslesen der Ergebnisse erfolgt über eine I2C-Schnittstelle. | |||
Optionale Zusatzfunktionen, wie Messbereitschaft und Schwellenwert Interrupts, werden über zwei programmierbare GPIO-Pins bereitgestellt. | |||
==Hardwareaufbau== | ==Hardwareaufbau== | ||
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==Software== | |||
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[[Datei:Screenshot 2025-12-15 120934.png|thumb|center|300px|Abb.4: VL6180X-Time of Flight-Laser-Abstandssensor in Simulink Einstellungen]] | |||
[[Datei:Screenshot 2025-12-15 120916.png|thumb|center|300px|Abb.5: VL6180X-Time of Flight-Laser-Abstandssensor in Simulink Begrenzung der Messreichweite]] | |||
==Messungen== | |||
[[Datei:Screenshot 2025-12-15 121602.png|frame|left|300px|Abb.3: VL6180X zu erwartende Messwerte in Abhängigkeit des Reflexionsfaktors laut Datenblatt Seite 12 DocID026171 Rev 7 von STMicroelectronics [https://wiki.hshl.de/wiki/images/f/f0/Vl6180x.pdf] ]] | |||
== Datenblätter == | == Datenblätter == | ||
*[ | *[[:Datei:VL6180X time of flight AZ352 D 12-04 DE B0B5DWZDR1.pdf | Datenblatt VL6180X Modul cdn.shopify.com 02.04.2025]] | ||
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*[[:Datei:Vl6180x.pdf | Datenblatt VL6180X ST Microelektronics 02.04.2025]] | |||
==Literatur== | ==Literatur== | ||
*[[:Datei:Vl6180x api integrationguide.pdf | ST Api_Integrations Anleitung]] | |||
== Weiterführende Artikel == | == Weiterführende Artikel == | ||
Aktuelle Version vom 15. Dezember 2025, 12:32 Uhr
Autoren: Marc Ebmeyer
Einleitung
Der optoelektronische Sensor VL6180x integriert einen oberflächenemittierenden Infrarot-Strahler (VCSEL) und einem Näherungssensor. Der VL6180X kann die Flugzeit oder die Zeit, die bis zum Auftreffen erforderlich ist, erfassen, um die Entfernung zu berechnen.
Technische Übersicht
| Eigenschaft | Daten |
|---|---|
| Spannungsversorgung |
VCC 3-5 V |
| Wellenlänge |
850 nm |
| Kommunikationsschnittstelle I²C |
400 kHz |
| Adresse |
0x29 |
| Messbereich |
2-100 mm |
Pinbelegung
| Pin | Belegung | Signal |
|---|---|---|
| 1 | Betriebsspannung Vcc | 3-5 V |
| 2 | Ausgangsspannung bis 100mA | 2,8 V |
| 3 | Masse GND | 0 V |
| 4 | Datenbereitschaftspin GPIO | 2,8 V |
| 5 | Ausschaltpin SHDN | Aus=0V |
| 6 | I²C Takt SCL | |
| 7 | I²C Daten SDA |
Prinziperklärung
Der verbaute Sensor VL6180X misst optisch die Entfernung mithilfe eines VCSEL-Infrarot-Strahler ( Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser) und eines Näherungssensors und eines Umgebungslichtsensors. Es basiert auf die von ST patentierte FlightSense Technologie sie misst die Entfernung. Sie ermöglicht eine absolute Entfernungsmessung unabhängig von der Reflexion des Ziel Reflexionsgrades. Anstatt durch Messung der Lichtmenge die Entfernung zu schätzen, die vom Objekt zurückgeworfen wird (was erheblich von Farbe und Oberfläche beeinflusst wird), misst der VL6180X durch die Kombination eines IR-Senders, eines Entfernungssensors und eines Umgebungslichtsensor die Zeit, die das Licht benötigt, um zum nächstgelegenen Objekt und zurück zum Sensor benötigt (Time-of-Flight).
Das Modul ist für den Betrieb mit geringem Stromverbrauch ausgelegt. Annäherungs- und Umgebungslicht- Messungen können automatisch in benutzerdefinierten Intervallen durchgeführt werden. Mehrere Schwellenwerte und Interrupt-Schemata werden unterstützt, um die Host-Operationen zu minimieren. Die Steuerung durch den Host und das Auslesen der Ergebnisse erfolgt über eine I2C-Schnittstelle. Optionale Zusatzfunktionen, wie Messbereitschaft und Schwellenwert Interrupts, werden über zwei programmierbare GPIO-Pins bereitgestellt.
Hardwareaufbau
Software
Matlab/Simulink
Messungen
Datenblätter
Literatur
Weiterführende Artikel
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