SparkFun ToF Range Finder Breakout - VL6180

Компания Sparkfun выпустила комбинированный модульный датчик расстояния и освещенности на базе VL6180 от STMicroelectronics, основанный на фирменной технологии измерения времени пролета фотонов FlightSense™. Эта революционная технология позволяет измерять абсолютное расстояние до объекта независимо от его отражающей способности. Вместо оценки расстояния путём измерения количества света, который отражается от объекта (существенное влияние на него могут оказывать цвет и состояние поверхности объекта), VL6180 с высокой точностью измеряет время, за которое свет проходит расстояние до объекта и возвращается назад в датчик.

Встроенный датчик объединяет инфракрасный источник света, датчик расстояния и датчик окружающего освещения в компактном пластиковом корпусе. VL6180 отличается чрезвычайной лёгкостью интеграции в существующие решения, благодаря чему сэкономит разработчикам конечных продуктов средства на дорогостоящей оптической и механической оптимизации конструкции.

Модуль обладает очень низким энергопотреблением. Измерение расстояния до объекта и уровня окружающего освещения происходит в автоматическом режиме с установленным пользователем интервалом времени. Устройство поддерживает настройку различных пороговых значений и последовательность прерываний с целью минимизации нагрузки на управляющую систему. Управление модулем и считывание результатов измерений производится по последовательному интерфейсу I2C. Дополнительные функции, такие как сигнал готовности результата измерения и сигналы прерываний, доступны посредством двух программируемых линий ввода-вывода общего назначения.

VL6180 позволяет измерять расстояние до 40см и уровень освещенности до 100000 люкс. С помощью VL6180 можно распознавать простейшие жесты. Измерение дальности до препятствия происходит с помощью встроенного источника инфракрасного излучения выполненном на полупроводниковом лазере. Точность измерения дальности составляет единицы миллиметров на дистанции от 0 до 10 см. В зависимости от площади и цвета отражающей поверхности дистанция до измеряемого объекта может достигать 40 см.

Принцип работы и структурная схема VL6180

Взаимодействие с датчиком со стороны хост-контроллера производится с помощью I²C–интерфейса и двух вспомогательных настраиваемых портов ввода/вывода общего назначения..

Для работы VL6180X требуется напряжение 2,6-3,0В одной полярности. Потребление тока при измерении освещенности составляет 300 мкА, при измерении расстояния - 1,7 мА. В режиме ожидания датчик потребляет менее 1 мкА. Диапазон рабочих температур от -20 до +70°C.

Интеллектуальный оптический модуль «три-в-одном»

• Датчик приближения
• Датчик освещенности (ALS)
• Источник света на полупроводниковом лазере на вертикальных резонаторах (VCSEL)

Быстрое и точное измерение расстояния:

• Диапазон абсолютного измерения: от 0 до 10 см
• Независимость от отражающей способности измеряемого объекта
• Подавление окружающего освещения
• Компенсация перекрёстных помех от стеклянного покрытия

Распознавание жестов:

• Расстояние и уровень сигнала могут быть использованы хост-системой для распознавания жестов
• Предлагается демо-версия продукта, реализованная на базе смартфона с ОС Android

Датчик освещенности (ALS):

• Широкий динамический диапазон
• Высокая точность и чувствительность в условиях слабого освещения
• Шкала выхода откалибрована в люксах

Лёгкость интеграции:

• Однополярный источник питания от 2.6 В до 3.0 В
• Интерфейс шины I2C для управления устройством и передачи данных
• Две программируемых линии ввода/вывода общего назначения
• Диапазон рабочих температур: -20…+70°C (допустимый), -10…+60°C (оптимальный)

Область применения:

• Портативные устройства с сенсорным экраном
• Планшеты, ноутбуки и игровые консоли
• Бытовая техника и промышленное оборудование
• Интеллектуальные переключатели и устройства регулировки яркости
• Системы распознавания жестов
• Дистанционное измерение