中级
30 分钟

使用VL53L4CX和MK64FN1M0VDC12进行精确的距离测量

保持目标在视线内

LightRanger 10 Click with Clicker 2 for Kinetis

已发布 6月 24, 2024

点击板

LightRanger 10 Click

开发板

Clicker 2 for Kinetis

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

MK64FN1M0VDC12

检测物体的距离,无论其颜色和反射率如何。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

LightRanger 10 Click基于STMicroelectronics的VL53L4CX,这是一款具有扩展目标检测范围的飞行时间(ToF)光学距离传感器。该ToF传感器集成了一个VCSEL(垂直腔面发射激光器),发射完全不可见的940nm红外光,对眼睛完全安全(1类认证)。此外,还有一个SPAD(单光子雪崩二极管)阵列,帮助VL53L4CX即使在Click板™隐藏在各种覆盖玻璃材料后面时也能实现最佳测距性能。VL53L4CX专为长距离和多目标测量而设

计,提供高达6米的准确距离测量,在短距离和18°视场角(FoV)下效果出色,提高了环境光下的性能。得益于ST的专利算法,VL53L4CX可以在FoV内检测多个物体并理解深度。ST的直方图算法确保了80厘米以上的覆盖玻璃串扰免疫性和80厘米以下目标的动态污迹补偿。像所有基于ST的FlightSense技术的飞行时间传感器一样,VL53L4CX记录了与目标颜色和反射率无关的绝对距离测量。LightRanger 10 Click通过标准I2C 2线接口与MCU通信,以读取数

据和配置设置,最大时钟频率为1MHz。此Click板™可以使用mikroBUS™插槽的EN引脚启用或禁用,从而提供一个开关操作以启动VL53L4CX的初始引导序列。它还具有一个附加的中断引脚,连接到mikroBUS™插槽的INT引脚,指示何时有测距测量可用。此Click板™只能在3.3V逻辑电压水平下运行。因此,在使用具有不同逻辑电平的MCU之前,板子必须进行适当的逻辑电压转换。此外,此Click板™配备了包含函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

LightRanger 10 Click top side image
LightRanger 10 Click bottom side image

功能概述

开发板

Clicker 2 for Kinetis 是一款紧凑型入门开发板,它将 Click 板™的灵活性带给您喜爱的微控制器,使其成为实现您想法的完美入门套件。它配备了一款板载 32 位 ARM Cortex-M4F 微控制器,NXP 半导体公司的 MK64FN1M0VDC12,两个 mikroBUS™ 插槽用于 Click 板™连接,一个 USB 连接器,LED 指示灯,按钮,一个 JTAG 程序员连接器以及两个 26 针头用于与外部电子设备的接口。其紧凑的设计和清晰、易识别的丝网标记让您能够迅速构建具有独特功能和特性

的小工具。Clicker 2 for Kinetis 开发套件的每个部分 都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。除了可以选择 Clicker 2 for Kinetis 的编程方式,使用 USB HID mikroBootloader 或外部 mikroProg 连接器进行 Kinetis 编程外,Clicker 2 板还包括一个干净且调节过的开发套件电源供应模块。它提供了两种供电方式;通过 USB Micro-B 电缆,其中板载电压调节器为板上每个组件提供适当的电压水平,或使用锂聚合物 电池通过板载电池连接器供电。所有 mikroBUS™ 本

身支持的通信方法都在这块板上,包括已经建立良好的 mikroBUS™ 插槽、重置按钮和几个用户可配置的按钮及 LED 指示灯。Clicker 2 for Kinetis 是 Mikroe 生态系统的一个组成部分,允许您在几分钟内创建新的应用程序。它由 Mikroe 软件工具原生支持,得益于大量不同的 Click 板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作的许多方面。

Clicker 2 for Kinetis dimensions image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

NXP

引脚数

121

RAM (字节)

262144

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
Enable
PC4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
PB13
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PD8
SCL
I2C Data
PD9
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

LightRanger 10 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Clicker 2 for Kinetis作为您的开发板开始。

Clicker 2 for PIC32MZ front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Board mapper by product7 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Flip&Click PIC32MZ MCU step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

软件支持

库描述

该库包含 LightRanger 10 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • lightranger10_get_int_pin - 该函数返回INT引脚的逻辑状态。

  • lightranger10_clear_interrupts - 该函数清除中断。

  • lightranger10_get_distance - 该函数读取目标物体的距离,单位为毫米。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief LightRanger10 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of LightRanger 10 Click board by reading 
 * and displaying the target object distance in millimeters.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver, performs the Click default configuration, and then calibrates
 * the sensor to the object positioned at 200mm distance from the sensor.
 *
 * ## Application Task
 * Waits for the data ready interrupt, then clears the interrupt and reads the target distance
 * in millimeters and displays the results on the USB UART every 200ms approximately.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "lightranger10.h"

static lightranger10_t lightranger10;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    lightranger10_cfg_t lightranger10_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    lightranger10_cfg_setup( &lightranger10_cfg );
    LIGHTRANGER10_MAP_MIKROBUS( lightranger10_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == lightranger10_init( &lightranger10, &lightranger10_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( LIGHTRANGER10_ERROR == lightranger10_default_cfg ( &lightranger10 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_printf( &logger, " --- Sensor calibration --- \r\n" );
    log_printf( &logger, " Place an object at 200mm distance from sensor in the next 5 seconds.\r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    Delay_ms ( 1000 );
    log_printf( &logger, " Sensor calibration is in progress...\r\n" );
    if ( LIGHTRANGER10_ERROR == lightranger10_calibrate_distance ( &lightranger10, 200 ) )
    {
        log_error( &logger, " Sensor calibration." );
        for ( ; ; );
    }
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    while ( lightranger10_get_int_pin ( &lightranger10 ) );
    
    uint16_t distance_mm;
    if ( ( LIGHTRANGER10_OK == lightranger10_clear_interrupts ( &lightranger10 ) ) && 
         ( LIGHTRANGER10_OK == lightranger10_get_distance ( &lightranger10, &distance_mm ) ) )
    {
        log_printf ( &logger, " Distance: %u mm \r\n\n", distance_mm );
    }
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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