初学者
10 分钟

使用VL6180X和STM32F373RC创建革命性的测距和距离传感解决方案

根据距离自动化操作

LightRanger Click with UNI-DS v8

已发布 6月 27, 2024

点击板

LightRanger Click

开发板

UNI-DS v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F373RC

实现精确的距离测量以增强决策和控制。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

LightRanger Click基于STMicroelectronics的VL6180X,这是一款集成了接近测量和环境光水平测量能力的飞行时间距离测量传感器。VL6180X基于ST的专利FlightSense™技术,可以独立于目标反射率精确测量绝对距离。与其通过测量从物体反射回来的光的数量(这在很大程度上受到颜色和表面的影响)来估计距离不同,VL6180X精确地测量光到达最近物体 并反射回传感器所需的时间,最远可达10厘米(超过10厘米的测量取决于条件)。VL6180X结合了IR发射器、距离传感器和环境光传感器 于一体,为低功耗操作设计,并为最终用户节

省了光学和机械设计的优化。该板还可以测量照射其上的光的强度,高达100klux。VL6180X不需要特定的上电顺序,但需要2.8V的电压供其VCSEL和电源模块正常工作。因此,一个小型调节LDO AP7331,从选择的mikroBUS™电源轨提供2.8V电压。LightRanger Click通过标准I2C双线接口与MCU通信,最大时钟频率为400kHz,可通过软件寄存器完全调节。由于传感器运行需要 2.8V电源,这个Click板™还包含了PCA9306和SN74LVC1T45电压电平转换器。I2C接口 总线线路连接到电压电平转换器,使得这个 Click板™可以与3.3V和5V的MCU

正常工作。此外,通过路由到mikroBUS™插座的CS引脚的EN引脚,可以将VL6180X置于硬件待机状态,还使用了一个中断引脚,即mikroBUS™插座的INT引脚,用于测量就绪和阈值中断。这个Click板™可以通过LOGIC SEL跳线选择使用3.3V或5V逻辑电压级别运行。因此,3.3V和5V的MCU都可以使用通信线路。此外,这个Click板™配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

LightRanger Click hardware overview image

功能概述

开发板

UNI-DS v8 是一款专为快速开发嵌入式应用的需求而特别设计的开发板。它支持广泛的微控制器,如各种 STM32、Kinetis、TIVA、CEC、MSP、PIC、dsPIC、PIC32 和 AVR MCU,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次通过 WiFi 的嵌入式调试器/程序员。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。得益于创新的制造技术,UNI-DS v8 提供了流畅而沉浸式的工作 体验,允许在任何情况下、任何地方、任何时候都能

访问。UNI-DS v8 开发板的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。一个先进的集成CODEGRIP程序/调试模块提供许多有价值的编程/调 试选项,包括对 JTAG、SWD 和 SWO Trace(单线输出)的支持,并与 Mikroe 软件环境无缝集成。此外,它还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括电池、外部 12V 电源供应和通过 USB Type-C(USB-C)连接器 的电源。通信选项如 USB-UART、USB HOST/DEVICE、CAN(如果 MCU 卡支持的话)和

以太网也包括在内。此外,它还拥有广受好评的 mikroBUS™ 标准,为 MCU 卡提供了标准化插座(SiBRAIN 标准),以及两种显示选项,用于 TFT 板线产品和基于字符的 LCD。UNI-DS v8 是 Mikroe 快速开发生态系统的一个组成部分。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,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。

UNI-DS v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

类型

8th Generation

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

256

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

32768

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
Enable
PC5
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
PE8
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PF6
SCL
I2C Data
PF7
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

LightRanger Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以UNI-DS v8作为您的开发板开始

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
SiBRAIN for PIC32MZ1024EFK144 front image 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 Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto image step 7 hardware assembly
Necto image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

这个库包含了LightRanger Click驱动程序的API

关键功能:

  • lightranger_write_byte - 此函数将一个字节的数据写入给定地址

  • lightranger_get_ambiant_light - 此函数读取寄存器并计算光照强度(单位为勒克斯)

  • lightranger_get_distance - 此函数从寄存器读取距离测量结果。

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 
 * \brief LightRanger Click example
 * 
 * # Description
 * This application measures and calculates ambient light intensity and distance 
 * from the sensor, and then logs the results.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization driver for sensor Vl6180X and stars logging to terminal.
 * 
 * ## Application Task  
 * Measures and calculates ambient light intensity and distance from sensor,
 * when the distance is changed log is updated,
 * results are being sent to the Usart Terminal where you can track their changes.
 * All data logs on usb uart for approximately every 1 sec when the data value changes.
 * 
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "lightranger.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static lightranger_t lightranger;
static log_t logger;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    lightranger_cfg_t cfg;

    /** 
     * 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.

    lightranger_cfg_setup( &cfg );
    LIGHTRANGER_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    lightranger_init( &lightranger, &cfg );
    
    lightranger_default_cfg( &lightranger );
    Delay_ms ( 1000 );
}

void application_task ( void )
{
    uint8_t range_value;
    float lux_value;
    
    lightranger_start_single_shot_range_mode( &lightranger );
    
    lightranger_poll_range( &lightranger );
    lightranger_interrupts_clear( &lightranger );
    
    range_value = lightranger_get_distance( &lightranger );
    log_printf( &logger, "Proximity : %u mm\r\n", ( uint16_t ) range_value );

    lux_value = lightranger_get_ambiant_light( &lightranger, LIGHTRANGER_CMD_GAIN_1X );
    log_printf( &logger, "Ambient Light: %.2f lux\r\n", lux_value );

    log_printf( &logger, "*******************************************\r\n" );
    Delay_ms ( 500 );
}

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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