通过我们的 ToF 解决方案解锁距离测量的新维度,该解决方案旨在增强各个领域的物体检测、导航和空间映射。
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硬件概览
它是如何工作的?
LightRanger 3 Click 基于 RF Digital 的 RFD77402,这是一款 ToF 传感器模块。该传感器使用 VCSEL(垂直腔面发射激光器)窄带激光,发射波长为 850 nm 的光。光发射在光谱的红外 (IR) 范围内,人眼不可见。通过 IR 传感器接收光,并由 RFD77402 的集成部分处理,在输出寄存器上给出 11 位结果,通过标准 I2C 接口可用。该设备被评为 1 类激光产品,不会造成眼睛伤害。但不应将其指向眼睛。高度集成的 RFD77402 ToF 传感器包含几个集成部分。它具有嵌入式 MCU、OTP 存储器、RAM 区域、测距处理单元和 VCSEL 驱动器。它通过简单的 I2C 接口与主机 MCU 通信,提供一系列用于配置
和状态报告的寄存器。此外,它还提供一个中断引脚(INT),连接到 mikroBUS™ 的 INT 引脚。高度可配置的中断引擎允许配置该引脚以生成各种事件的中断信号,通知主机 MCU 一些重要的状态变化,例如数据就绪事件。它可以设置为工作在开漏配置和推挽模式。Click board™ 配备了 10K 上拉电阻,因此建议将 INT 引脚配置为开漏模式。通过比较反射光束中光的调制移位来进行测量。因此,测量范围和精度取决于被测物体的材料以及 IR 光谱的光污染。该模块旨在抑制噪声和干扰。狭窄的照明场(29°)允许聚焦测量并防止光束散射。接收器的视场略宽(55°),允许其捕捉反射光束。测量自然受
物体的 IR 反射率影响,因此在测量高 IR 反射率的物体距离时可以获得最佳结果。最大测量范围为 2000mm,最小工作范围为 100mm。测量误差是线性的,随着距离增加而增加。它保持在距离的 10% 以内。Click board™ 仅使用来自 mikroBUS™ 的 3.3V 电源轨。Click board™ 上没有其他跳线或选择器,因为 RFD77402 ToF 传感器模块高度集成,仅需最少量的外部组件即可工作。RFD77402 模块数据手册提供了关于内部寄存器和如何配置它们的详细信息。然而,Click 配备了功能库,提供简化的操作和测量。这些功能的使用在示例中进行了演示,可以作为自定义设计的参考。
功能概述
开发板
Nucleo-64 搭载 STM32G431RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno
V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效
和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于 ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。
微控制器概述
MCU卡片 / MCU

建筑
ARM Cortex-M4
MCU 内存 (KB)
128
硅供应商
STMicroelectronics
引脚数
64
RAM (字节)
32k
你完善了我!
配件
Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。
使用的MCU引脚
mikroBUS™映射器
“仔细看看!”
Click board™ 原理图

一步一步来
项目组装
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
该库包含用于 LightRanger 3 Click 驱动程序的 API。
关键功能:
lightranger3_set_measurement_mode
- 进入测量模式的功能lightranger3_get_distance
- 读取距离的功能lightranger3_get_confidence_value
- 读取置信度值的功能
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 LightRanger3 Click example
*
* # Description
* This app precisely measure distance without making actual contact.
*
* The demo application is composed of two sections :
*
* ## Application Init
* Initializes driver init and configuration chip.
*
* ## Application Task
* Includes measurements, reads distance, and logs distance to USBUART for every 300 ms.
* Distance measurement at distances ranging from 100 mm to 2000 mm.
*
* \author MikroE Team
*
*/
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES
#include "board.h"
#include "log.h"
#include "lightranger3.h"
// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES
static lightranger3_t lightranger3;
static log_t logger;
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS
void application_init ( void )
{
log_cfg_t log_cfg;
lightranger3_cfg_t cfg;
uint8_t init_status;
/**
* 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.
lightranger3_cfg_setup( &cfg );
LIGHTRANGER3_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
lightranger3_init( &lightranger3, &cfg );
init_status = lightranger3_device_init( &lightranger3 );
if ( init_status == 0 )
{
log_printf( &logger, " --- Device init successfully --- \r\n " );
}
else
{
log_printf( &logger, " --- Device init error --- \r\n " );
}
}
void application_task ( void )
{
uint16_t distance;
lightranger3_take_single_measurement( &lightranger3 );
distance = lightranger3_get_distance( &lightranger3 );
log_printf( &logger, "Distance = %u mm \r\n ", distance );
Delay_ms( 300 );
}
void main ( void )
{
application_init( );
for ( ; ; )
{
application_task( );
}
}
// ------------------------------------------------------------------------ END