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VL6180X距離、光線傳感器上手體驗(yàn)

VL6180X 距離光線傳感器 ST ToF

2016-09-30
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作者：liuluqqzj
來源：21ic

[導(dǎo)讀]
意法半導(dǎo)體出品的VL6180X是一款專業(yè)、精準(zhǔn)的傳感器模塊，不論是距離檢測(cè)還是環(huán)境光檢測(cè)，其穩(wěn)定、可靠性要遠(yuǎn)遠(yuǎn) 高于普通的超聲波模塊及光傳感器)。因此，其上手難度也高于一般的傳感器模塊。

6. 三種采樣方式：

a. 輪詢下的單次距離測(cè)量

b. 非輪詢下的單次距離測(cè)量

c. 硬件中斷下的持續(xù)距離測(cè)量

功能簡(jiǎn)介及說明

典型的距離輸出特性

理論上來講，VL6180X的輸出值應(yīng)該與目標(biāo)物體之間的距離呈線性關(guān)系，但實(shí)際上并不是醬紫。在黑暗環(huán)境中，測(cè)試VL6180X與不同反射率的物體之間的距離，真實(shí)距離與實(shí)際測(cè)量距離的輸出對(duì)比關(guān)系如圖3

所示：

圖3. 原始測(cè)量值與實(shí)際值對(duì)比

從圖3中可知，測(cè)量數(shù)據(jù)的實(shí)際輸出存在偏移錯(cuò)誤，且數(shù)據(jù)抖動(dòng)劇烈，其中偏移錯(cuò)誤可通過偏移校準(zhǔn) 來修正。而為了進(jìn)一步提高VL6180X的輸出精度及穩(wěn)定性，官方推薦使用蓋玻片來增加串?dāng)_信號(hào)，并在之后進(jìn)行串?dāng)_補(bǔ)償來修正蓋玻片帶來的距離錯(cuò)誤。如圖4所示：在使用了蓋玻片并做了串?dāng)_補(bǔ)償修正后，真實(shí) 距離與實(shí)際測(cè)量距離的誤差減少穩(wěn)定性也進(jìn)一步增強(qiáng)。

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圖4. 串?dāng)_補(bǔ)償后的測(cè)量值與實(shí)際距離對(duì)比

捕獲收斂時(shí)間

需要注意的是，VL6180X計(jì)算與物體之間的距離所需要的時(shí)間花費(fèi)并不是固定的，它與測(cè)量距離及目標(biāo)物體的光反射率有關(guān)。如圖5所示：在10MM內(nèi)，模塊測(cè)量的距離值是無意義的，所花費(fèi)的轉(zhuǎn)換時(shí)間也較長(zhǎng);而當(dāng)測(cè)量距離逐漸增大后，所花費(fèi)的時(shí)間也逐漸增大，反射率越低，消耗的時(shí)間越長(zhǎng)。

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圖5. 收斂時(shí)間與測(cè)量距離及物體反射率之間的關(guān)系

由于收斂時(shí)間與物體反射率及無標(biāo)物體的實(shí)際距離有關(guān)，因此可以使用簡(jiǎn)單的收斂估計(jì)(Early convergence estimate, ECE)來降低模塊的功耗。例如，判斷0.5ms內(nèi)VL6180X模塊所接收到的反饋信號(hào) 數(shù)，當(dāng)其低于某個(gè)理想中的閾值時(shí)，可認(rèn)定在設(shè)定的量程內(nèi)，周圍沒有檢測(cè)到有效物體，因此可中止接下來的測(cè)量以節(jié)省功耗，如圖6所示。反之，當(dāng)接收到的反饋信號(hào)數(shù)高于設(shè)定的理想閾值時(shí)，系統(tǒng)才啟動(dòng)測(cè) 量，在這種情況下，只有高反射率的金屬物體靠近VL6180X模塊時(shí)，系統(tǒng)才會(huì)開始工作，達(dá)到了降低功耗的效果，如圖7所示。

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