Collegamento del telemetro laser VL53L0X, VL53L1X Arduino

Il telemetro laser VL53L1X di Arduino è un sensore che misura la distanza da un ostacolo fino a 4 metri di distanza con una lunghezza d’onda di 940 nm (adatta agli occhi). I moduli telemetro laser VL53L0X, più economici, hanno una portata di soli 2 metri. In questa recensione vedremo come collegare il VL53L1X / VL53LOX (GY-53-L1X) a un microcontrollore Arduino e utilizzare il sensore laser per misurare la distanza da un ostacolo.

Sensore VL53L0X, VL53L1X datasheet, pinout

I sensori GY-53-L1X e VL53LOX hanno 6 connettori, ma solo 4 pin sono necessari per il collegamento. Due connettori sono utilizzati per l’alimentazione del modulo e altri due per la comunicazione I2C. Per impostazione predefinita, il VL53L1X è configurato in modalità “long range” fino a 4 metri. Utilizzando la libreria SparkFun_VL53L1X, è possibile configurare una modalità di misurazione “a corto raggio” più precisa, con una portata di circa 2 metri.

Caratteristiche del telemetro laser VL53L0X Arduino:

• Tensione di alimentazione: 3,3 o 5 V
• Indirizzo I2C: 0x29
• Campo visivo: 27
• Campo di misura: da 4 a 400 cm
• Precisione: ± 25 mm (± 20 al buio)

Il sensore ha un angolo di visione predefinito di 27°. In alcuni casi, gli ostacoli presenti in periferia possono compromettere la precisione del sensore. L’angolo di visione può essere ridotto controllando la ROI (regione di interesse). Il sensore è costituito da una matrice di 16 X 16 elementi e il controllo della ROI consiste nell’attivare una parte degli elementi. Il fascio più stretto si ottiene attivando una parte della matrice composta da 4 X 4 elementi.

Come collegare telemetro laser VL53L1X ad Arduino

Nel primo esempio, il sensore misura e visualizza regolarmente la distanza da un ostacolo in millimetri sul monitor della porta IDE di Arduino. Il programma viene eseguito in background utilizzando le librerie Wire e VL53L1X, pertanto il programma presentato è molto breve. Collegare il sensore di distanza laser vl53l1x al microcontrollore Arduino Uno come mostrato nello schema e scaricare lo sketch per il sensore di distanza laser.

Programma Arduino per utilizzare sensore telemetro laser VL53L1X

#include "Wire.h"
#include "SparkFun_VL53L1X.h"
SFEVL53L1X vl;

void setup () {
  Serial.begin(9600);
  vl.setOffset(0);  // calibrazione

  // vl.setDistanceModeShort(); // modalità a breve distanza
  // vl.setROI(4,4,199); // ridurre al minimo il campo visivo
}

void loop() {
  vl.startRanging();
  while (!vl.checkForDataReady()) { delay(1); }
  int dist = vl.getDistance();
  vl.stopRanging();
 
  Serial.print("Distance: ");
  Serial.print(dist);
  Serial.println(" mm");
 
  delay(1000);
}

Spiegazione del codice per utilizzare sensore telemetro laser VL53L1X:

1. con setROI(4,4,199); è possibile definire gli elementi attivi della matrice, dove il primo e il secondo argomento sono la larghezza e l’altezza della matrice in pixel;
2. con setOffset(); è possibile calibrare la distanza del sensore.

Misurazione della distanza con VL53L1X e display OLED

Nell’esempio seguente, il risultato della misurazione della distanza dall’ostacolo viene visualizzato sullo schermo OLED i2c 128×64. Se la distanza dell’oggetto misurata dal sensore GY-53-L1X non è precisa, è possibile correggere i dati utilizzando la funzione setOffset. Ad esempio, se la distanza misurata è inferiore di 10 millimetri rispetto alla distanza reale, è necessario specificare setOffset(10) per aggiungere 10 mm al risultato finale.

Programma Arduino per misurazione distanza con VL53L0X

#include "Wire.h"
#include "OLED_I2C.h"
OLED myOLED(SDA, SCL, 8);
 
extern uint8_t BigNumbers[];
extern uint8_t SmallFont[];

#include "SparkFun_VL53L1X.h"
SFEVL53L1X vl;

void setup () {
  Serial.begin(9600);
  myOLED.begin();
  vl.setOffset(0);  // calibrazione

  // vl.setDistanceModeShort(); // modalità a breve distanza
  // vl.setROI(4,4,199); // ridurre al minimo il campo visivo
}

void loop() {
  vl.startRanging();
  while (!vl.checkForDataReady()) { delay(1); }
  int dist = vl.getDistance();
  vl.stopRanging();
 
  Serial.print("Distance: ");
  Serial.print(dist);
  Serial.println(" mm");

  myOLED.setFont(BigNumbers);
  myOLED.print(String(dist), CENTER, 20);
  myOLED.setFont(SmallFont);
  myOLED.print("MILLIMETRES", CENTER, 50);
  myOLED.update();

  delay(1000);
}

Spiegazione del codice per misurazione distanza con VL53L0X:

1. il sensore VL53L3CX (GY-53-L1X) è in grado di fornire la misura della distanza più accurata possibile, indipendentemente dalla riflettanza dell’oggetto.

Conclusione. Il sensore telemetro laser VL53L3CX (GY-53-L1X) è in grado di fornire la misura di distanza più accurata possibile, indipendentemente dalla riflettività dell’oggetto. L’accuratezza del sensore è meno dipendente dalla temperatura ambiente, a differenza del sensore a ultrasuoni HC-SR04. Un altro aspetto positivo dell’utilizzo di questo sensore è la possibilità di regolare l’angolo del campo visivo per ridurre l’errore di misurazione.

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