Description

Diese Platine ist ein Carrier- und Breakout-Board für den ST VL53L7CX, einen Time-of-Flight-Abstandssensor, der die Laufzeit von Infrarot-Laserpulsen (940 nm, Class 1, augensicher) zur Distanzmessung nutzt. Der Sensor erfasst absolute Abstände weitgehend unabhängig von Farbe, Textur oder Reflexionsverhalten des Ziels. Über ein konfigurierbares 4×4- oder 8×8-Zonenraster mit 60°×60° Sichtfeld lassen sich einfache Tiefenkarten erstellen, sodass der Sensor ähnlich einem kompakten 3D-Lidar eingesetzt werden kann.

Typische Anwendungsfelder sind Distanzmessung, Anwesenheitserkennung, Hinderniserfassung sowie zonenbasierte Umgebungsauswertung. Der Sensor eignet sich für den Einsatz mit leistungsfähigen 32-Bit-Mikrocontrollern wie RP2040- oder ESP32-basierten Systemen.Für den Betrieb müssen mindestens VIN, GND, SCL und SDA angeschlossen werden. VIN akzeptiert 3,3 V bis 5,5 V, der integrierte LDO-Regler liefert daraus die benötigten 3,3 V für den Sensor.

Die I²C-Leitungen SCL und SDA sind pegelgewandelt und damit direkt mit 5-V-Systemen kompatibel. Konfiguration und Messwertabruf erfolgen über I²C im Fast-Mode-Plus-Betrieb bis 1 MHz (Standard-Adresse beim Einschalten: 0101001b). Mehrere Sensoren am selben Bus lassen sich über den LPn-Pin einzeln aktivieren und mit separaten Adressen versehen. Für die Programmierung ist die VL53L7CX ULD API von ST vorgesehen, Arduino-Nutzer können alternativ die SparkFun-VL53L5CX-Bibliothek verwenden, da beide APIs funktional übereinstimmen.Vor der Inbetriebnahme sollte das Datenblatt des VL53L7CX gelesen werden.

Die Pins LPn, INT und I2C_RST sind nicht pegelgewandelt und nicht 5-V-tolerant, bei 5-V-Systemen ist für diese Leitungen ein externer Pegelwandler zu empfehlen. Die I²C-Adresse lässt sich zwar ändern, wird jedoch bei Reset oder Spannungsunterbrechung auf den Standardwert zurückgesetzt. Da ST keine öffentliche Registerbeschreibung bereitstellt, ist die Nutzung der ULD API der vorgesehene Konfigurationsweg.

Aufgrund des hohen Speicherbedarfs(die ST-API benötigt typischerweise mehr als 90 KB Programmspeicher) ist das Produkt für 8-Bit-Mikrocontroller nicht geeignet.Der VL53L7CX ist mit dem VL53L5CX weitgehend pin- und softwarekompatibel, da beide dieselbe Trägerplatine (irs18a) verwenden. Der VL53L7CX ist am breiteren Sichtfeld sowie an den Fasen an den optischen Öffnungen und der Markierung L7″ erkennbar. Für Anwendungen ohne Multi-Zonen-Anforderung stehen als alternative Sensoren der VL53L1X, VL53L0X und VL6180X zur Verfügung.

Merkmale im Überblick

• Carrier- und Breakout-Platine für den ST VL53L7CX
• Time-of-Flight-Abstandsmessung über digitale I²C-Schnittstelle
• Messbereich bis 3,5 m unter günstigen Bedingungen
• Minimale Messdistanz von 20 mm
• Auflösung von 1 mm
• Multi-Zonen-Messung mit 4 × 4 oder 8 × 8 Raster
• Mehrere Ziele pro Zone erfassbar
• Quadratisches Sichtfeld von 60° × 60° und 90° diagonal
• 940-nm-Class-1-VCSEL-Laser, unsichtbar und augensicher
• SPAD-Empfängerarray
• Integrierter 3,3-V-Low-Dropout-Spannungsregler
• Eingangsspannungsbereich von 2,5 V bis 5,5 V
• I²C-Pegelwandler auf der Platine
• 0,1″-Pinraster für Steckbrett- und Lochrastereinsatz
• Vollständig mit SMD-Bauteilen bestückte Platine
• Zwei Montagebohrungen im Abstand von 0,5″ für #2- und M2-Schrauben

Kompatibilität

• I²C-Systeme mit 2,5 V bis 5,5 V Logikpegel an SCL und SDA
• 32-Bit-Mikrocontroller mit ausreichendem RAM und Programmspeicher
• Arduino-kompatible Systeme mit ausreichenden Ressourcen und passender Bibliothek
• RP2040-basierte Systeme
• ESP32-basierte Systeme
• Lötfreie Steckbretter mit 0,1″-Raster
• Lochrasterplatinen mit 0,1″-Raster

Technische Daten

• Abmessungen: 0,5″ × 0,7″ × 0,1″ (13 mm × 18 mm × 3 mm)
• Gewicht ohne Stiftleisten: 0,5 g (0,02 oz)
• Betriebsspannung: 2,5 V bis 5,5 V
• Direkte Versorgung über VDD möglich: 2,5 V bis 3,6 V bei unbeschaltetem VIN
• Empfohlene Sensorspannung: 2,8 V bis 3,3 V
• Typischer Stromverbrauch im aktiven Messbetrieb: 100 mA
• Spitzenstrom: bis 150 mA, abhängig von Konfiguration, Ziel und Umgebung
• Reglerausgang VDD: 3,3 V
• Verfügbarer Strom an VDD für externe Komponenten: ungefähr 100 mA
• Maximale Reichweite: 3,5 m (11 ft, 350 cm)
• Minimale Reichweite: 20 mm (0,8 in, 2 cm)
• Auflösung: 1 mm
• Zonenauflösung: 4 × 4 oder 8 × 8
• Emitter: 940 nm Class 1 VCSEL
• Detektor: SPAD-Array
• Sichtfeld: 90° diagonal, 60° horizontal, 60° vertikal
• Schnittstelle: I²C
• I²C-Standard: Fast Mode Plus bis 1 MHz
• Standard-I²C-Adresse beim Einschalten: 0101001b
• Ausgabeformat über I²C: Histogramm
• Pin VDD: geregelter 3,3-V-Ausgang oder Versorgungseingang bei Regler-Bypass
• Pin VIN: Hauptversorgung 3,3 V bis 5,5 V
• Pin GND: Masseanschluss
• Pin SDA: pegelgewandelte I²C-Datenleitung, HIGH = VIN, LOW = 0 V
• Pin SCL: pegelgewandelte I²C-Taktleitung, HIGH = VIN, LOW = 0 V
• Pin LPn: aktiv-niedriger Eingang zum Deaktivieren der I²C-Schnittstelle, nicht pegelgewandelt, nicht 5-V-tolerant
• Pin INT: programmierbarer Interrupt-Ausgang auf VDD-Logikpegel, nicht pegelgewandelt
• Pin I2C_RST: aktiv-hoher Eingang zum Zurücksetzen der I²C-Schnittstelle, nicht pegelgewandelt, nicht 5-V-tolerant
• Montagebohrungen: 2 Stück, Abstand 0,5″, passend für #2- und M2-Schrauben
• Platinencode: irs18a

Sonstige Daten

• Vor der Verwendung ist das Datenblatt des VL53L7CX zu beachten.
• Für 8-Bit-Mikrocontroller wird das Produkt aufgrund des Speicherbedarfs nicht empfohlen.
• Die API von ST benötigt typischerweise mehr als 90 KB Programmspeicher.
• Die I²C-Adresse kann geändert werden, bleibt aber nur bis zum Reset oder Ausschalten erhalten.
• Mehrere Sensoren auf einem I²C-Bus können über den LPn-Pin einzeln aktiviert und adressiert werden.
• ST stellt keine öffentlich verfügbare Registerbeschreibung für die direkte Konfiguration bereit; vorgesehen ist die Nutzung der VL53L7CX ULD API.
• Die API des VL53L7CX scheint funktional mit der API des VL53L5CX übereinzustimmen.
• Der VL53L7CX ist vom VL53L5CX unter anderem anhand der Fasen an den optischen Öffnungen und der Markierung L7 unterscheidbar.
• Im Auslieferungszustand kann eine Schutzfolie auf dem Sensor-IC vorhanden sein; diese muss vor dem Einsatz entfernt werden.
• Für 5-V-Systeme sind SCL und SDA durch Pegelwandler angepasst, LPn, INT und I2C_RST jedoch nicht.

Lieferumfang

• 1 × Pololu VL53L7CX Time-of-Flight 8×8-Zone Wide FOV Distance Sensor Carrier
• 1 × 1×8-Stiftleiste im 0,1″-Raster
• 1 × 1×7-Winkelstiftleiste im 0,1″-Raster

Links

• Datenblatt VL53L7CX
• Schaltplan der Trägerplatine
• Maßzeichnung der Platine
• 3D-Modell im STEP-Format
• Bohrdaten im DXF-Format
• UM3038 Anwendungsdokument
• I²C-Bus-Spezifikation UM10204
• Herstellerseite ST zum VL53L7CX
• SparkFun VL53L5CX Arduino Library

Gewicht Brutto (in kg):	0.003
Zolltarifnummer:	85414995
Artikelnummer:	POL3418
Herkunftsland:	USA
Hersteller:	Pololu
Hersteller Produktnummer:	3418