VL53L0X :Konfigurasi Pin, Diagram Sirkuit, dan Aplikasi

Sensor adalah katalis paling penting untuk evolusi otomatisasi. Dengan peningkatan teknologi, saat ini tersedia sensor Analog dan Digital untuk berbagai aplikasi. Pengembangan sensor memiliki banyak tugas otomatisasi yang lebih mudah. Saat ini terdapat sensor untuk mengukur suhu, untuk mengukur intensitas cahaya, untuk mengukur kelembaban, untuk mengukur suara, untuk mengukur radiasi, untuk mengukur jarak, dll. Untuk mengukur jarak jangkauan suatu objek, ada berbagai jenis sensor jarak yang tersedia di pasar. Beberapa menggunakan sinar laser untuk operasi sedangkan beberapa menggunakan LED. Salah satu sensor yang menggunakan sinar Laser untuk mengukur jarak adalah IC VL53L0X.

Apa itu VL53L0X?

VL53L0X adalah sensor pengukur jarak berbasis LIDAR yang menggunakan prinsip Waktu terbang untuk beroperasi. Perangkat ini sangat kecil dan dapat dengan mudah dihubungkan dengan mikrokontroler.

Prinsip Kerja

VL53L0X adalah sensor rentang laser. Ini menggunakan prinsip Time of flight untuk mengukur jarak objek. Di sini sinar laser dilepaskan dari Laser Pemancar Permukaan Rongga Vertikal yang ada di perangkat. Sinar ini mengenai permukaan benda dan memantul kembali. Waktu yang dibutuhkan oleh sinar laser untuk mengenai permukaan objek dan memantulkan kembali ke sensor dikenal sebagai Time of flight. Waktu ini diukur untuk menghitung jarak antara objek dan sensor. Untuk mengukur waktu foton dan jarak foton, array SPAD digunakan dalam perangkat. Ini juga meningkatkan akurasi perangkat. VL53L0X dapat mengukur rentang jarak objek meskipun permukaannya sangat reflektif.

Konfigurasi Pin

Sensor jarak VL53L0X disediakan oleh ST Microelectronics tersedia sebagai IC 12-Pin. Deskripsi pin IC adalah seperti yang diberikan di bawah ini –

• Pin -1 AVDDVCSEL  adalah pin catu daya ke VCSEL yang terhubung ke catu utama. Tegangan 2.6V hingga 5.5V disuplai ke pin ini.
• Pin-2  adalah pin ground VCSEL -AVSSVCSEL. Pin ini terhubung ke ground utama.
• Pin-3 adalah pin ground dari IC-GND.
• Pin-4 juga merupakan pin ground GND2.
• Pin-5 adalah input digital Xshutdown pin -XSHUT.
• Pin-6 adalah pin ground -GND3,
• Pin-7 adalah pin-GPIO1 keluaran interupsi. Ini adalah pin keluaran digital.
• Pin-8 adalah pin-DNC yang tidak terhubung. Pin ini dibiarkan mengambang
• Pin-9 adalah pin-SDA Data Serial I2C. Ini adalah pin input/output digital.
• Pin-10 adalah pin input jam serial I2C – SCL. Ini adalah pin input digital.
• Pin-11 adalah pin tegangan suplai- AVDD.
• Pin-12 adalah pin ground- GND4. Pin ini harus terhubung ke ground utama.

Blok Diagram

Dengan bantuan API, banyak fungsi tingkat tinggi VL53L0X  dapat dikontrol oleh Host. Inisialisasi, Kalibrasi, Pilihan akurasi, Pilihan mode rentang, start/stop, dll... dari VL53L0X dapat dikontrol oleh perintah API.

API ini dapat dikompilasi pada platform apa pun. API berisi 3 mode rentang – rentang tunggal, rentang berkelanjutan, dan rentang waktu. Dalam mode rentang tunggal, rentang dilakukan setelah fungsi API dipanggil. Di sini mulai dilakukan hanya sekali.

Dalam rentang berkelanjutan, rentang dilakukan terus menerus setelah memanggil fungsi API. Di sini untuk kembali ke mode siaga SW, pengguna harus menghentikan jangkauan. Dalam rentang waktu, rentang dilakukan terus menerus setelah memanggil fungsi API tetapi setelah setiap pengukuran, pengukuran lainnya dimulai setelah penundaan yang ditentukan pengguna.

Diagram Sirkuit

Selama antarmuka VL53L0X  dengan mikrokontroler, kapasitor dan resistor eksternal digunakan. Kapasitor eksternal yang digunakan dengan pin tegangan suplai utama AVDD harus ditempatkan sedekat mungkin dengan pin AVDDVCSEL dan AVDDVCSEL untuk mengurangi noise dan interferensi.

Resistor pull-up eksternal 1,5kΩ hingga 2kΩ direkomendasikan untuk AVDD 2.8V. Untuk XSHUT dan GPIO1 10kΩ adalah nilai resistor pull-up yang direkomendasikan. Sebuah host memiliki API yang melaluinya VL53L0X dikontrol menggunakan perintah.

Spesifikasi VL53L0X

Beberapa spesifikasi VL53L0X  tercantum di bawah ini –

• Rentang tegangan pengoperasian untuk perangkat ini adalah 2,6V hingga 3,5V
• Perangkat ini membutuhkan arus suplai 10mA untuk pengoperasiannya.
• Untuk berkomunikasi dengan mikrokontroler, protokol komunikasi I2C disediakan di dalamnya.
• Perangkat ini dapat mengukur jarak target hingga 2 meter.
• Pengatur tegangan linier 2.8V disediakan.
• Array Dioda Longsor Foton Tunggal digunakan di perangkat.
• Laser Pemancar Permukaan Rongga Vertikal 980nm digunakan untuk jangkauan laser.
• Perangkat ini juga memiliki pemindah level terintegrasi.
• Perangkat ini memiliki kekebalan terhadap suasana.
•  Untuk memberikan pencegahan yang baik dari crosstalk optik kaca, filter IR Terintegrasi disediakan.
• Rentang suhu pengoperasian adalah dari -20°C hingga  70°C.
• Perangkat ini tersedia sebagai paket LGA12 Optik.
• VL53L0X dapat dikontrol menggunakan API.
• Menggunakan API, banyak aplikasi kelas atas yang dapat dirancang oleh pelanggan dengan mudah.
• API ini berisi 3 mode rentang untuk mengontrol fungsi VL53L0X.

Aplikasi VL53L0X

VL53L0X adalah modul rentang laser. Sensor ini menjadi populer ketika pertama kali digunakan di iphone7 dan ponsel Apple lainnya untuk gambar 3D. Ada berbagai aplikasi dari modul ini. Beberapa di antaranya tercantum di bawah ini –

• VL53L0X digunakan dalam robotika untuk mendeteksi dan menghindari rintangan.
• Di banyak Ponsel Cerdas terbaru, modul ini digunakan sebagai sensor jarak.
• Digunakan untuk citra medis di mana gambar harus diambil dalam kondisi cahaya redup.
• Di kamera, untuk fokus otomatis, digunakan VL53L0X.
• Untuk menangkap gambar objek yang bergerak cepat dan meningkatkan performa kamera, VL53L0X digunakan pada kamera modern.
• Untuk pengenalan gerakan satu dimensi, modul ini digunakan.
• Dalam keran otomatis, tempat sabun, dan keran otomatis, untuk mendeteksi gerakan tangan, VL53L0X diterapkan.
• Modul ini juga digunakan di komputer dan laptop untuk mendeteksi pengguna.

IC Alternatif

Selain sensor VL53L0X yang disediakan oleh ST Microelectronics, beberapa IC lain yang dapat digunakan sebagai alternatif modul ini adalah VL6180, Ultrasonic Sensor HC-SR04.

Laser yang digunakan dalam sensor ini tidak terlihat dan tidak berbahaya bagi mata manusia. VL53L0X juga populer disebut sebagai sensor pengukur jarak terkecil di dunia. Rincian lebih lanjut tentang karakteristik listrik dari sensor ini dapat ditemukan di Datasheet-nya. Apakah ponsel cerdas Anda menggunakan VL53L0X untuk fokus otomatis lensa kamera?