CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT
2.3 GIỚI THIỆU PHẦN CỨNG
2.3.5 Cảm biến khoảng cách VL53L0X
Trong các thiệt bị như xe tự hành, xe khơng người lái, … để đảm bảo an tồn cho xe tránh các va chạm thì cảm biến tránh vật cản (cảm biến khoảng cách) là rất cần thiết. Hiện nay có rất nhiều cảm biến khoảng cách như cảm biến siêu âm Ultrasonic HC-SR04, Ultrasonic US-015, HY-SRF05, cảm biến hồng ngoại, cảm biến radar RCWL0516, … chúng đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Vì xe lăn là phương tiện của các bệnh nhân khơng có khả năng đi lại và phản xạ của họ tương đối chậm, nên việc đảm bảo tính an toàn khi xảy ra sự cố như gặp vật cản phía trước xe có thể phản hồi nhanh để thực hiện dừng xe ngay lập tức, chúng tôi chọn cảm biến khoảng cách dùng laser VL53L0X được sản xuất bởi STMicroelectronics. Cảm biến có độ chính xác cao, ít bị nhiễu nhưng vẫn cịn hạn chế khi đo khoảng cách ở các điều kiện ánh sáng và màu sắc khác nhau.
VL53L0X là module laser Time-of-Flight (ToF) thế hệ mới với thiết kế có kích thước nhỏ nhất trên thị trường hiện nay, cung cấp phép đo khoảng cách chính xác cho dù phản xạ mục tiêu khơng giống như các cơng nghệ thơng thường. Nó có thể đo khoảng cách tuyệt đối lên tới 2m, thiết lập một chuẩn mực mới ở các mức hiệu suất khác nhau, mở ra cánh cửa cho các ứng dụng mới khác nhau. VL53L0X tích hợp một
mảng SPAD hàng đầu (Điốt đơn Photon) và nhúng công nghệ được cấp bằng sáng chế của chuyến bay STSense thế hệ thứ hai
Cảm biến khoảng cách VL53L0X Laser Distance ToF Sensor sử dụng tia Laser để đo khoảng cách đến vật thể với độ chính xác và độ ổn định cao, thích hợp cho các ứng dụng Robot tránh vật cản, đo khoảng cách, đặc biệt là các ứng dụng Radar bằng tia Laser (Lidar) trong các xe tự hành, Smart Car,...
Hình 2. 7 Cảm biến khoảng cách VL53L0X
Thông số kỹ thuật: [10]
Điện áp sử dụng: 2.8~5VDC
Dịng sử dụng trung bình: lúc hoạt động 20mA, lúc nghỉ 6𝜇A. Phương pháp đo khoảng cách: Tia Laser.
Khoảng cách đo trung bình: Tối thiểu: 2cm.
Trong nhà: Nền màu trắng: 200cm+, các màu khác: 80cm. Ngoài trời: Nền màu trắng: 80cm, các màu khác: 50cm. Dạng tín hiệu trả về: I2C mức TTL 3.3~5VDC.
Kích thước: 10.5 x 13.3 mm
Các đặc trưng
Mơ-đun nhỏ tích hợp đầy đủ: Laser VCSEL 940nm. Trình điều khiển VCSEL.
Kích thước cảm biến 4,4 x 2,4 x 1.0mm. Dễ dàng mở rộng
Thành phần phản xạ đơn. Khơng có quang học bổ sung. Nguồn đơn.
Giao diện I2C để điều khiển thiết bị và truyền dữ liệu. Xshutdown (Reset) và ngắt GPIO.
Bảo vệ mắt
Thiết bị laser phù hợp với tiêu chuẩn mới nhất IEC 60825-1: 2014 - phiên bản thứ 3.
Khoảng cách nhanh, chính xác Phạm vi đo tuyệt đối lên đến 2m.
Phạm vi đo không phụ thuộc vào hệ số phản xạ mục tiêu. Hoạt động ở mức ánh sáng hồng ngoại xung quanh cao.
Tăng phần bù quang học để đơn giản hóa khi có kính bao phủ