STMicroelectronics P-NUCLEO-53L4A1 STM32 Nucleo Pack是一款完整的評(píng)估套件，支持用戶使用VL53L4CD飛行時(shí)間 (ToF) 高精度接近傳感器評(píng)估、學(xué)習(xí)和開(kāi)發(fā)應(yīng)用。VL53L4CD專門設(shè)計(jì)用于接近和短程測(cè)量，提供非常精確的距離測(cè)量（1mm至1300mm）。具有18° FoV的新一代激光發(fā)射器提高了環(huán)境光下的性能，測(cè)距速度高達(dá)100Hz。

數(shù)據(jù)手冊(cè)：*附件：STMicroelectronics P-NUCLEO-53L4A1 STM32 Nucleo Pack數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

VL53L4CD采用具有可編程距離閾值的自主模式，非常適合用于具有極低功耗的電池供電設(shè)備。其完全嵌入式片上處理功能有助于降低設(shè)計(jì)復(fù)雜性和BOM成本，因?yàn)榭梢允褂霉δ苌圆?、成本更低?a target="_blank">微控制器。與基于ST FlightSense技術(shù)的所有飛行時(shí)間 (ToF) 傳感器一樣，VL53L4CD記錄絕對(duì)距離測(cè)量，無(wú)論目標(biāo)顏色和反射率如何。

STMicroelectronics NUCLEO-F401RE STM32 Nucleo開(kāi)發(fā)板讓用戶可以從性能、功耗和特性等各種組合中進(jìn)行選擇，為用戶試驗(yàn)新想法并利用任何一款 STM32 微控制器產(chǎn)品創(chuàng)建原型提供了一個(gè)靈活的低成本途徑。

特性

• VL53L4CD飛行時(shí)間高精度接近傳感器擴(kuò)展板 (X-NUCLEO-53L4A1)
• NUCLEO-F401RE開(kāi)發(fā)板
• 0.25mm、0.5mm和1mm墊片，用于模擬氣隙
• 兩種不同的防護(hù)玻璃，保護(hù)傳感器免受灰塵的影響
• 配有Arduino UNO R3連接器
• 提供完整的系統(tǒng)軟件，包括代碼示例和圖形用戶界面。
• 符合RoHS指令、CE標(biāo)準(zhǔn)、UKCA標(biāo)準(zhǔn)和中國(guó)RoHS指令

示意圖

基于VL53L4CD的高精度ToF接近傳感器擴(kuò)展板：X-NUCLEO-53L4A1 技術(shù)解析

引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)、無(wú)人機(jī)、虛擬現(xiàn)實(shí)和穿戴式設(shè)備等應(yīng)用的快速發(fā)展，高精度、小尺寸的接近傳感技術(shù)變得越來(lái)越重要。STMicroelectronics 推出的 X-NUCLEO-53L4A1 是一款基于 VL53L4CD 飛行時(shí)間（Time-of-Flight, ToF）傳感器的擴(kuò)展板，專為STM32 Nucleo開(kāi)發(fā)板設(shè)計(jì)，為開(kāi)發(fā)者提供了一個(gè)完整的高精度距離檢測(cè)解決方案。

核心特性

• VL53L4CD ToF傳感器 ：提供高精度的絕對(duì)距離測(cè)量，不受目標(biāo)反射率影響。
• 多間距模擬 ：附帶0.25mm、0.5mm和1mm三種厚度的墊片，用于模擬不同氣隙條件下的測(cè)量。
• 雙保護(hù)窗口 ：提供兩種不同的蓋板窗口，保護(hù)傳感器免受灰塵污染。
• 兼容性強(qiáng) ：支持所有帶有Arduino UNO R3連接器的STM32 Nucleo開(kāi)發(fā)板。
• 完整的軟件開(kāi)發(fā)支持 ：提供STM32Cube軟件擴(kuò)展（X-CUBE-TOF1）、示例代碼和圖形用戶界面。
• 符合多項(xiàng)認(rèn)證 ：包括RoHS、CE、UKCA和中國(guó)RoHS。

硬件結(jié)構(gòu)

傳感器模塊

VL53L4CD是一款集成了激光發(fā)射器和驅(qū)動(dòng)電路的ToF傳感器，其激光輸出在所有可預(yù)見(jiàn)條件下均符合IEC 60825-1:2014 Class 1激光安全標(biāo)準(zhǔn)。用戶在使用ST推薦的設(shè)置和操作條件下無(wú)需擔(dān)心激光安全問(wèn)題。

擴(kuò)展板設(shè)計(jì)

X-NUCLEO-53L4A1板載兩個(gè)6引腳連接器（J4 Left / J4 Right），可連接額外的VL53L4CD衛(wèi)星板（SATEL-VL53L4CD），實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳感器部署。此外，板載的Arduino R3接口支持多板堆疊，便于集成Wi-Fi、藍(lán)牙等通信模塊。

可選配件

• SATEL-VL53L4CD ：獨(dú)立的VL53L4CD衛(wèi)星板，可通過(guò)飛線或直接插接方式與主擴(kuò)展板連接。
• OLED顯示接口 ：支持SSD1306 I2C OLED顯示屏，用于實(shí)時(shí)輸出測(cè)距數(shù)據(jù)。

軟件生態(tài)

ST提供了完整的軟件支持包 X-CUBE-TOF1 ，集成在STM32Cube生態(tài)中，包含：

• 驅(qū)動(dòng)程序
• 示例項(xiàng)目
• 圖形化配置工具
• 可移植的HAL庫(kù)代碼

開(kāi)發(fā)者可以快速在STM32F401RE等Nucleo板上實(shí)現(xiàn)距離檢測(cè)、手勢(shì)識(shí)別、避障等功能。

應(yīng)用場(chǎng)景

• 個(gè)人電子設(shè)備 ：手機(jī)、平板、音頻設(shè)備
• 無(wú)人機(jī)與機(jī)器人 ：避障、高度檢測(cè)
• 虛擬與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) ：手勢(shì)識(shí)別、空間定位
• 穿戴設(shè)備 ：接近喚醒、非接觸交互

安全注意事項(xiàng)

VL53L4CD的激光輸出在正常使用條件下為Class 1級(jí)別，安全無(wú)害。用戶不應(yīng)自行調(diào)整激光功率或使用光學(xué)透鏡聚焦激光束，以免超出安全限制。

總結(jié)

X-NUCLEO-53L4A1為STM32開(kāi)發(fā)者提供了一個(gè)強(qiáng)大而靈活的高精度ToF傳感器開(kāi)發(fā)平臺(tái)。其硬件設(shè)計(jì)的靈活性、豐富的軟件支持以及符合多項(xiàng)安全標(biāo)準(zhǔn)的特性，使其成為開(kāi)發(fā)下一代智能感知應(yīng)用的理想選擇。