STMicroelectronics P-NUCLEO-53L4A1 STM32 Nucleo Pack是一款完整的評估套件，支持用戶使用VL53L4CD飛行時間 (ToF) 高精度接近傳感器評估、學(xué)習(xí)和開發(fā)應(yīng)用。VL53L4CD專門設(shè)計用于接近和短程測量，提供非常精確的距離測量（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，測距速度高達(dá)100Hz。

數(shù)據(jù)手冊：*附件：STMicroelectronics P-NUCLEO-53L4A1 STM32 Nucleo Pack數(shù)據(jù)手冊.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)計復(fù)雜性和BOM成本，因為可以使用功能稍差、成本更低的微控制器。與基于ST FlightSense技術(shù)的所有飛行時間 (ToF) 傳感器一樣，VL53L4CD記錄絕對距離測量，無論目標(biāo)顏色和反射率如何。

STMicroelectronics NUCLEO-F401RE STM32 Nucleo開發(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)建原型提供了一個靈活的低成本途徑。

特性

• VL53L4CD飛行時間高精度接近傳感器擴展板 (X-NUCLEO-53L4A1)
• NUCLEO-F401RE開發(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RoHS指令

示意圖

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

引言

隨著物聯(lián)網(wǎng)、無人機、虛擬現(xiàn)實和穿戴式設(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)變得越來越重要。STMicroelectronics 推出的 X-NUCLEO-53L4A1 是一款基于 VL53L4CD 飛行時間（Time-of-Flight, ToF）傳感器的擴展板，專為STM32 Nucleo開發(fā)板設(shè)計，為開發(fā)者提供了一個完整的高精度距離檢測解決方案。

核心特性

• VL53L4CD ToF傳感器 ：提供高精度的絕對距離測量，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 ：支持所有帶有Arduino UNO R3連接器的STM32 Nucleo開發(fā)板。
• 完整的軟件開發(fā)支持 ：提供STM32Cube軟件擴展（X-CUBE-TOF1）、示例代碼和圖形用戶界面。
• 符合多項認(rèn)證 ：包括RoHS、CE、UKCA和中國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)動電路的ToF傳感器，其激光輸出在所有可預(yù)見條件下均符合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)置和操作條件下無需擔(dān)心激光安全問題。

擴展板設(shè)計

X-NUCLEO-53L4A1板載兩個6引腳連接器（J4 Left / J4 Right），可連接額外的VL53L4CD衛(wèi)星板（SATEL-VL53L4CD），實現(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 ：獨立的VL53L4CD衛(wèi)星板，可通過飛線或直接插接方式與主擴展板連接。
• OLED顯示接口 ：支持SSD1306 I2C OLED顯示屏，用于實時輸出測距數(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)動程序
• 示例項目
• 圖形化配置工具
• 可移植的HAL庫代碼

開發(fā)者可以快速在STM32F401RE等Nucleo板上實現(xiàn)距離檢測、手勢識別、避障等功能。

應(yīng)用場景

• 個人電子設(shè)備 ：手機、平板、音頻設(shè)備
• 無人機與機器人 ：避障、高度檢測
• 虛擬與增強現(xiàn)實 ：手勢識別、空間定位
• 穿戴設(shè)備 ：接近喚醒、非接觸交互

安全注意事項

VL53L4CD的激光輸出在正常使用條件下為Class 1級別，安全無害。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開發(fā)者提供了一個強大而靈活的高精度ToF傳感器開發(fā)平臺。其硬件設(shè)計的靈活性、豐富的軟件支持以及符合多項安全標(biāo)準(zhǔn)的特性，使其成為開發(fā)下一代智能感知應(yīng)用的理想選擇。