PARALLAX INC 28041 LaserPING 测距仪模块
LaserPING 2m Rangefinder 提供了一种简单的距离测量方法。 这种近红外飞行时间 (TOF) 传感器非常适合在移动或静止物体之间进行测量。 单个 I/O 引脚用于查询 LaserPING 传感器的最新距离测量值，并读取回复。 LaserPING 2m Rangefinder 几乎可以与任何微控制器一起使用，利用其 PWM 模式或可选的串行模式。 它设计为与 PING))) 超声波距离传感器电路和代码兼容，使应用能够适应需要考虑不同环境条件的情况。 甚至可以通过保护传感器的丙烯酸窗口进行测量。
传感器的内置协处理器可确保正确的逻辑电平。 它的 I/O 连接以相同的音量运行tage 提供给 VIN 引脚，用于与 3.3V 和 5V 微控制器兼容。
特征
- 2 –200 cm 范围内的非接触式距离测量
- 工厂预校准精度为 1 mm 分辨率
- 使用 1 类激光发射器的人眼安全的不可见近红外 (IR) 照明
- VIN 和 GND 意外互换时的反极性保护
- 板载微处理器处理复杂的传感器代码
- 与 3.3V 和 5V 微控制器兼容
- 面包板友好型 3 针 SIP 外形，带安装孔
应用思路
- 物理研究
- 安全系统
- 交互式动画展品
- 机器人导航和泊车辅助系统
- 手部检测和一维手势识别等交互式应用
- 过程控制系统中的体积或高度检测
主要规格
- 激光: 850 nm VCSEL（垂直腔面发射激光器）
- 范围: 2–200 厘米
- 解决：1 毫米
- 典型刷新率：15 Hz PWM 模式，22 Hz 串行模式
- 电源要求：+3.3V DC 至 +5 VDC； 25毫安
- 工作温度：+14 至 +140°F（-10 至 +60°C）
- 激光眼安全: 近红外1类激光产品
- 照明领域: 23° 度
- 领域 view: 55° 度
- 外形：间距为 3 英寸的 0.1 针公头
- 印刷电路板尺寸：22 x 16 毫米
入门
如图所示，将 LaserPING 传感器的引脚连接到电源、接地和微控制器的 I/O 引脚。 请注意，该图显示了传感器的背面； 将组件侧指向目标对象。 LaserPING 传感器由 BlocklyProp 块、Propeller C 库和 ex 支持ampBASIC St 的 le 代码amp 和阿杜诺乌诺。 它与 PING))) 超声波距离传感器 (#28015) 的应用电路和代码兼容。 在传感器的产品页面上查找下载和教程链接； 在 搜索“28041”www.parallax.com.
通信协议
传感器发射红外 (IR) 激光脉冲，该脉冲在空气中传播，从物体反射，然后反弹回传感器。 LaserPING 模块精确测量反射激光脉冲返回传感器所需的时间，并将该时间测量值转换为毫米，分辨率为 1 毫米。 您的微控制器向 LaserPING 模块查询最新测量值（大约每 40 毫秒刷新一次），然后在同一 I/O 引脚上接收返回的值，作为 PWM 模式下的可变宽度脉冲，或作为串行 ASCII 字符模式。
脉宽调制模式
PWM 默认模式旨在与 PING))) 超声波距离传感器 (#28015) 代码兼容。 它可以与 3.3 V 或 5 V TTL 或 CMOS 微控制器通信。 PWM 模式在单个 I/O 引脚 (SIG) 上使用双向 TTL 脉冲接口。 SIG 引脚将闲置为低电平，输入脉冲和回波脉冲均为正高电平，在 VIN voltage.
| 脉冲宽度 | 健康）状况 |
| 115 至 290 微秒 | 降低精度测量 |
| 290 微秒至 12 毫秒 | 最高精度测量 |
| 13 毫秒 | 无效测量——目标太近或太远 |
| 14 毫秒 | 内部传感器错误 |
| 15 毫秒 | 内部传感器超时 |
脉冲宽度与距离成正比，不会随环境温度、压力或湿度而显着变化。
要将脉冲宽度从时间（以 μs 为单位）转换为 mm，请使用以下等式： 距离 (mm) = 脉冲宽度 (ms) × 171.5 要将脉冲宽度从时间（以 μs 为单位）转换为英寸，请使用以下等式：距离（英寸）= 脉冲宽度（毫秒）× 6.752
串行数据模式
串行数据模式以 9600 波特率在单个 I/O 引脚 (SIG) 上使用双向 TTL 接口工作，并且可以与 3.3 V 或 5 V TTL 或 CMOS 微控制器通信。 在这种模式下，SIG 引脚将闲置为高电平，在 VIN voltage. 要从默认 PWM 模式切换到串行模式，请将 SIG 引脚驱动为低电平，然后发送三个 100 µs 高电平脉冲，其间有 5 µs 或更长的低电平间隙。 这可以通过传输大写的“I”字符来完成。
提示：对于不支持双向串行的微控制器，可以将 LaserPING 模块配置为在串行模式下唤醒。 在这种情况下，您的微控制器只需要一个串行接收输入！ 请参阅下面的“启动时启用串行”部分。
在串行模式下，LaserPING 会不断发送 ASCII 格式的新测量数据。 该值将以毫米为单位，后跟回车符（十进制 13）。 每次传感器接收到有效读数时都会传输一个新值，通常每 45 毫秒传输一次。
| 序列值 | 健康）状况 |
| 50 至 2000 年 | 以毫米为单位的最高精度测量 |
| 1 至 49 年 |
以毫米为单位的降低精度测量 |
| 2001 至 2046 年 | |
| 2047 | 检测到超过 2046 毫米的反射 |
|
0 或 2222 |
无效测量
（没有反射；目标太近、太远或太暗） |
| 9998 | 内部传感器错误 |
| 9999 | 内部传感器超时 |
要停止串行模式并返回默认 PWM 模式：
- 将 SIG 引脚置为低电平，并保持低电平 100 毫秒
- 释放 SIG 引脚（通常将连接到 SIG 的 I/O 引脚设置回高阻抗输入模式）
- LaserPING 现在将处于 PWM 模式
启动时启用串行
标有 DBG 和 SCK 的 2 个 SMT 焊盘可以短接在一起以更改默认数据模式，从而在启动时启用串行模式。 LaserPING 模块在上电时检查 DBG/SCK 引脚的状态。
- DBG 和 SCK 打开 = 默认为 PWM 模式（出厂默认模式）
- DBG 和 SCK 短接在一起 = 默认为串行数据模式
要使两个引脚短路，可以在焊盘上焊接一个 < 0402 k-ohm 的 4 电阻器、一个零欧姆链路或一个焊球。 有关这些焊盘的详细信息，请参阅下面的 SMT 测试焊盘说明。 在启动时的串行模式下，传感器需要大约 100 毫秒进行初始化，之后 LaserPING 将自动开始以 9600 波特率向 SIG 引脚发送串行 ASCII 值。 数据将以连续的 CR（十进制 13）终止 ASCII 串行流的形式到达，每个新读数大约每 45 毫秒到达一次。 这个45毫秒的间隔会略有不同，因为根据测量的距离不同，传感器检测、计数和处理数据所需的时间也会略有不同。
最大测距距离和测距精度
下表显示了设备的测距精度规格，数据是在设备在室温下运行且设备上没有盖玻片的情况下获得的。 该设备可能会在这些范围之外以降低的精度运行。
| 覆盖全场的目标反射率 View （视场） | 范围精度 | ||
| 50 至 100 毫米 | 100 至 1500 毫米 | 1500 至 2000 毫米 | |
| 白色目标 (90%) | +/- 15% | +/- 7% | +/- 7% |
| 灰色目标 (18%) | +/- 15% | +/- 7% | +/- 10% |
领域 View （FoV）和照明场（FoI）
激光传感器的发射器和接收器元件形成锥形。 发射器照明场 (FoI) 为 23°，接收器视野 (FoV) 为 55°。 LaserPING 传感器只会感测 FoI 内的物体，但当明亮物体位于 FoV 内时，灵敏度可能会降低。 当 FoI 内的镜面将光散射到 FoI 或 FoV 内的其他物体时，读数也可能不准确。
测量长距离时，传感器应距离周围的任何地板、墙壁或天花板足够远，以确保它们不会成为 FoI 内的无意目标。 在距离 LaserPING 模块 200 厘米处，FoI 是一个直径为 81.4 厘米的圆盘。 高于表面的高度会影响实际感应范围，因为某些表面会反射而不是偏转：
引脚说明
| 别针 | 类型 | 功能 |
| 地线 | 地面 | 公共接地（0 V 电源） |
| 车辆识别号 | 力量 | 该模块将在 3.3V 至 5V DC 之间运行。 VIN 卷tage 还设置逻辑高电平 voltage 为 SIG 引脚。 |
| 特别兴趣小组 | 输入/输出* | PWM 或串行数据输入/输出 |
* 在 PWM 模式下，SIG 引脚用作集电极开路输入，带有一个 55 k 欧姆下拉电阻，响应脉冲除外，它被驱动至 VIN。 在串行模式下，SIG 引脚用作推挽输出。
除了在启动时将默认模式从 PWM 更改为串行外，不支持最终用户访问测试焊盘。
| 软垫 | 类型 | 功能 |
| 数据库 | 开路集电极 | 协处理器编程引脚（PC1） |
| SCK | 开路集电极 | 协处理器编程引脚 (PB5) |
| 新加坡 | 开路集电极 | 具有 2K 上拉至 3.9V 的激光传感器 I3C 时钟 |
| 重置 | 开路集电极 | 协处理器编程引脚（PC6） |
| 南达科他州 | 开路集电极 | 具有 2K 上拉至 3.9V 的激光传感器 I3C 串行数据 |
| 摩西 | 开路集电极 | 协处理器编程引脚 (PB3) |
| 国际贸易发展署 | 推挽（低电平有效） | 激光传感器数据就绪中断
通常为逻辑高电平，此引脚在新值可用时驱动为低电平，并在读取值后恢复为高电平。 |
| 味噌 | 开路集电极 | 协处理器编程引脚 (PB4) |
盖玻片选择指南
LaserPING 模块有一个安装孔，可简化安装可选盖玻片的过程。 这可用于在某些应用中保护传感器，或试验不同材料作为过滤器对红外激光的影响。 为获得最佳性能，盖玻片应考虑以下规则：
- 材料: 亚克力、亚克力
- 光谱透过率: T< 5% for λ< 770 nm, T> 90% for λ > 820 nm
- 气隙：100 微米
- 厚度: < 1mm (越薄越好)
- 方面: 大于 6 x 8 毫米
电路板尺寸
修订历史
版本 1.0：原始版本。 从下载 艾睿网.
文件/资源
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PARALLAX INC 28041 LaserPING 测距仪模块 [pdf] 用户指南 28041, LaserPING 测距仪模块, 28041 LaserPING 测距仪模块, 测距仪模块, 模块 |
