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Arduino lesson – VL53L0X 飛行時間型(ToF)距離測定センサー

本センサはST’s
VL53L0Xレザー距離測定システムを搭載されるキャリア/ブレイクアウト基板で、最大測定距離は
2 mに達します。VL53L0Xは赤外線パルスの飛行時間測定原理を使って、測定のターゲットの表面や色の影響せず、測距機能を実現しますて、測定値はデジタル I²Cインターフェースで読み込めます。本基板にの2.8Vリニアレギュレータとレベルシフタが入力電圧2.6V-5.5Vで作動するのは可能になります。0.1のピン間隔もブレッドボードや0.1のパーフボードに使用しやすくなります。

紹介

VL53L0X飛行時間型「ToF」距離測定センサーはVL53L0Xに基づいて、より高速、高精度、高測定距離のセンサーです。

VL53L0Xは新世代の飛行時間距離測定モジュールです。従来の伝統技術と違い、現在市場で最も小さいToF測距センサで、ターゲットの反射率を問わず、精確で距離を測定でき、最大測定値が2mに達するため、新たな測距性能の基準を設定して、また新たなアプリケーションの可能性を拓きます。

VL53L0XはSPAD(Single Photon Avalanche Diode単一光子アバランシェ・ダイオード)検出器のアレイを集積し、ST’s二世代のFlightSenseTM特許技術を採用しています。

VL53L0Xの5.6×10-7m VCSEL (VerticalCavity Surface-Emitting Laser垂直共振器面発光レーザー)はアイセーフ・クラス1のため人眼にとって完全に不可視の光線で、内部の光学干渉フィルと合わせて、より遠い距離、よりよい環境光イミュニティや光学クロストークが実現できます。

ハードウェアの概要

まず、処理している  VL53L1X sensor の特徴を見ましょう。それでボードの特性が把握できます。

特性 範囲
 動作電圧 2.6V-3.5V
 消費電力 20mW @10Hz
 測定範囲 ~0.04m  4m
 インターフェースタイプ I²C (TWI)
 光源 クラス 1、5.6×10-7 VCSEL
 I2C アドレス 0x29
 視野角度 15° – 27°
 読み取り率 50Hz

仕様

  • サイズ: 0.5″ × 0.7″ × 0.085″ (13 mm × 18 mm × 2 mm)
  • 重量(ヘッダーピンなし): 0.5 g (0.02 oz)
  • 動作電圧: 2.6 V to 5.5 V
  • 供給: 10 mA (立ち上げ時の平均値) 。配置、対象物や環境に違って、ピーク電量は40 mAに達します。
  • 出力型式 (I²C): 16-bit (ミリメートル)
  • 測距範囲: 最大 2 m ()
      •  配置、対象物、環境に違って、測定範囲も異なります。
      • 最小範囲はないですが、経験と実験によって、最小測定値はおよそ0.03mです。

    Pinの説明

    PIN 説明
    VDD 安定化2.8Vの電源を出力し、おおよそ150mAで外部コンポーネントに給電できます(もし内部のレギュレータをバイパスしたい場合、本ピンを2.8V入力端子として使って、VINを断路にしてください)。
    VIN 2.6V-5.5Vの主電源連続です。SCLSDAのレベルシフタはI2Cラインをこのレベルに引き上げます。
    GND 電源の接地(0V)連続に充てます。I2C制御装置も必ず本ボードと同じ接地端子を共用してください。
    SDA レベルシフトI2Cデータライン、HiVIN LOW-0V。
    SCL レベルシフトI2Cクロックライン、HiVIN LOW-0V。
    XSHUT アクティブローシャットの入力端子。ボードではVDD と繋がって、デフォルトでセンサーを作動させます。端子をLOWにさせたらセンサーがハードウェアスタンバイモードになります。端子はレベルシフタ機能がありません。
    GPIO1 コーディングで出力を中断することが可能で、このピンはレベルシフトをしません。

    回路図

    上記の回路図で基板に採用したコンポがVL53L0がさらに使いやすくなるのが分かりました。基板が2.6 V ー5.5 Vで供給できレベルシフタもVINと同じロジックでI²Cと通信できます。回路図はダウンロードできます downloadable PDF (110k pdf)。

    用途

        • パソコン/ノートパソコン/タブレットとIoTの検知(省エネ)
        • ロボット(障害物検出)
        • 白物家電 (自動水栓、ソープディスペンサーなどの感知)
        • 1D ジェスチャー感知
        • レザー補助オートフォーカス。カメラのオートフォーカス性能を高めて(特に悪環境「低光量、低コントラスト」および動態ビデオモード)。

    VL53L0X入門

    入門課程では、私たちは一緒にVL53L0Xセンサとarduinoの連続方法を勉強しましょう。VL53L0XはI2Cセンサのため、多数のマイクロコントローラと同じ二つのデータ/クロックラインを使えて、アドレス衝突がなければ、他のセンサとピンもシェアできます。VL53L0Xは飛行時間(ToF)距離センサのため、他のセンサと違って、小さい不可視レザー光源とマッチングセンサを内蔵しています。では、早速始めましょう。

     

    Step1: ハードウェアの準備

        • Arduino ボード
        • VL53L0x モデル
        • ジャンパー線

    Step2: 連続

        • Vinと電源を連続してください、3~5Vでよいです。マイクロコントロールと同じ電圧を使用してください。Arduinosなら、多数は5Vです。
        • GNDと共通電源/テータグランドを連続してください。
        • SCL とArduinoのI2C クロックSCLpin を連続してください。 UNO &‘328 ベース Arduinoではこれを「A5」にも言います。Megaでは「digital 21」、Leonardo/Microでは 「digital 3」と言います。
        • SDAとArduinoのI2CデータSDA pinを連続してください。UNO &‘328ベース Arduino,では「A4」にも言います。 Megaでは 「digital 20、Leonardo/Microでは「digital 2」と言います。

    下記のように

    Adafruit_VL53L0Xダウンロード

    センサーデータを読み取るならAdafruit_VL53L0XLibraryをインストール必要があります。最も簡単な方法はArduino IDEでManageLibraries…を開きます。

     

    adafruit_products_managelib.png

    Adafruit VL53L0X を検索して Install/インストールをクリックします。

    adafruit_products_vl53.png



    デモ

    下記のように File->Examples->Adafruit_VL53L0X->vl53l0x を開いてからセンサーと連続しているArduinoにアップロードします。

    adafruit_products_demo.png

    そう !それから115200の速度でターミナルを開いて、テストを始めましょう。

    adafruit_products_ranging.png


    手を上下に動いてセンサーのデータを読み取ります。何も検知されない場合に、読み取り値オーバーと表示することを注意してください。

    使用する前にセンサーから保護カバーを取り外すのは忘れないでください。

    複数のセンサーと連続

    I2Cで個々のデバイスは1つのアドレスがあるしかありません。各I2Cデバイスは唯一のアドレスがあることを確報してください。VL53L0Xのデフォルトアドレスは 0x29 ですが、ソフトウェアではこれを変更することもできます。

    新しいアドレスを設置する方法が二つあります。1つは初期化中にlox.begin()をlox.begin(0x30)に変更させていきます。それにいつでもlox.begin(0x30)を設定するのもよろしいです。

    アドレスの再設定は簡単ですが、各センサーをシャットダウン状態にしなければなりません。各センサーのシャットダウンは XSHUT
    ピンとマイクロコントローラーピンを連続することで実現できたから、 上記のような擬似コードが実行できます。

    1. 全てのXSHUTピンをdelay(10)に設定し、ピンをlowになります、またXSHUTピンをhighに設定してから、全てのセンサーをリセットできます。
    2. センサー#1のXSHUTピンを「high」のままで、#1を立ち上げます。
    3. 他のセンサーのXSHUTピンを「low」にして、他のセンサーをシャットダウンします。
    4. lox.begin(new_i2c_address)では0x29以外の数字(<0x7F、0x30ー0x3Fがいい)を入力してください。
    5. #1を立ち上げ状態で、#2のXSHUTピンを「high」にして、リセット状態から離れます。
    6. lox.begin(new_i2c_address)では0x29と#1以外の数字を入力してセンサー#1を初期化します
    7. 上記の操作を繰り返して、各センサーを唯一のアドレスを設定します。

    注意アドレスは常設ではなく、電源を入れるたびに上記の操作を繰り返す必要があります。

     

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新网站的使用方法

1)登录链接 http://osoyoo.com/wp-login.php

2)添加新文章的方法

后台-》POSTS->ADD NEW

3)编辑修改文章的方法
如果你处在已登录状态,那么在前台每篇文章标题下方你会看到1个edit小按钮(未登录时看不到),可以对该文章编辑

postedit

4)有可能出现的排版混乱及解决方法
由于新旧文章有模板兼容性问题,有的文章可能发布后会排版混乱,原因是有些HTML代码没有正确被翻译到新模板框架里面,解决方法很简单,在后台编辑页面 VISUAL/TEXT 选择栏,选TEXT,然后点击UPDATE, 之后看看文章是否是乱排的,如果还是乱的,请再在TEXT 状态下UPDATE一次。千万不要在VISUAL状态下UPDATE代码,否则一定乱。
textedit

5)如何恢复老网站上某些消失了的视频

在老网站上有些文章的老视频在网站上不见了,原因是这个视频链接是老格式代码,如下图

embed

我们需要在TEXT代码编辑栏目,找到把上面的代码,把它替换为新标准的视频连接代码。
新代码获得方法如下,点击上面这个YOUTUBE视频进入YOUTUBE网站,右击视频画面,选择COPY EMBED CODE 如下图:
youtubecode

上述动作会把正确的视频代码放入剪贴板,请用这个代码黏贴替换掉老代码就好了

6)文章首图(featured image)设置
Featured Image 可以在文章编辑后台页面的右下角Set Featured Image添加和修改

Featured Image是每篇文章的重要标志图片,会显示在首页,搜索结果,以及目录列表里面。建议FEATURED IMAGE一定要做好看,代表这篇文章的特点,尺寸最好要是500 X 500像素,白色背景,以方便与网站风格协调。其他尺寸图片也可以当FEATURE IMAGE,但是可能不清楚。
featured

7)如何获取文章ID,文章ID有什么用
我们网站每篇文章都有一个ID,文章ID将会被用在首页推荐文章列表,相关文章列表等地方。文章ID的获取方法很简单:
每篇文章编辑页面有个get short link按键,点击它会出现一个弹出框,里面p=后面那个数字就是该文章的ID,如下图:
postid

8)如何设定相关文章
如果想在某篇文章的下方设定与该文章有关的其他文章链接,请在后台找到AmToolKit Customs Kit-》Related Article设置框,如下图:
relatepost1

设置成功后,在用户在阅读这篇文章时,下方会出现相关文章链接如下:

relatepost2

9)如何定TAG,TAG有什么作用
TAG是文章的一个标签(记号),通过TAG,我们可以在首页定义一个区域去显示共有某个TAG的文章列表。TAG另外一个作用是搜索引擎优化,把关键词作为TAG,可以帮助搜索引擎把TAG对应的关键词与该文章关联。

TAG定义在文章编辑后台的右下角Tags那里,点击ADD后该文章的TAG 就添加了,一篇文章可以有多个TAG

TAG

10)首页的栏目如何定制
定制界面在首页右下角的Am ToolKit链接。详解如下:
在我们OSOYOO.COM的首页有下面几个栏目

FEATURED POSTS ,

ARDUINO TOPICS

RASPBERRYPI TOPICS

NEW TOPIC

POPULAR SEARCHES

其中最下面两个栏目NEW TOPIC,和POPULAR SEARCHES是程序写死的,不能改变。NEW TOPIC会显示最新的12篇文章,POPULAR SEARCHES会显示我们最热门搜索的关键词和相关搜索链接。

其他几个栏目可以在后台自由定义栏目名称,栏目每行有几篇文章,文章是指定ID还是指定TAG等都可以自行定义如下图(点击看大图):
amtool

需要特别说明一下 样式,显示数的意义。
系统给了两个样式,其中样式1代表栏目一行显示4篇文章,样式2代表一行显示四篇文章。
显示数代表首页该栏目下最多显示几篇文章。

以RaspberryPi Topics 这个栏目为例,它定义为样式2,显示数为6,代表每行显示3个文章图标,一共6篇文章。从首页大家可以看到,RaspberryPi Topics 这个栏目显示了两行,每行3篇文章,与我们定义是一致的。

RaspberryPi Topics 这个栏目文章类型是指定TAG的文章,TAG被定义为RaspberryPi ,这意味着所有带有RaspberryPi的文章都会显示到这个栏目,但是如果带RaspberryPi TAG的文章多于6个的话怎么办?首页栏目右侧有个VIEW MORE链接,这个链接会显示所有包含RaspberryPi TAG的文章列表。

11)首页幻灯片定义

首页幻灯片定义在后台 Am ToolKit ->Slider那里定义,定义方法非常直观,大家自己去看就好了。

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Arduinoで8×8LEDマトリックスを作動する

目的:
Arduinoで8×8LEDマトリックスを作動して、 アルファベットのA ~ Iを表示のプロジェクトです。

パーツ:

1 pc Osoyoo UNO ボード uno-o
1 pc 8×8 LED マトリックス ultrasound-o.png
8 pc 220 ohm 抵抗
1 pc ブレッドボード BREADBOARD

回路図(画像をクリックして拡大イメージを表示):

8x8led

コードをダウンロードして、 Arduino IDEにコーピーして、コードを作動してくださいませ。

Arduino IDEのserial windowにデータが確認できます。LEDマトリックスは下記のように、”A” ~ “I”のアルファベットを順次に表示します。(画像をクリックして拡大イメージを表示)

8x8ledresult

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HC-SR04超音波測距センサープロジェクト

目的:
このプロジェクトでは、Arduino UNO ボードを使って、HC-SR04超音波測距センサー(測定できる範囲2cm~400cm)を作動し、Arduino IDEのserial monitorで距離数値を表示します。

パーツ:

1 pc Osoyoo UNO ボード uno-o
1 pc HC-SR04超音波測距センサー ultrasound-o.png
1 pc ブレッドボード BREADBOARD

回路図(画像をクリックして拡大イメージを表示):

ultrasound

コード をダウンロードして、Arduino IDEにコーピーして、作動してくださいませ。

Arduino IDEのserial monitorで画像のように表示します(画像をクリックして拡大イメージを表示):

ultrasoundresult

serial monitorの数値は障害物とセンサーの距離です、障害物をセンサーに近づいてくると数値も小さくなります。