VL53L1X TOF レーザー測距センサモジュール

ST マイクロエレクトロニクス

VL53L1X 搭載■仕様
センサ IC
推奨電圧範囲動作電圧範囲インターフェース
full field-of-view(FoV)
検出範囲
分解能
赤外線レーザー波長
動作電流
付加機能
サイズ

■特徴
・従来の２倍の 4m に測定範囲が拡大した最新の距離測定センサです。
・反射光が返ってくるまでの時間を計測して距離を測定する TOF（Time of Flight）技術によるセンサモジュールです。
・対象物体の表面状態に関係なく、安定して高フレームレートで測定が可能です。
・インターフェースは I2C で 5V システム, 3.3V システムでの利用が可能です。
・当社 VL53L0X, VL6180X モジュールと同じサイズ、同じピン配置
・基板形状を工夫することで、２点ネジ止め搭載することができ、フラットケーブルでの引き回しが可能なコネクタになっています。
・センサに必要な 2.8V レギュレータ, I2C レベルコンバータを内蔵しています。
STmicroelectronics VL53L1X
3.3V～5.0V
2.9V～5.0V ※絶対最大定格 5.5V
I2C15～27 °
約 100mm～約 4000mm
1mm940nm
約 20mA 程度 ※スタンバイ時 50μA 程度
XSHUT, GPIO1 端子
約 25x10mm 厚み：約 3mm（基板厚含む、コネクタ含まない）※製作・使用にあたり巻末の使用上の注意をよく読んでお使いください。

■内容品 ※基板の外周は製造上の切断によるバリ（ガラスエポキシ基板の繊維）が出ています。これはカッターの背の部分などで擦ると簡単にキレイになります。バリで手・指を傷つけないようご注意ください。

ピンヘッダ・フレーム（6 ピン分）
センサ基板（部品ハンダ付け済）

Ｌ型ピンヘッダ（6 ピン分）
フラットケーブル用■ピン配置▽１列、２列どちらかを選んで配線してください。
◆１列接続（右写真）
GND
6グランドVDD
5電源(3.3V/5.0V)
SDA
4I2C データ※２SCL
3I2C クロック※２
XSHUT2SHDN※１GPIO11GPIO1※１※上の６ピンと下の２列の６ピンはピン配置が異なります。ご注意ください。
◆２列接続（右写真）
用途

名称ピン番号

用途

GPIO1
XSHUT
VDD

ピン番号

GPIO1※１SHDN※１電源(3.3V/5.0V)

名称

135

※1：内部 2.8V に 47kΩでプルアップしています。

246ピン番号

SCL
SDA
GND
名称

用途

I2C クロック※２I2C データ※２
グランド※2：SCL, SDA は VDD 間に 10kΩのプルアップ抵抗が入っています。

※VL53L1X 用の 2.8V 電源は内部の LDO で生成されますので、外からは 3.3V(5V)で動作します。

■接続例
対基板接続例

対フラットケーブル ※フラットケーブルは別売りです。
←L 型ピンヘッダの根元部分にハンダを流し込んでハンダ付けができます。

■使い方
センサ表面に茶色い保護フィルムが貼ってあります。このフィルムをはがしてお使いください。
一般的な I2C インターフェースのセンサと変わりません。VDD, GND 間に電源(3.3V~5V)を接続し、SDA, SCL を I2C バスに接続するだけです。SDA, SCL は内部でそれぞれ 10kΩにより VDD にプルアップされていますのでお客様側でプルアップを省略できます。センサの動作には４本(VDD,GND,SDA,SCL)の配線だけで駆動ができます。
SHDN, GPIO1 は VL53L1X からのダイレクト接続端子です。SHDN, GPIO1 は内部 2.8V に 47kΩでプルアップされています。SDA, SCL はレベル変換が入っていますので 3.3V/5V のドライブが可能ですが、SHDN, GPIO1 はレベル変換回路が入っていないため、これらには VDD 電圧は直接印加できません。マイコンなどではオープンドレイン回路で駆動してください。マイコンによってはリセット時に強制的に内部プルアップが有効になり 3.3V が印加されるものもありますので注意が必要です。
電気的な接続は同じまま、当社 VL6180X, VL53L0X モジュールのプログラムの修正で対応させることが可能です。（SHDN や GPIO を使用してない場合）
内部 2.8V レギュレータのドロップ電圧が 0.1V ありますので、最低 2.9V から動作が可能です。センサのコントロール方法については少し複雑なので関連するウェブページをご覧ください。

■測定についてセンサの使い方は別資料の UM2356 User manual をご覧ください。この製品は内部レジスタ資料が公開されていないため、メーカーのサンプルプログラム、API を使ってコントロールする製品となっています。サンプルプログラム、ライブラリは ST マイクロへのユーザ登録が必要です。
右のグラフはデータシートから抜粋した測定距離と誤差を示したもので測定周期(TB 時間)によって多少変わってきます。どのモードでも 40cm 未満については誤差が大きくなっています。安定しているのはおよそ 60cm～3m 程度までです。この資料はあくまで１例であり、お客様の環境・条件によって変わります。
このセンサは安全規格 IEC 60825-1:2014 (third edition)での Class 1 Laser Products に分類され、遮光グラスなどの特別な防護は必要ありませんが、直視を避けるようにしてください。設定に関しても出力を上げることはしないでください。

■組み込みについて
この製品はお客様のシステムに容易に組み込めるように設計されています。ねじ間隔
21mm で M3 ねじによって固定できるようになっていますので、ロボットや実験装置などにご活用ください。3D プリンタなどと組み合わせていただけますと工作の自由度が増してさまざまなアイデアを実現できるでしょう。

ねじ頭に部品がぶつからないようになっていますが、ワッシャ等を入れますとチップ部品に接触する恐れがありますのでご注意ください。ねじは商品に含まれません。
配線に関しましては 2.54mm ピッチ６ピンで配線できるようになっています。基板から浮かせたり、９０度向きを変えたりして基板に固定することができます。また裏面の６ピン端子とフラットケーブル（別売）を用いることでセンサ基板を延長してどこかに取り付け可能になっています。コントロール基板とセンサ箇所が離れていたり、向きが違う場合に大変有効です。

■寸法図■使用上の注意
・入力と出力、および極性を間違えないでください。一瞬でもＩＣが破壊されてしまいます。
・電源電圧の最大は 5.5V までです。5.5V を超える電圧を一瞬でも加えないでください。
・SHDN, GPIO1 は内部 2.8V でプルアップされており、最大電圧は 2.8V です。
・本キットはエンジニアの方を対象にした製品です。本製品をお使いになるにはある程度の電気的知識を必要とします。
・この製品は赤外線レーザーを使用した製品で安全クラス 1 となっております。
・本モジュールを使用したことによる、損害・損失については一切補償できません。
・製造上の不良と認められる場合のみ、良品とお取替えいたします。それ以外の責についてはご容赦ください。

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株式会社ストロベリー・リナックス ２０１８年５月１９日 第１版