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飛行時間（ToF）マイクロLiDAR距離センサ（VL53L0X）

概要

VL53L0Xモジュールは、レーザー技術を用いて最大2メートルまでの距離を精度よく測定できる飛行時間（ToF）測距センサです。このモジュールは、統合されたレーザー発生器、検出器、マイクロコントローラを搭載した多機能センサモジュールです。プルアップ抵抗やコンデンサなど、必要なコンポーネントがすべて搭載されています。対応可能な測定距離は約50〜1200mmです。

原理

VL53L0Xモジュールは、飛行時間（ToF）原理に基づいて動作します。レーザーパルスを送出し、反射して戻ってくるまでの時間を測定します。この時間は、センサと物体との距離に比例します。モジュールは単一光子雪崩ダイオード（SPAD）アレイを用いて、物体から反射された光を検出します。SPADアレイは、一つの光子さえも検出する能力があります。さらに、このモジュールにはデータ処理を行う統合マイクロコントローラが搭載されています。

使い方

使用する電子部品

Arduino Uno R4またはR3ボード * 1
飛行時間マイクロLiDAR距離センサ * 1
ジャンパーワイヤー

回路組み立て

../_images/20_VL53L0X_module_circuit.png

コード

注釈

ライブラリのインストールには、Arduinoライブラリマネージャで 「Adafruit_VL53L0X」 を検索してインストールします。

コードの説明

必要なライブラリを含むとセンサオブジェクトを初期化。最初に、VL53L0Xセンサ用のライブラリを含み、Adafruit_VL53L0Xクラスのインスタンスを作成します。

注釈

ライブラリのインストールには、Arduinoライブラリマネージャで 「Adafruit_VL53L0X」 を検索してインストールします。
```
#include <Adafruit_VL53L0X.h>
Adafruit_VL53L0X lox = Adafruit_VL53L0X();
```

setup() 関数での初期化。ここでは、シリアル通信を設定し、距離センサを初期化します。センサの初期化ができない場合、プログラムは停止します。

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  while (!Serial) {
    delay(1);
  }
  Serial.println("Adafruit VL53L0X test");
  if (!lox.begin()) {
    Serial.println(F("Failed to boot VL53L0X"));
    while (1)
      ;
  }
  Serial.println(F("VL53L0X API Simple Ranging example\n\n"));
}

loop() 関数での測定値の取得と表示。Arduinoは、 rangingTest() メソッドを使用して、距離の測定を継続的に行います。測定が有効な場合、その値がシリアルモニタに表示されます。

void loop() {
  VL53L0X_RangingMeasurementData_t measure;
  Serial.print("Reading a measurement... ");
  lox.rangingTest(&measure, false);
  if (measure.RangeStatus != 4) {
    Serial.print("Distance (mm): ");
    Serial.println(measure.RangeMilliMeter);
  } else {
    Serial.println(" out of range ");
  }
  delay(100);
}

追加のアイディア

センサをディスプレイ（例：OLED）と連携させて、距離測定値を表示する。
物体が特定の範囲内に入ったときに、他のコンポーネント（LEDやブザーなど）を作動させる。

さらなるプロジェクト

ToF 距離モニター