[РУКОВОДСТВО] Аналоги и замена микросхем Практика поставок Проверено

VL6180X — как измерить расстояние до 60 см?

IC
Служба поставок ICBOMS · Склад в Шэньчжэне, экспресс DDP и подбор аналогов
[ПРОВЕРЕНО] Экспертиза
Прямой ответ службы закупок

VL6180X — датчик расстояния и близости STMicroelectronics по принципу прямого измерения времени полёта света: внутри прибора работают VCSEL-излучатель 850 нм, приёмник и вычислитель, а на выходе получается готовое расстояние восьмибитным числом в миллиметрах. Разрешение составляет 1 мм и не зависит от отражательной способности цели, в отличие от фотодиодных датчиков, которые темнее читают хуже. Дальность гарантирована на 10 см, типично прибор работает примерно до 20 см, а до 60 см диапазон расширяют коэффициентом масштабирования с потерей разрешения. Отдельно стоит знать, что прибор питается от 2,6–3,0 В: напрямую от 5 В его запитать нельзя, и на платах с USB нужен преобразователь.

Содержание руководства (9 разделов)

Что это за прибор

Главное отличие от привычных оптических датчиков в том, что результат не зависит от цвета и яркости цели в пределах заявленного диапазона. Фотодиодный датчик возвращает яркость отражённого света, и тёмная поверхность или поверхность под углом дают заниженное значение; метод полёта света измеряет именно задержку, поэтому миллиметровая точность сохраняется и на тёмной, и на блестящей цели.

Второе, что снимает прибор с пользователя, — вычислитель: наружу выдаётся готовое расстояние, а не сырой сигнал приёмника. Схема на микроконтроллере сводится к чтению регистра, и вся обработка — фильтрация, коррекция и калибровка — уже выполнена внутри.

Датчик освещённости в том же корпусе мерцает тем же излучателем, и его отсчёт не нужно оплачивать отдельным прибором. Формат 16-битный, разрешение по освещённости — доли люкса при максимальном усилении и интегрировании 100 мс.

Корпус LGA на 12 выводов с шагом 0,5 мм — прибор для пайки оплавлением, и на переносной плате он уже смонтирован. Самостоятельная разводка под такой корпус требует аккуратности: под выводами расположены выводы питания и земли, и разъединение земли по площади прибора даёт лишние помехи в измерении.

Параметр Значение
Принцип прямое измерение времени полёта света, технология FlightSense
Состав датчик расстояния, датчик освещённости и VCSEL-излучатель 850 нм в одном корпусе
Интерфейс I2C, fast-mode до 400 кГц, адрес по умолчанию 0x29, программируется
Формат результата 8 бит расстояния в миллиметрах, 16 бит освещённости в люксах
Разрешение 1 мм, не зависит от отражательной способности цели
Дальность гарантировано 0–10 см, типично около 20 см, до 60 см с коэффициентом масштабирования
Минимальная дистанция около 10 мм
Угол обзора 25°
Питание 2,6–3,0 В, уровни ввода-вывода 1,7–3,0 В
Ток около 25 мА при измерении, до 40 мА в пике, около 0,5 мкА в ожидании
Диапазон освещённости 0–100 килолюкс
Температура −40…+85 °C
Корпус LGA на 12 выводов, 4,8 × 2,8 × 1,0 мм

Дальность и её расширение

Заявленная гарантированная дальность — 10 см, типичная работа — около 20 см. Дальше прибор работает, но с оговорками: расстояние увеличивают коэффициентом масштабирования диапазона, и при этом падает разрешение, потому что прибор переходит на другой отсчёт времени. Это не «то же самое, но дальше», а другая конфигурация измерения, и её считают отдельно.

Минимальная дистанция — около 10 мм. Ближе прибор работает плохо: слишком мала задержка, и результат становится нестабильным. Для задач, где объект может подойти вплотную, это ограничение важнее максимальной дальности, и его проверяют первым.

Угол обзора 25° задаёт поле, в котором цель должна оставаться: на расстоянии 20 см это примерно 9 см в поперечном направлении. Если объект смещается за эту границу, прибор может видеть фон и давать другую дистанцию. Стекло или защитное окно перед прибором сужает поле дополнительно, и для него в документации производителя есть отдельный расчёт зоны исключения.

Питание и подключение

Питание прибора 2,6–3,0 В при типичном 2,8 В, и это первое, что проверяют при заказе: переносная плата с питанием 5 В или 3,3 В требует преобразователя, и напрямую такой прибор запитать нельзя. Уровни ввода-вывода допускают 1,7–3,0 В, то есть к логике 1,8 В прибор подходит без согласователя, а к 3,3 В — с ним.

Ток около 25 мА при измерении и до 40 мА в пике ставит прибор в один класс с датчиками и модулями беспроводной связи, и в батарейном устройстве это самая заметная нагрузка. Режим ожидания с током около 0,5 мкА при этом очень экономичен, поэтому прибор и включают только на время измерения.

Адрес I2C по умолчанию 0x29, и он программируется, так что несколько приборов на одной шине размещаются без конфликтов. Практическое замечание: на многих переносных платах стоит преобразователь питания, и его собственные помехи попадают в измерение близкой цели — поэтому у таких плат качество измерения вблизи минимальной дистанции заметно хуже, чем у прибора на «чистой» плате.

Отдельно про длину волны: паспорт указывает 850 нм, и в части описаний переносных плат встречается 940 нм — это ошибка в тексте, а не другая модификация прибора.

Что проверять при заказе

  1. 01 Питание 2,6–3,0 В — при питании платы от 5 или 3,3 В нужен преобразователь.
  2. 02 Гарантированная дальность 10 см и типичная около 20 см — при расширении до 60 см падает разрешение.
  3. 03 Минимальная дистанция около 10 мм — для задач с близкими объектами это ограничивающий параметр.
  4. 04 Уровни ввода-вывода 1,7–3,0 В и совместимость с логикой микроконтроллера.
  5. 05 Корпус LGA-12: под выводами проходят питание и земля, разводка земли влияет на результат.
  6. 06 Адрес I2C 0x29 и его программирование при нескольких приборах на шине.

Частые вопросы

  • Какая дальность — гарантировано 10 см, типично около 20 см, до 60 см с потерей разрешения.
  • Можно ли запитать от 5 В — нет, прибор питается от 2,6–3,0 В.
  • Какое разрешение — 1 мм, не зависит от цвета и яркости цели.
  • Зависит ли результат от отражающей способности — нет, это метод полёта света, а не фотодиодный.
  • Что означает 8-битный результат — расстояние возвращается числом в миллиметрах от 0 до 255.
  • Есть ли внутри датчик освещённости — да, встроенный, 16-битный, до 100 килолюкс.

Детали, названные в этом руководстве

Каталог
Все производители →

Каждая позиция — это деталь или семейство, о которых идёт речь в руководстве, со ссылкой на карточку в каталоге: параметры, корпус, стадия жизненного цикла и datasheet, если он у нас локализован. Там, где в тексте названо семейство, в таблице стоит конкретный заказной партномер со склада. Если позиции из руководства в списке нет — значит, её у нас сейчас нет: пришлите номер, и она уйдёт в подбор вместе с остальными.

ПартномерПроизводительОписание
VL6180XV0NR/1DatasheetSTMicroelectronicsSTMicroelectronics FlightSense™ VL6180XV0NR/1, time-of-flight ranging sensor, I²C output, 0-62cm sensing distance, 2.6-3V supply, 12-pin SMD, Tape & Reel.
VL6180V1NR/1DatasheetSTMicroelectronicsSTMicroelectronics FlightSense™ VL6180V1NR/1 time-of-flight sensor, 62 cm range, I²C output, 2.6-3 V supply, -10°C to 60°C, 12LGA package.
[ЗАКАЗ] Комплектация BOM и экспресс-поставка

Примените это к своей спецификации

Отправьте партномера или файл спецификации (Excel / CSV). По каждой строке проверим складские остатки в Шэньчжэне, наличие заводской упаковки и проверенные аналоги — с отгрузкой единой партией.

Открыть форму запроса →

Как написано это руководство

Руководство написано службой поставок ICBOMS в Шэньчжэне и выверено по документам производителей и стандартам, на которые ссылается текст. Формулировки ограничены тем, что делает эта служба, и тем, как оценивают деталь — без ориентировочных цен, сроков поставки и остатков: всё это считается по каждой строке отдельно, по факту проверки. Дата последней вычитки стоит в начале страницы.