1. บทนำ
The Waveshare TOF (Time of Flight) Laser Range Sensor is a compact and precise distance measurement device. It integrates an embedded MCU and a sophisticated ranging algorithm, enabling accurate measurements up to 5 meters with a resolution of 1mm and an accuracy of ±1.5cm. This sensor supports flexible data output options, including active and query modes, via UART or CAN bus, making it suitable for a wide array of applications.
รูปที่ 1.1: เกินview of the TOF Laser Range Sensor highlighting its key features: optical filter, embedded MCU and algorithm, and cascade ranging capability.
2. คุณสมบัติและฟังก์ชันการทำงานหลัก
- ความแม่นยำสูง: Offers 1mm resolution and ±1.5cm accuracy, with a standard deviation of <5mm for 0-3m range.
- Short Blind Zone: Capable of measuring distances as close as 1cm, minimizing the blind zone.
- ปรับฟิลด์ของ View (เอฟโอวี): The FOV is adjustable from 15° to 27°, allowing customization for specific application needs.
- การสื่อสารที่ยืดหยุ่น: Supports both UART and CAN bus interfaces, with two identical ports for versatile connectivity.
- น้ำตกตั้งแต่: Multiple sensors can be connected in series (up to 8x via UART, 7x via CAN) with individual ID configuration, enabling data acquisition from all sensors through a single bus.
- Configurable Output: Provides active output and query output modes for data acquisition.
รูปที่ 2.1: รายละเอียด view of the sensor's high accuracy, minimal blind zone, and adjustable field of view.
Figure 2.2: Illustration of cascade ranging capabilities, UART/CAN support, and the user interface of the host computer assistant software.
3. การติดตั้งและการเชื่อมต่อฮาร์ดแวร์
The TOF Laser Range Sensor can be easily integrated with various development boards such as Raspberry Pi and Arduino. Ensure proper power supply and communication line connections as detailed below.
3.1 คำอธิบายพินเอาต์
- วีซีซี: Power supply input (3.7-5.2V)
- จีเอ็นดี: พื้น
- TX/CAN_L: Transmit (UART) / CAN Low
- RX/CAN_H: Receive (UART) / CAN High
3.2 Connecting with Raspberry Pi
Connect the sensor to your Raspberry Pi's GPIO pins according to the diagram. Ensure the UART or CAN pins are correctly mapped and configured on the Raspberry Pi.
3.3 Connecting with Arduino
For Arduino integration, connect the sensor's pins to the corresponding digital I/O pins on your Arduino board. Pay attention to the voltage levels (3.3V TTL signal level for UART).
Figure 3.1: Detailed hardware connection diagrams for Raspberry Pi and Arduino, including pin assignments and the sensor's outline dimensions in millimeters.
4. Operation and Software
The TOF Laser Range Sensor comes with a dedicated Host Computer Assistant Software to facilitate configuration, data monitoring, and analysis. This software provides functionalities such as sensor configuration, waveform monitoring, data analysis, data record and replay, and firmware upgrades.
4.1 Data Output Modes
- เอาท์พุทที่ใช้งานอยู่: The sensor continuously outputs ranging data at a set interval.
- เอาท์พุทแบบสอบถาม: The sensor outputs ranging data only when a query command is received from the host device.
Refer to the software's user guide for detailed instructions on configuring communication parameters (baud rate, sensor ID) and selecting data output modes.
5. การสมัคร
The versatility and precision of the TOF Laser Range Sensor make it suitable for a variety of applications:
- Common Distance Measuring: Accurate measurement for general purposes.
- การหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางของหุ่นยนต์: Essential for autonomous robots to detect and navigate around obstacles.
- Robot Route Planning: Provides data for mapping environments and planning efficient paths.
- Drone Altitude Setting: Enables precise height control for unmanned aerial vehicles.
- Ceiling Detection: Useful in indoor navigation and mapping.
- ระบบอัตโนมัติทางอุตสาหกรรม: For position sensing and object detection in automated systems.
6. ข้อมูลจำเพาะ
Figure 6.1: Detailed technical specifications of the TOF Laser Range Sensor.
| พารามิเตอร์ | ค่า |
|---|---|
| ช่วงการวัด | Short: 0.012-2.18m, Mid: 0.012-3.60m, Long: 0.01-5.00m |
| ความแม่นยำทั่วไป | Short range: ±1.0cm, std dev <0.3cm Mid range: ±1.0cm, std dev <1.5cm Long range: ±1.5cm, std dev <0.5cm (0-3m), std dev <8cm (3-5m) |
| ปณิธาน | 1มม. |
| ความยาวคลื่น | 940nm (Class 1 standard compliant) |
| ทุ่งแห่ง View (เอฟโอวี) | 15°-27° (adjustable) |
| อินเทอร์เฟซการสื่อสาร | UART (3.3V TTL signal level), CAN (both ports can be used simultaneously) |
| baudrate | UART: 115200-3000000bps (921600bps by default) CAN: 100000-3000000bps (1000000bps by default) |
| Cascade Support | UART: supports up to 8 cascades CAN: supports up to 7 cascades |
| แหล่งจ่ายไฟ | 3.7-5.2โวลต์ |
| การใช้พลังงาน | 290mW (UART active output, long-range mode, 5.0V power supply, 58mA current) |
| น้ำหนัก | 0.444 ออนซ์ (ประมาณ 12.6 กรัม) |
| ขนาด (กว้าง×ยาว×สูง) | 35.58 × 12 × 8.05 มม. |
| หมายเลขรุ่นสินค้า | TOF Laser Range Sensor |
| ASIN | B08F57PXKV |
7. การบำรุงรักษา
To ensure the longevity and optimal performance of your TOF Laser Range Sensor, follow these maintenance guidelines:
- การทำความสะอาด: Gently clean the sensor's optical window with a soft, lint-free cloth. Avoid abrasive materials or harsh chemicals that could scratch the lens.
- การจัดการ: Handle the sensor with care to prevent physical damage. Avoid dropping or subjecting it to excessive force.
- พื้นที่จัดเก็บ: Store the sensor in a dry, dust-free environment when not in use. Protect it from extreme temperatures and humidity.
- แหล่งจ่ายไฟ: Always use a stable and appropriate power supply within the specified voltagช่วงอี (3.7-5.2V)
8 การแก้ไขปัญหา
If you encounter issues with your TOF Laser Range Sensor, consider the following troubleshooting steps:
- ไม่มีข้อมูลส่งออก:
- ตรวจสอบการเชื่อมต่อแหล่งจ่ายไฟและแรงดันไฟฟ้าtage.
- Check communication wiring (TX/RX, CAN_L/CAN_H) for correct polarity and secure connections.
- Ensure the baud rate and communication protocol (UART/CAN) are correctly configured on both the sensor and the host device.
- Confirm the sensor ID is correctly set, especially in cascade mode.
- การอ่านค่าที่ไม่ถูกต้อง:
- Ensure the sensor's optical window is clean and free from obstructions.
- Check for strong ambient light sources that might interfere with the laser.
- Verify the target surface is suitable for TOF measurement (non-reflective, non-transparent).
- Ensure the sensor is within its specified measuring range.
- ปัญหาการเชื่อมต่อซอฟต์แวร์:
- Confirm the correct COM port is selected in the Host Computer Assistant Software.
- ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีซอฟต์แวร์อื่นใดกำลังใช้งานพอร์ต COM เดียวกันอยู่
- Reinstall the necessary drivers for your USB-to-UART/CAN converter, if applicable.
If problems persist, refer to the official Waveshare documentation or contact technical support.
9. การรับประกันและการสนับสนุน
This Waveshare TOF Laser Range Sensor is manufactured by Waveshare. For technical support, product inquiries, or warranty information, please visit the official Waveshare webเว็บไซต์หรือติดต่อช่องทางการสนับสนุนของพวกเขา
ผู้ผลิต: เวฟแชร์
เป็นทางการ Webเว็บไซต์: www.waveshare.com
Figure 9.1: Product packaging displaying manufacturer information and contact details.
