Garmin(QWIIC)LIDAR-Lite V4 LED入门

在本教程中,您将学习如何开始使用Garmin(QWIIC)LIDAR-Lite V4 LED,包括:
1.如何将LIDAR-Lite V4连接到Arduino。
2.如何使用传感器的参数。
3.传感器的操作检测范围。

Garmin(QWIIC)LIDAR-LITE V4 LED是使用ECHOLICATION来检测对象的LIDAR(光检测和测距)系统。传感器在微小的包装中提供高精度和低功耗。

与所有LIDAR Lite系列一样,该传感器提供昂贵的替代方案激光激光雷达传感器很便宜–但噪音影响和低距离– 红外线的 超声波传感器。由于我计划在将来使用基于激光的传感器以进行室内和室外机器人,首先,我想知道使用LED和光学器件的最便宜版本而不是激光器,可以在室内使用2D障碍物检测系统。

对于本教程,我购买了Lidar-Lite V4的QWIIC版本。 LIDAR-Lite V4传感器有两个版本:具有QWIIC连接系统的传感器没有连接系统的传感器。 QWIIC系统提供简单的界面与开发板。

Garmin_Lidar-Lite_v4 + Arduino +电池+步骤DC-DC转换器

Garmin_Lidar-Lite_v4 + Arduino +电池+步骤DC-DC转换器

传感器测量使用LED,光学器件和受体的光飞行时间。它在目标对象的反射后发出近红外光并寻找其接收。传感器使用已知光速计算传输和光束光的响应之间的时间延迟。

LIDAR-Lite V4是一种有源遥感系统,可产生能量–在这种情况下,光–测量传感器和物体之间的距离。使用LED而不是激光使得该传感器可以安全地进行眼睛。这对我来说很重要,因为我使用没有安全保护设备的传感器。

到目前为止,我们看到了变体以及传感器的工作原理。要了解如何将传感器连接到Arduino,请使用传感器的参数,并在传感器前面确定1米的操作检测范围,继续阅读教程。我保证你会知道所有这些。

1.如何将LIDAR-Lite V4连接到Arduino

读取LIDAR-Lite V4传感器的输出的最简单解决方案正在使用与Arduino的I2C接口。除了I2C之外,传感器还包括称为ANT的无线通信系统。使用Ant系统的教程超出了本教程的范围。我的目标是使用带有微控制器的传感器,并通过I2C接口读取输出。

对于本教程,我使用Arduino UNO板读取和控制传感器。这是重要的,因为I2C接口使用了电路板的SDA(数据线)和SCL(时钟线)。如果您使用的是另一个微控制器板,则必须确保哪个引脚是SDA和SCL。

警告:您需要有关电路的知识,如电气工程概念 - 原理图,数据表,伏特以及连接电源的某些经验。我对个人财产的任何损失或损害负责。

arduino. Boards的I2C引脚:

  • UNO,以太网:A4(SDA),A5(SCL)
  • Mega2560:20(SDA),21(SCL)
  • 莱昂纳多:2(SDA),3(SCL)
  • 截止日期:20(SDA),21(SCL),SDA1,SCL1

在数据采集期间,传感器需要85 mA的电流。 Arduino UNO的5V引脚适用于USB上的〜400 mA,而外部电源适配器使用时〜900 mA。如果选择使用Arduino的5V引脚为传感器供电,建议使用+和–启用设备时,引脚会减轻浪涌电流。

我使用电池和降压电压稳压器来为传感器提供5V电压,而不是使用Arduino的5V引脚为传感器供电。

一旦我们知道数据线和时钟线引脚,我们将传感器连接到Arduino板。对于UNO和外部电源,连接是:

  • LIDAR-Lite 5 VDC5V电源;
  • LIDAR-LITE地面GND电源 arduino gnd. ; (我们必须在电源和Arduino之间分享地面)
  • LIDAR-Lite I2C SDA arduino. SDA. (对于Uno是PIN A4)
  • LIDAR-Lite I2C SCL arduino scl. (对于UNO是PIN A5)

使用I2C接口的另一个优点是您可以在一个微控制器平台上配置LIDAR传感器地址和链接到十个传感器。

lidarlite_arduino_library.使数据简单,支持更改I2C地址和配置传感器的参数。

您可以下载库并使用“Add .ZIP Library…”从Arduino IDE开始安装库。

arduino. 素描以厘米以厘米读取和转换传感器的输出:

测量与Garmin(QWIIC)LIDAR-Lite V4 LED的距离

测量与Garmin(QWIIC)LIDAR-Lite V4 LED的距离

此时,我们知道如何以厘米以厘米读取和转换传感器的输出。在本教程的下一部分中,我们进一步进一步并学习如何使用传感器的参数。

2.如何使用传感器的参数

在本教程的这一部分,我们将使用传感器的参数。

在传感器的数据表中是一个控制寄存器列表列表。这些参数中的一些可以读取(状态,电路板温度,硬件版本,以及更多),而大多数可以使用值读/更新以满足您的要求。

数据表中的参数:

控制寄存器列表

控制寄存器列表[ 来源 ]

要读取参数:

显示传感器的温度

显示传感器的温度

写一个参数和读一体一样简单。在编写参数之前,必须检查数据表是否有效值的函数。

到目前为止,我们将传感器连接到Arduino,在串口上打印测量的距离,并读/写传感器的参数。在本教程的下一部分中,我们将在传感器前面确定1米的操作检测范围。

3.传感器的操作检测范围

障碍物检测适用于自主机器人,其从初始位置移动到目标位置,避免其路径中的任何障碍。我们的目标是,无论对象的形状或大小如何,我们的目标是检测传感器前面的特定区域。

确定LIDAR传感器范围的第一步是确定机器人所需的范围。让我解释一下它的意思!

LIDAR-LITE V4传感器可在1厘米的分辨率下长达10米。对于室内机器人,100米的范围意味着很多,而对于在动态环境中快速移动的户外机器人– it is not enough.

我的目标是使用LIDAR Lite V4与伺服电机构建基于2D的物体检测系统。该系统将附加到移动机器人并在室内进行测试。我会向您展示另一篇文章的结果。

由于我的公寓内没有大空间,因此传感器前面的1米的操作检测范围足够。

注意:我使用卷尺和纸质议程进行了测试。

从我的测试结果看出,传感器前面1米的操作检测范围可以被解释为具有7厘米侧面的正方形。

传感器的操作检测范围

传感器的操作检测范围

结论
传感器具有低功耗,在确定距离时非常稳定。在测试期间,我使用了几种类型的物体由不同的材料制成 - 木制,塑料,柔软材料被精确地检测到。这是我最喜欢在Lidar-Lite V4上的东西。

在传感器安装在移动机器人上的情况下,缺乏安装孔或任何其他类型的支持可能是一个问题。为了使事情更加努力,连接的接口位于一侧,这使得固定支持更加困难。

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