步驟1：工具和零件

工具

此項(xiàng)目需要以下工具：《

烙鐵

助焊雙手

杜邦壓接工具

1.5mm六角扳手

電線涂層清除工具

剪線鉗

熱膠槍

鑷子

放大鏡（手機(jī)中的物理或應(yīng)用）

扁嘴鉗

零件

本項(xiàng)目使用以下部件：

10x VL53L0X GY-530分線板

Arduino（Uno，Nano，Mega，Zero，Mini等）

面包板和一些面包板電線

AWG＃26不同顏色的電線

AWG＃30單芯電線

5x Dupont公連接器

5x單針Dupont外殼

10x 3D打印分線板支架

1x 3D打印圓形框架

10x M2x10平頭螺釘

10x 0804 LED（藍(lán)色推薦）

10x SOT-23 AO3400 N通道MOSFET

小電容（10~100uF）

分線板

我使用的VL53L0X分線板是GY-530。還有Adafruit版和Pololu版。如果可行，我建議使用Adafruit或Pololu的產(chǎn)品，因?yàn)樗鼈兛梢灾谱鞒錾漠a(chǎn)品，出色的教程和出色的軟件庫(kù)。我在Adafruit的VL53L0X庫(kù)上進(jìn)行了測(cè)試，并使用了Pololu的VL53L0X庫(kù)的修改版本。

杜邦連接器

杜邦連接器用于面包板。您可以使用手頭的任何其他類型的連接。

螺絲和3D打印件

M2螺絲，支架和圓形框架用于將傳感器放置成圓形排列。您可以使用任何其他方法，例如使用卡板，模型木材，粘土，甚至將熱膠粘在罐上。

第2步：黑客攻擊板

檢測(cè)錐

我用一個(gè)模塊繪制檢測(cè)錐。使用大多數(shù)3D打印機(jī)器人作為目標(biāo)。距離顯示在LED顯示屏上，并粗略測(cè)量。測(cè)量數(shù)據(jù)記錄到Microsoft Excel文件中，并使用曲線擬合功能。最佳擬合是自然對(duì)數(shù)曲線，有效距離為3厘米至約100厘米。

在60 cm處，單個(gè)傳感器的檢測(cè)曲線約為22 cm。對(duì)于20厘米寬的目標(biāo)，雷達(dá)陣列的10~15度的圓形間隔應(yīng)產(chǎn)生可接受的掃描分辨率。

I2C地址

雖然VL53L0X I2C器件地址是可編程的，但需要通過微控制器完全控制XSHUT引腳。執(zhí)行此操作的順序?yàn)椋?/p>

電源應(yīng)用于AVDD。

通過將 ALL 的XSHUT引腳驅(qū)動(dòng)為低電平，所有VL53L0X芯片都進(jìn)入Hw待機(jī)（復(fù)位）狀態(tài)。

每個(gè)芯片一次退出復(fù)位狀態(tài)。引導(dǎo)后的默認(rèn)I2C地址為0x52。

通過I2C命令將芯片地址更改為新地址。例如，0x52更改為0x53。

對(duì)所有芯片重復(fù)步驟3和4.

理論上，對(duì)于7位地址范圍，最多可以在同一總線上驅(qū)動(dòng)126個(gè)單元。然而，實(shí)際上，微控制器的總線電容和吸收電流限制可能/應(yīng)該限制最大器件數(shù)量。

新的I2C地址未存儲(chǔ)在VL53L0X芯片中，以防止掉電或復(fù)位。因此，每次加電都必須進(jìn)行一次該過程。這意味著雷達(dá)陣列中的每個(gè)單元都需要一個(gè)寶貴的引腳。對(duì)于具有10+或20+單元的雷達(dá)帶，這對(duì)于布線和引腳消耗來說太不友好了。

如STEP1所述，幸運(yùn)的是VL53L0X芯片上有一個(gè)GPIO1引腳，最初用于中斷，可以完成這項(xiàng)工作。

GPIO-XSHUTN菊花鏈

GPIO輸出在啟動(dòng)時(shí)處于高阻態(tài)，在有效時(shí)開漏至低電平。根據(jù)數(shù)據(jù)表中的建議，GPIO和XSHUT引腳被拉高至GY-530分線板上的AVDD。為了可靠地將所有VL53L0X芯片置于Hw待機(jī)狀態(tài)（驅(qū)動(dòng)XSHUT為低電平），我們需要為每個(gè)XSHUT引腳提供邏輯非門（反相器）。然后我們將一個(gè)芯片（第N個(gè)芯片）的GPIO輸出連接到下游芯片（N + 1芯片）的XSHUTN（XSHUT-NOT）。

上電后，所有GPIO引腳（無效）被上拉，所有后續(xù)XSHUT引腳被NOT門驅(qū)動(dòng)為低電平（XSHUTN引腳連接到微控制器的第一個(gè)芯片除外） 。下游芯片的I2C地址更改和XSHUT釋放是逐個(gè)軟件完成的。

如果您使用不同的分線板，則需要確保上拉電阻是否到位，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

添加LED

在下一步中，將一個(gè)小的0805 SMD LED添加到分線板，從XSHUT焊盤連接到相鄰電容的GND端子。雖然LED本身不會(huì)影響模塊的運(yùn)行，但它確實(shí)為我們提供了XSHUT邏輯電平的良好視覺指示。

將LED與XSHUT引腳上的上拉電阻（我的情況下為10k）串聯(lián)，會(huì)引入電壓降。而不是3.3v的高邏輯電平，紅色0805 LED的正向壓降測(cè)量為1.6v。雖然這個(gè)電壓高于數(shù)據(jù)表中的高邏輯電平（1.12v），但藍(lán)色LED更適合這種黑客攻擊。藍(lán)色LED的正向壓降約為2.4V，安全地高于芯片的邏輯電平。

添加N-MOS逆變器（邏輯非門）

小型SOT -23 N溝道MOSFET堆疊在我們添加的LED上。需要在分線板上焊接兩個(gè)端子（D，S），并使用＃26線將剩余端子（G）連接到上游板GPIO引腳。

添加SMD元件的注意事項(xiàng)

在不適合的分線板上焊接SMD元件并非易事。如果你還沒有聽說過0805，SMD，SOT-23，你可能以前沒有焊接那些微小的元件。在手工處理這些微小元件時(shí)，很常見的是：

小東西剛剛掉下來，永遠(yuǎn)消失了，

小東西上的小墊子只是剝?nèi)ァ?/p>

小東西上的小腿剛破了。

焊錫剛聚集成一團(tuán)，無法分開。

還有更多。..

如果你還想制作這種雷達(dá)，你可以：

將組件更改為更大的包，例如DIP樣式。

獲得比實(shí)踐和消費(fèi)所需的更多組件。

步驟3：焊接0805 LED

焊接0805 SMD LED

在非SMD設(shè)計(jì)的分線板上手工焊接0805 LED并非易事。以下步驟是我建議焊接LED。

使用輔助手握住分線板。

在SMD電容器邊緣和“XSHUT”焊盤上放置一些焊膏。

使用烙鐵在電容器邊緣添加一些額外的焊料。

在0805 LED的兩端涂上一些焊膏。

使用烙鐵在0805 LED的兩端加一些錫。

使用鑷子將LED放置在照片中。陰極端通常有一條標(biāo)記線。在我的例子中，陰極端有一條綠線。將陰極端放在電容器端。

使用鑷子在LED上向電容器添加輕微壓力，并通過同時(shí)向電容器端加熱來將LED焊接到電容器端。不要用力按壓LED。它的蓋子可能會(huì)在高溫和過大壓力下破裂。焊接后，在側(cè)面添加溫和的壓力，測(cè)試LED是否焊接到位。

現(xiàn)在將LED焊接在XSHUT浸漬墊上。此步驟應(yīng)該更容易。

注意：圖中所示的電容器端是該分線板上的接地端子。并且通過電阻器將上拉焊盤XSHUT上拉。

測(cè)試LED

當(dāng)您接通電源（ex 5V）并接地到分線板時(shí)，LED應(yīng)該亮起。

步驟4：焊接N溝道MOSFET

焊接AO3400 N溝道MOSFET

該MOSFET采用SOT-23封裝。我們需要將它“堆疊”在LED上，并添加一根電線：

在所有三個(gè)端子上放一些焊膏和錫。

使用鑷子將MOSFET放置在0805 LED的頂部。 S端子應(yīng)接觸電容器頂部

用電容器端焊接S端子，如圖所示。

切割一小段AWG＃30單芯線，并去除約1cm的涂層。

使用烙鐵從下方熔化XSHUT孔中的焊料，并從上方插入＃30線，如圖所示。

將導(dǎo)線的上端焊接到MOSFET D端子。

切斷多余的電線。

注意：MOSFET S端子連接到電容器端，如圖所示。這一端是地面終端。 MOSFET D端子連接到原始XSHUT引腳。

此時(shí)端子G未連接。它的位置恰好高于一些上拉電阻。確保它們之間有間隙（N-MOS和電阻）并且彼此不接觸。

步驟5：連接傳感器陣列

公共總線接線

公共巴士包括：

Vcc電源。照片中的紅色。我正在使用具有5v邏輯的arduino nano。分線板具有LDO和電平轉(zhuǎn)換器。因此使用5v作為Vin是安全的。

接地。照片中的黑色。

SDA。照片中的綠色。

SCL。照片中的黃色。

這四行是常見的行。切割適當(dāng)長(zhǎng)度的電線并將它們并聯(lián)焊接到所有傳感器模塊。我從arduino到第一個(gè)傳感器使用了20厘米，之后每個(gè)5厘米。

XSHUTN和GPIO接線

20厘米白色線從arduino控制引腳到第一個(gè)傳感器的XSHUTN引腳。這是使第一個(gè)VL53L0X芯片退出復(fù)位并更改I2C地址所需的控制線。

每個(gè)模塊之間的5厘米白線是菊花鏈控制線。上游芯片（例如芯片＃3）GPIO焊盤連接到下游（例如，芯片＃4）XSHUTN腳（N溝道MOSFET G端子）。

小心不要制作G端子與下面的電阻器接觸。您可以在間隙中添加絕緣膠帶。這里可以使用通常隨VL53L0X芯片提供的保護(hù)襯墊。

使用熱風(fēng)槍粘住控制線。

熱膠

正如您在照片中看到的那樣，在N-MOS G端子附近的白色控制線上有一團(tuán)熱膠。這一步非常重要，絕對(duì)必要。直接焊接到SMD元件腿部的浮動(dòng)焊接非常薄弱。即使電線上的小壓力也可能會(huì)使腿部斷裂。輕輕地執(zhí)行此步驟。

測(cè)試LED

當(dāng)您向傳感器陣列供電（例如3.3v-5v）和接地時(shí)，第一個(gè)模塊上的LED應(yīng)響應(yīng)XSHUTN線邏輯電平。如果將XSHUTN連接到邏輯高電平（例如3.3v-5v），LED應(yīng)該關(guān)閉。如果將XSHUTN線連接到低（接地），則第一個(gè)模塊上的LED應(yīng)該亮起。

對(duì)于所有后續(xù)模塊，LED應(yīng)該關(guān)閉。

此測(cè)試是在連接到arduino之前進(jìn)行。