Arduino固定雷达LIDAR阵列的制作
步骤1：工具和零件
工具
此项目需要以下工具：《
烙铁
助焊双手
杜邦压接工具
1.5mm六角扳手
电线涂层清除工具
剪线钳
热胶枪
镊子
放大镜（手机中的物理或应用）
扁嘴钳
零件
本项目使用以下部件：
10x vl53l0x gy-530分线板
arduino（uno，nano，mega，zero，mini等）
面包板和一些面包板电线
awg＃26不同颜色的电线
awg＃30单芯电线
5x dupont公连接器
5x单针dupont外壳
10x 3d打印分线板支架
1x 3d打印圆形框架
10x m2x10平头螺钉
10x 0804 led（蓝色推荐）
10x sot-23 ao3400 n通道mosfet
小电容（10~100uf）
分线板
我使用的vl53l0x分线板是gy-530。还有adafruit版和pololu版。如果可行，我建议使用adafruit或pololu的产品，因为它们可以制作出色的产品，出色的教程和出色的软件库。我在adafruit的vl53l0x库上进行了测试，并使用了pololu的vl53l0x库的修改版本。
杜邦连接器
杜邦连接器用于面包板。您可以使用手头的任何其他类型的连接。
螺丝和3d打印件
m2螺丝，支架和圆形框架用于将传感器放置成圆形排列。您可以使用任何其他方法，例如使用卡板，模型木材，粘土，甚至将热胶粘在罐上。
第2步：黑客攻击板
检测锥
我用一个模块绘制检测锥。使用大多数3d打印机器人作为目标。距离显示在led显示屏上，并粗略测量。测量数据记录到microsoft excel文件中，并使用曲线拟合功能。最佳拟合是自然对数曲线，有效距离为3厘米至约100厘米。
在60 cm处，单个传感器的检测曲线约为22 cm。对于20厘米宽的目标，雷达阵列的10~15度的圆形间隔应产生可接受的扫描分辨率。
i2c地址
虽然vl53l0x i2c器件地址是可编程的，但需要通过微控制器完全控制xshut引脚。执行此操作的顺序为：
电源应用于avdd。
通过将 all 的xshut引脚驱动为低电平，所有vl53l0x芯片都进入hw待机（复位）状态。
每个芯片一次退出复位状态。引导后的默认i2c地址为0x52。
通过i2c命令将芯片地址更改为新地址。例如，0x52更改为0x53。
对所有芯片重复步骤3和4.
理论上，对于7位地址范围，最多可以在同一总线上驱动126个单元。然而，实际上，微控制器的总线电容和吸收电流限制可能/应该限制最大器件数量。
新的i2c地址未存储在vl53l0x芯片中，以防止掉电或复位。因此，每次加电都必须进行一次该过程。这意味着雷达阵列中的每个单元都需要一个宝贵的引脚。对于具有10+或20+单元的雷达带，这对于布线和引脚消耗来说太不友好了。
如step1所述，幸运的是vl53l0x芯片上有一个gpio1引脚，最初用于中断，可以完成这项工作。
gpio-xshutn菊花链
gpio输出在启动时处于高阻态，在有效时开漏至低电平。根据数据表中的建议，gpio和xshut引脚被拉高至gy-530分线板上的avdd。为了可靠地将所有vl53l0x芯片置于hw待机状态（驱动xshut为低电平），我们需要为每个xshut引脚提供逻辑非门（反相器）。然后我们将一个芯片（第n个芯片）的gpio输出连接到下游芯片（n + 1芯片）的xshutn（xshut-not）。
上电后，所有gpio引脚（无效）被上拉，所有后续xshut引脚被not门驱动为低电平（xshutn引脚连接到微控制器的第一个芯片除外） 。下游芯片的i2c地址更改和xshut释放是逐个软件完成的。
如果您使用不同的分线板，则需要确保上拉电阻是否到位，并进行适当的调整。
添加led
在下一步中，将一个小的0805 smd led添加到分线板，从xshut焊盘连接到相邻电容的gnd端子。虽然led本身不会影响模块的运行，但它确实为我们提供了xshut逻辑电平的良好视觉指示。
将led与xshut引脚上的上拉电阻（我的情况下为10k）串联，会引入电压降。而不是3.3v的高逻辑电平，红色0805 led的正向压降测量为1.6v。虽然这个电压高于数据表中的高逻辑电平（1.12v），但蓝色led更适合这种黑客攻击。蓝色led的正向压降约为2.4v，安全地高于芯片的逻辑电平。
添加n-mos逆变器（逻辑非门）
小型sot -23 n沟道mosfet堆叠在我们添加的led上。需要在分线板上焊接两个端子（d，s），并使用＃26线将剩余端子（g）连接到上游板gpio引脚。
添加smd元件的注意事项
在不适合的分线板上焊接smd元件并非易事。如果你还没有听说过0805，smd，sot-23，你可能以前没有焊接那些微小的元件。在手工处理这些微小元件时，很常见的是：
小东西刚刚掉下来，永远消失了，
小东西上的小垫子只是剥去。
小东西上的小腿刚破了。
焊锡刚聚集成一团，无法分开。
还有更多。..
如果你还想制作这种雷达，你可以：
将组件更改为更大的包，例如dip样式。
获得比实践和消费所需的更多组件。
步骤3：焊接0805 led
焊接0805 smd led
在非smd设计的分线板上手工焊接0805 led并非易事。以下步骤是我建议焊接led。
使用辅助手握住分线板。
在smd电容器边缘和“xshut”焊盘上放置一些焊膏。
使用烙铁在电容器边缘添加一些额外的焊料。
在0805 led的两端涂上一些焊膏。
使用烙铁在0805 led的两端加一些锡。
使用镊子将led放置在照片中。阴极端通常有一条标记线。在我的例子中，阴极端有一条绿线。将阴极端放在电容器端。
使用镊子在led上向电容器添加轻微压力，并通过同时向电容器端加热来将led焊接到电容器端。不要用力按压led。它的盖子可能会在高温和过大压力下破裂。焊接后，在侧面添加温和的压力，测试led是否焊接到位。
现在将led焊接在xshut浸渍垫上。此步骤应该更容易。
注意：图中所示的电容器端是该分线板上的接地端子。并且通过电阻器将上拉焊盘xshut上拉。
测试led
当您接通电源（ex 5v）并接地到分线板时，led应该亮起。
步骤4：焊接n沟道mosfet
焊接ao3400 n沟道mosfet
该mosfet采用sot-23封装。我们需要将它“堆叠”在led上，并添加一根电线：
在所有三个端子上放一些焊膏和锡。
使用镊子将mosfet放置在0805 led的顶部。 s端子应接触电容器顶部
用电容器端焊接s端子，如图所示。
切割一小段awg＃30单芯线，并去除约1cm的涂层。
使用烙铁从下方熔化xshut孔中的焊料，并从上方插入＃30线，如图所示。
将导线的上端焊接到mosfet d端子。
切断多余的电线。
注意：mosfet s端子连接到电容器端，如图所示。这一端是地面终端。 mosfet d端子连接到原始xshut引脚。
此时端子g未连接。它的位置恰好高于一些上拉电阻。确保它们之间有间隙（n-mos和电阻）并且彼此不接触。
步骤5：连接传感器阵列
公共总线接线
公共巴士包括：
vcc电源。照片中的红色。我正在使用具有5v逻辑的arduino nano。分线板具有ldo和电平转换器。因此使用5v作为vin是安全的。
接地。照片中的黑色。
sda。照片中的绿色。
scl。照片中的黄色。
这四行是常见的行。切割适当长度的电线并将它们并联焊接到所有传感器模块。我从arduino到第一个传感器使用了20厘米，之后每个5厘米。
xshutn和gpio接线
20厘米白色线从arduino控制引脚到第一个传感器的xshutn引脚。这是使第一个vl53l0x芯片退出复位并更改i2c地址所需的控制线。
每个模块之间的5厘米白线是菊花链控制线。上游芯片（例如芯片＃3）gpio焊盘连接到下游（例如，芯片＃4）xshutn脚（n沟道mosfet g端子）。
小心不要制作g端子与下面的电阻器接触。您可以在间隙中添加绝缘胶带。这里可以使用通常随vl53l0x芯片提供的保护衬垫。
使用热风枪粘住控制线。
热胶
正如您在照片中看到的那样，在n-mos g端子附近的白色控制线上有一团热胶。这一步非常重要，绝对必要。直接焊接到smd元件腿部的浮动焊接非常薄弱。即使电线上的小压力也可能会使腿部断裂。轻轻地执行此步骤。
测试led
当您向传感器阵列供电（例如3.3v-5v）和接地时，第一个模块上的led应响应xshutn线逻辑电平。如果将xshutn连接到逻辑高电平（例如3.3v-5v），led应该关闭。如果将xshutn线连接到低（接地），则第一个模块上的led应该亮起。
对于所有后续模块，led应该关闭。
此测试是在连接到arduino之前进行。
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工具
此项目需要以下工具：《
烙铁
助焊双手
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电线涂层清除工具
剪线钳
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镊子
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扁嘴钳
零件
本项目使用以下部件：
10x vl53l0x gy-530分线板
arduino（uno，nano，mega，zero，mini等）
面包板和一些面包板电线
awg＃26不同颜色的电线
awg＃30单芯电线
5x dupont公连接器
5x单针dupont外壳
10x 3d打印分线板支架
1x 3d打印圆形框架
10x m2x10平头螺钉
10x 0804 led（蓝色推荐）
10x sot-23 ao3400 n通道mosfet
小电容（10~100uf）
分线板
我使用的vl53l0x分线板是gy-530。还有adafruit版和pololu版。如果可行，我建议使用adafruit或pololu的产品，因为它们可以制作出色的产品，出色的教程和出色的软件库。我在adafruit的vl53l0x库上进行了测试，并使用了pololu的vl53l0x库的修改版本。
杜邦连接器
杜邦连接器用于面包板。您可以使用手头的任何其他类型的连接。
螺丝和3d打印件
m2螺丝，支架和圆形框架用于将传感器放置成圆形排列。您可以使用任何其他方法，例如使用卡板，模型木材，粘土，甚至将热胶粘在罐上。
第2步：黑客攻击板
检测锥
我用一个模块绘制检测锥。使用大多数3d打印机器人作为目标。距离显示在led显示屏上，并粗略测量。测量数据记录到microsoft excel文件中，并使用曲线拟合功能。最佳拟合是自然对数曲线，有效距离为3厘米至约100厘米。
在60 cm处，单个传感器的检测曲线约为22 cm。对于20厘米宽的目标，雷达阵列的10~15度的圆形间隔应产生可接受的扫描分辨率。
i2c地址
虽然vl53l0x i2c器件地址是可编程的，但需要通过微控制器完全控制xshut引脚。执行此操作的顺序为：
电源应用于avdd。
通过将 all 的xshut引脚驱动为低电平，所有vl53l0x芯片都进入hw待机（复位）状态。
每个芯片一次退出复位状态。引导后的默认i2c地址为0x52。
通过i2c命令将芯片地址更改为新地址。例如，0x52更改为0x53。
对所有芯片重复步骤3和4.
理论上，对于7位地址范围，最多可以在同一总线上驱动126个单元。然而，实际上，微控制器的总线电容和吸收电流限制可能/应该限制最大器件数量。
新的i2c地址未存储在vl53l0x芯片中，以防止掉电或复位。因此，每次加电都必须进行一次该过程。这意味着雷达阵列中的每个单元都需要一个宝贵的引脚。对于具有10+或20+单元的雷达带，这对于布线和引脚消耗来说太不友好了。
如step1所述，幸运的是vl53l0x芯片上有一个gpio1引脚，最初用于中断，可以完成这项工作。
gpio-xshutn菊花链
gpio输出在启动时处于高阻态，在有效时开漏至低电平。根据数据表中的建议，gpio和xshut引脚被拉高至gy-530分线板上的avdd。为了可靠地将所有vl53l0x芯片置于hw待机状态（驱动xshut为低电平），我们需要为每个xshut引脚提供逻辑非门（反相器）。然后我们将一个芯片（第n个芯片）的gpio输出连接到下游芯片（n + 1芯片）的xshutn（xshut-not）。
上电后，所有gpio引脚（无效）被上拉，所有后续xshut引脚被not门驱动为低电平（xshutn引脚连接到微控制器的第一个芯片除外） 。下游芯片的i2c地址更改和xshut释放是逐个软件完成的。
如果您使用不同的分线板，则需要确保上拉电阻是否到位，并进行适当的调整。
添加led
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添加n-mos逆变器（逻辑非门）
小型sot -23 n沟道mosfet堆叠在我们添加的led上。需要在分线板上焊接两个端子（d，s），并使用＃26线将剩余端子（g）连接到上游板gpio引脚。
添加smd元件的注意事项
在不适合的分线板上焊接smd元件并非易事。如果你还没有听说过0805，smd，sot-23，你可能以前没有焊接那些微小的元件。在手工处理这些微小元件时，很常见的是：
小东西刚刚掉下来，永远消失了，
小东西上的小垫子只是剥去。
小东西上的小腿刚破了。
焊锡刚聚集成一团，无法分开。
还有更多。..
如果你还想制作这种雷达，你可以：
将组件更改为更大的包，例如dip样式。
获得比实践和消费所需的更多组件。
步骤3：焊接0805 led
焊接0805 smd led
在非smd设计的分线板上手工焊接0805 led并非易事。以下步骤是我建议焊接led。
使用辅助手握住分线板。
在smd电容器边缘和“xshut”焊盘上放置一些焊膏。
使用烙铁在电容器边缘添加一些额外的焊料。
在0805 led的两端涂上一些焊膏。
使用烙铁在0805 led的两端加一些锡。
使用镊子将led放置在照片中。阴极端通常有一条标记线。在我的例子中，阴极端有一条绿线。将阴极端放在电容器端。
使用镊子在led上向电容器添加轻微压力，并通过同时向电容器端加热来将led焊接到电容器端。不要用力按压led。它的盖子可能会在高温和过大压力下破裂。焊接后，在侧面添加温和的压力，测试led是否焊接到位。
现在将led焊接在xshut浸渍垫上。此步骤应该更容易。
注意：图中所示的电容器端是该分线板上的接地端子。并且通过电阻器将上拉焊盘xshut上拉。
测试led
当您接通电源（ex 5v）并接地到分线板时，led应该亮起。
步骤4：焊接n沟道mosfet
焊接ao3400 n沟道mosfet
该mosfet采用sot-23封装。我们需要将它“堆叠”在led上，并添加一根电线：
在所有三个端子上放一些焊膏和锡。
使用镊子将mosfet放置在0805 led的顶部。 s端子应接触电容器顶部
用电容器端焊接s端子，如图所示。
切割一小段awg＃30单芯线，并去除约1cm的涂层。
使用烙铁从下方熔化xshut孔中的焊料，并从上方插入＃30线，如图所示。
将导线的上端焊接到mosfet d端子。
切断多余的电线。
注意：mosfet s端子连接到电容器端，如图所示。这一端是地面终端。 mosfet d端子连接到原始xshut引脚。
此时端子g未连接。它的位置恰好高于一些上拉电阻。确保它们之间有间隙（n-mos和电阻）并且彼此不接触。
步骤5：连接传感器阵列
公共总线接线
公共巴士包括：
vcc电源。照片中的红色。我正在使用具有5v逻辑的arduino nano。分线板具有ldo和电平转换器。因此使用5v作为vin是安全的。
接地。照片中的黑色。
sda。照片中的绿色。
scl。照片中的黄色。
这四行是常见的行。切割适当长度的电线并将它们并联焊接到所有传感器模块。我从arduino到第一个传感器使用了20厘米，之后每个5厘米。
xshutn和gpio接线
20厘米白色线从arduino控制引脚到第一个传感器的xshutn引脚。这是使第一个vl53l0x芯片退出复位并更改i2c地址所需的控制线。
每个模块之间的5厘米白线是菊花链控制线。上游芯片（例如芯片＃3）gpio焊盘连接到下游（例如，芯片＃4）xshutn脚（n沟道mosfet g端子）。
小心不要制作g端子与下面的电阻器接触。您可以在间隙中添加绝缘胶带。这里可以使用通常随vl53l0x芯片提供的保护衬垫。
使用热风枪粘住控制线。
热胶
正如您在照片中看到的那样，在n-mos g端子附近的白色控制线上有一团热胶。这一步非常重要，绝对必要。直接焊接到smd元件腿部的浮动焊接非常薄弱。即使电线上的小压力也可能会使腿部断裂。轻轻地执行此步骤。
测试led
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对于所有后续模块，led应该关闭。
此测试是在连接到arduino之前进行。
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