STMicroelectronics P-NUCLEO-53L4A3评估套件用于通过VL53L4ED飞行时间传感器学习、评估和开发应用。STMicroelectronics P-NUCLEO-53L4A3套件非常适合用于增程测量，设计用于远距离、多目标测量。VL53L4ED飞行时间传感器可提供长达6米的精确距离测量，并改善了环境光下的性能。该传感器设有一个激光发射器，视场 (FoV) 为18° 。VL53L4ED采用ST专利算法和创新的模块结构，可以检测并深入了解视场内的多个对象。

数据手册：*附件：STMicroelectronics P-NUCLEO-53L4A3 评估套件数据手册.pdf

ST直方图算法可确保盖玻片的抗串扰性能超过80cm，为80cm以下目标提供动态污点补偿。与所有基于ST FlightSense技术的飞行时间传感器一样，VL53L4ED提供绝对距离测量，不受颜色和反射率影响。

特性

• 配有Arduino UNO R3连接器
• 提供完整的系统软件，包括代码示例和图形用户界面
• 符合RoHS、CE、UKCA和中国RoHS指令
• 0.25 mm、0.5 mm和1 mm垫片，用于模拟气隙
• 2个不同的盖玻片，可保护传感器免受灰尘影响

示意图

STMicroelectronics P-NUCLEO-53L4A3评估套件技术解析与应用实践

一、评估套件架构组成与核心特性

‌1.1 硬件组成架构‌
P-NUCLEO-53L4A3评估套件采用模块化设计，包含三个核心组件：

• VL53L4ED ToF传感器扩展板（X-NUCLEO-53L4A3）
• STM32 Nucleo-64开发板（NUCLEO-F401RE）
• VL53L4ED ToF高性能接近传感器（VL53L4EDV0DH/1）

该套件还配备了0.25mm、0.5mm和1mm三种厚度的隔离垫片，用于模拟实际应用中的空气间隙，以及两种不同规格的保护玻璃，有效防护传感器免受灰尘污染。

‌1.2 关键技术特性‌

• 支持Arduino UNO R3连接器标准
• 完整的软件开发套件，包含代码示例和图形用户界面
• 符合RoHS、CE、UKCA和中国RoHS认证标准

二、VL53L4ED ToF传感器的技术创新

‌2.1 测量性能突破‌
VL53L4ED作为新一代飞行时间传感器，在测量性能上实现显著提升：

• ‌扩展测量范围‌：最远测量距离可达6米
• ‌多目标检测‌：能够在视场角内同时检测多个目标，并实现深度理解
• ‌短距离精度优化‌：在短距离测量中表现尤为出色

‌2.2 光学系统创新‌
采用18°视场角的新一代激光发射器，在环境光照条件下仍能保持优异的性能表现。基于ST专利算法和创新的模块结构设计，传感器具备覆盖玻璃串扰免疫力，在80厘米以上距离能有效抑制串扰干扰，同时在80厘米以下距离提供动态污迹补偿功能。

‌2.3 FlightSense技术优势‌
与所有基于ST FlightSense技术的ToF传感器一样，VL53L4ED能够记录绝对距离测量值，不受目标颜色和反射率的影响，这一特性为各种应用场景提供了稳定的性能保障。

三、系统集成与开发环境

‌3.1 扩展板功能设计‌
X-NUCLEO-53L4A3扩展板集成了3.3V电压调节器，为VL53L4ED传感器提供稳定的电源供应，同时配备了必要的连接接口。用户需要通过编程NUCLEO-F401RE开发板来控制扩展板功能，两者通过兼容Arduino的连接器CN5、CN6、CN8和CN9实现连接。

‌3.2 开发板灵活性‌
NUCLEO-F401RE STM32 Nucleo开发板提供了经济高效的解决方案，支持用户快速验证创意和构建原型。开发板支持多种STM32微控制器组合，用户可根据具体需求在性能、功耗和功能特性之间进行灵活选择。

四、安全规范与应用场景

‌4.1 激光安全考虑‌
VL53L4ED包含激光发射器及相应的驱动电路。按照IEC 60825-1:2014（第三版）标准，在正常使用条件下，激光输出始终维持在Class 1激光安全限值内。为确保安全性，用户必须使用STMicroelectronics推荐的设备设置，并严格遵守数据手册中规定的操作条件。禁止增加激光输出功率或使用任何光学器件聚焦激光束。

‌4.2 主要应用领域‌
该评估套件主要面向以下应用场景：

• ‌个人电子设备‌
• ‌音频视频设备‌
• ‌游戏与无人机‌
• ‌虚拟现实与增强现实‌
• ‌可穿戴设备‌

五、扩展能力与设计资源

‌5.1 可选扩展板支持‌
SATEL-VL53L4ED扩展板设计用于将VL53L4ED传感器远程连接到任何类型的电子控制器。这些扩展板可以直接通过两个6针连接器插入VL53L4ED扩展板，也可以通过飞线连接到扩展板。用户可以单独购买扩展板（参考型号：SATEL-VL53L4ED），评估套件中已提供两块扩展板。

‌5.2 设计资源获取‌
P-NUCLEO-53L4A3套件的完整原理图可通过以下链接获取：

• X-NUCLEO-53L4A3原理图
• NUCLEO-F401RE原理图

六、技术实践建议

‌6.1 开发建议‌
对于初次使用该评估套件的开发者，建议按照以下步骤进行：

1. 首先熟悉X-NUCLEO-53L4A3扩展板的基本功能
2. 通过提供的代码示例学习传感器编程方法
3. 利用图形用户界面进行功能验证和参数调优
4. 结合实际应用场景进行定制化开发

‌6.2 性能优化方向‌
基于VL53L4ED的技术特性，开发者可以在以下方面进行深度优化：

• 针对特定应用场景的距离测量精度优化
• 多目标检测算法的定制开发
• 环境光影响下的性能稳定性提升