基于VL53L4ED ToF传感器的SATEL-VL53L4ED分线板技术解析与应用指南

STMicroelectronics SATEL-VL53L4ED分线板嵌入VL53L4ED飞行时间 (ToF) 高精度接近传感器，具有扩展温度能力。此板提供高性能接近测距，不受目标尺寸和反射率的影响。SATEL-VL53L4ED分线板的短距离线性度低至1mm，在100klux照明下则高达400mm。该板的工作温度范围为-40°C至105°C，与X-NUCLEO-53L4A3扩展板兼容。SATEL-VL53L4ED封装包括两个分线板。包含VL53L4ED模块的PCB部分经过穿孔，允许开发人员通过飞线断开迷你PCB，用于3.3V电源应用。

数据手册：*附件：STMicroelectronics SATEL-VL53L4ED分线板数据手册.pdf

特性

• VL53L4ED飞行时间 (ToF) 高精度接近传感器，具有扩展温度能力
• 高性能接近测距，不受目标尺寸和反射率的影响
• 可用作迷你PCB分线板的可拆卸板，能够轻松集成到客户端设备中
• SATEL-VL53L4ED封装设有两个分线板
• 兼容X-NUCLEO-53L4A3扩展板
• 符合RoHS指令（Ecopack2）

连接到SATEL-VL53L4ED扩展板的X-NUCLEO-53L4A3分线板

‌基于VL53L4ED ToF传感器的SATEL-VL53L4ED分线板技术解析与应用指南‌

一、产品核心特性与硬件架构

SATEL-VL53L4ED是一款集成了VL53L4ED飞行时间（ToF）高精度接近传感器的分线板，具有扩展温度工作能力。其技术亮点包括：

‌1.1 传感器性能参数‌

• ‌测距范围‌：0至1300mm全视场角（FoW）覆盖
• ‌温度适应性‌：有效工作温度范围-40°C至105°C
• ‌环境光抗干扰‌：在10万勒克斯（100 klux）光照条件下仍可实现400mm有效测距
• ‌线性精度‌：短距离测量线性度达1mm级别

‌1.2 硬件设计特点‌

• 采用可分拆式PCB设计，沿穿孔处分离后可作为微型PCB分线板使用
• 支持3.3V供电系统，通过飞线连接即可集成至用户设备
• 提供两个分线板，支持直接插接X-NUCLEO-53L4A3扩展板或飞线连接两种集成方式

二、系统集成方案

‌2.1 扩展板兼容性‌
分线板通过两个6针连接器与X-NUCLEO-53L4A3扩展板实现物理连接（见图2），引脚定义包括：

• EVK_VDD（电源）
• EVK_XSHUT（关断控制）
• EVK_GPIO1（通用IO）
• EVK_SDA（I2C数据）
• EVK_SCL（I2C时钟）

‌2.2 飞线连接模式‌
分离后的微型PCB可通过飞线连接至扩展板（见图3），关键信号引脚布局包括：

• 顶部焊盘：XSHUT、GPIO1、SDA、SCL、VDD
• 底部焊盘：对应信号接地端
  所有焊盘尺寸标准化为0.8×1.6mm，便于手工焊接

三、电路设计要点

‌3.1 核心电路架构‌
根据简化原理图（图4）和详细原理图（图5）：

• 电源设计：采用C1（100nF/10V）和C2（4.7μF/6.3V）组成去耦网络
• I2C总线：SDA/SCL线路上配备2.2kΩ上拉电阻（R1、R2）
• 配置选项：通过SB1-SB4焊桥实现功能配置选择

‌3.2 防护设计‌

• 所有IO引脚串联0Ω电阻（R5-R10）作为调试和故障隔离点
• 测试点（TP1-TP12）全覆盖设计，支持全信号链路监测