VL53L4CX飞行时间传感器技术解析与应用实践

STMicroelectronics P-NUCLEO-53L4A2 STM32 Nucleo Pack是一款完整的评估套件，支持用户使用具有扩展距离测量功能的VL53L4CX飞行时间 (ToF) 传感器评估、学习和开发应用。VL53L4CX专门设计用于远距离、多目标测量，可提供非常精确的距离测量（达6m），在短距离内具有出色的结果。具有18° FoV的新一代激光发射器提高了环境光下的性能

数据手册：*附件：STMicroelectronics P-NUCLEO-53L4A2 STM32 Nucleo Pack数据手册.pdf

VL53L4CX采用ST专利算法和创新模块结构，可检测FoV内的多个物体，并且深入了解。ST直方图算法可确保玻璃盖串扰抑制超过80cm，为低于80cm的目标提供动态污渍补偿。与基于ST FlightSense技术的所有飞行时间传感器一样，VL53L4CX记录绝对距离测量，无论目标颜色和反射率如何。

STMicroelectronics NUCLEO-F401RE STM32 Nucleo开发板让用户可以从性能、功耗和特性等各种组合中进行选择，为用户试验新想法并利用任何一款 STM32 微控制器产品创建原型提供了一个灵活的低成本途径。

特性

• VL53L4CX飞行时间传感器（具有扩展范围测量功能）扩展板 (X-NUCLEO-53L4A2)
• NUCLEO-F401RE开发板
• 0.25mm、0.5mm和1mm垫片，用于模拟气隙
• 两种不同的防护玻璃，保护传感器免受灰尘的影响
• 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指令、CE标准、UKCA标准和中国RoHS指令

示意图

VL53L4CX飞行时间传感器技术解析与应用实践‌

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‌一、核心组件架构‌

1. ‌P-NUCLEO-53L4A2套件组成‌
   • ‌VL53L4CX传感器‌：具备6米测量范围的多目标检测能力，18°视场角激光发射器
   • ‌X-NUCLEO-53L4A2扩展板‌：集成3.3V稳压器，提供Arduino UNO R3兼容接口
   • ‌NUCLEO-F401RE开发板‌：基于STM32F401RE微控制器，支持快速原型开发
2. ‌特色配件‌
   • 0.25/0.5/1mm间距模拟片
   • 双防护玻璃片（防尘设计）
   • 可选SATEL-VL53L4CX分线板（支持远程连接控制器）

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‌二、技术突破特性‌

• ‌多目标深度感知‌：通过ST专利算法实现视场内多物体同步检测与深度解析
• ‌抗干扰增强‌
  • 覆盖玻璃串扰免疫距离 >80cm
  • 动态污渍补偿机制（目标距离 <80cm）
• ‌全反射适应性‌：基于FlightSense技术，不受目标颜色与反射率影响
• ‌激光安全认证‌：符合IEC 60825-1:2014 Class 1标准（需严格遵循设备设置参数）

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‌三、典型应用场景‌

领域	具体应用方向
个人电子设备	TWS耳机入耳检测/VR手柄避障
影音游戏外设	无人机定高/游戏机手势交互
增强现实设备	空间定位/虚拟界面交互
可穿戴设备	智能手表防误触/健康监测距离感应

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‌四、开发实践指南‌

1. ‌硬件连接‌
   通过CN5/CN6/CN8/CN9 Arduino接口对接扩展板与开发板，需确保3.3V供电稳定性。
2. ‌软件资源‌
   • 官方GUI工具（STSW-IMG030）
   • 完整代码示例库（支持多目标场景调试）
3. ‌光学注意事项‌
   • 禁止使用聚焦透镜改造激光发射路径
   • 推荐使用原厂间距片校准测量基准

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‌五、技术演进价值‌

该套件将VL53L4CX的测距精度提升至毫米级，其动态污渍补偿技术解决了移动设备表面污染的测量漂移问题。通过STM32生态的深度融合，为物联网、机器人导航、智能家居等场景提供了即插即用的开发解决方案。