2023/05/22
2023/06/02
マイクロビット（c_19）VL53L0X 用モジュール
VL53L0X(I2C) VL53L0X_c.py
VL53L0XはTime-of-Flightレーザ距離センサです。（記事e_55を参考にしてください）
VL53L0Xセンサーモジュールで使う’VL53L0X_c.py’を作成しました。
‘VL53L0X_c.py’は「https://github.com/mcauser/deshipu-micropython-vl53l0x」にあるvl53l0x.pyをmicro:bit用に一部書き換えたモノです。
使い方だけを記載します。’VL53L0X_c.py’は末尾にあります。
使い方
ファイル転送
micro:bitへ’VL53L0X_c.py’を送った後でimportして使います。micro:bitに直接ファイルをアップロード出来ない場合（Thonny 3.1.12など）は、microfsなどを使ってアップロードします。※microfsについては、当サイト内のこちらを参照ください。
※たぶんmicro:bit V1は、メモリーエラーで動きません。
※’VL53L0X_c.py’の末尾に、使用例(‘VL53L0X_ex.py)の## example 以降をコピペ追加しても動作確認できます。
メソッド
‘VL53L0X_c.py’をimportすると「init, read, start, stop」のメソッドが使えるようになります。
VL53L0X()で初期化します。
(01)init()
初期設定をします。slave addressは0ｘ29です。i2cはfreq=100000, sda=pin20, scl=pin19です。
(02)read()
測定値をmm単位で返します。
(03)start()
測定を開始します。
(04)stop()
測定を停止します。VCSEL発光を停止します。
使用例
500msec間隔で距離を測定してThonnyのshellに表示します。
from microbit import *
from VL53L0X_c import VL53L0X
## example
# Create a VL53L0X object
tof = VL53L0X()
tof.init()
tof.start()
sleep(100)
while True:
tof.read()
print(tof.read())
#tof.stop()
sleep(500)
VL53L0Xモジュール用
「https://github.com/mcauser/deshipu-micropython-vl53l0x」にあるvl53l0x.pyをmicro:bitで使えるようにしたモノです。
VL53L0X_c.py
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
from microbit import *
from micropython import const
import ustruct
import utime
_IO_TIMEOUT = 1000
_SYSRANGE_START = const(0x00)
_EXTSUP_HV = const(0x89)
_MSRC_CONFIG = const(0x60)
_FINAL_RATE_RTN_LIMIT = const(0x44)
_SYSTEM_SEQUENCE = const(0x01)
_SPAD_REF_START = const(0x4f)
_SPAD_ENABLES = const(0xb0)
_REF_EN_START_SELECT = const(0xb6)
_SPAD_NUM_REQUESTED = const(0x4e)
_INTERRUPT_GPIO = const(0x0a)
_INTERRUPT_CLEAR = const(0x0b)
_GPIO_MUX_ACTIVE_HIGH = const(0x84)
_RESULT_INTERRUPT_STATUS = const(0x13)
_RESULT_RANGE_STATUS = const(0x14)
_OSC_CALIBRATE = const(0xf8)
_MEASURE_PERIOD = const(0x04)
class TimeoutError(RuntimeError):
pass
class VL53L0X:
#def __init__(self, i2c, address=0x29):
def __init__(self, address=0x29):
#self.i2c = i2c
self.address = address
#self.init()
i2c.init(freq=100000, sda=pin20, scl=pin19)
#i2c.init()
self._started = False
def _registers(self, register, values=None, struct='B'):
if values is None:
size = ustruct.calcsize(struct)
#data = self.i2c.readfrom_mem(self.address, register, size)
buf=bytearray(1)
buf[0]=register
i2c.write(self.address,buf)
data=i2c.read(self.address,size)
values = ustruct.unpack(struct, data)
return values
data = ustruct.pack(struct, *values)
#print('data',data,type(data))
#data b'\x01' <class 'bytes'>
#self.i2c.writeto_mem(self.address, register, data)
buf=bytearray(1)
buf[0]=register
buf=buf+data
#print('BUF',buf,type(buf))
#BUF bytearray(b'\x89\x01') <class 'bytearray'>
i2c.write(self.address,buf)
#buf=bytearray(2) buf[1]=data >> can't convert bytes to int
def _register(self, register, value=None, struct='B'):
if value is None:
return self._registers(register, struct=struct)[0]
self._registers(register, (value,), struct=struct)
def _flag(self, register=0x00, bit=0, value=None):
data = self._register(register)
mask = 1 << bit
if value is None:
return bool(data & mask)
elif value:
data |= mask
else:
data &= ~mask
self._register(register, data)
def _config(self, *config):
for register, value in config:
self._register(register, value)
def init(self, power2v8=True):
self._flag(_EXTSUP_HV, 0, power2v8)
# I2C standard mode
self._config(
(0x88, 0x00),
(0x80, 0x01),
(0xff, 0x01),
(0x00, 0x00),
)
self._stop_variable = self._register(0x91)
self._config(
(0x00, 0x01),
(0xff, 0x00),
(0x80, 0x00),
)
# disable signal_rate_msrc and signal_rate_pre_range limit checks
self._flag(_MSRC_CONFIG, 1, True)
self._flag(_MSRC_CONFIG, 4, True)
# rate_limit = 0.25
self._register(_FINAL_RATE_RTN_LIMIT, int(0.25 * (1 << 7)), struct='>H')
self._register(_SYSTEM_SEQUENCE, 0xff)
spad_count, is_aperture = self._spad_info()
spad_map = bytearray(self._registers(_SPAD_ENABLES, struct='6B'))
# set reference spads
self._config(
(0xff, 0x01),
(_SPAD_REF_START, 0x00),
(_SPAD_NUM_REQUESTED, 0x2c),
(0xff, 0x00),
(_REF_EN_START_SELECT, 0xb4),
)
spads_enabled = 0
for i in range(48):
if i < 12 and is_aperture or spads_enabled >= spad_count:
spad_map[i // 8] &= ~(1 << (i >> 2))
elif spad_map[i // 8] & (1 << (i >> 2)):
spads_enabled += 1
self._registers(_SPAD_ENABLES, spad_map, struct='6B')
self._config(
(0xff, 0x01),
(0x00, 0x00),
(0xff, 0x00),
(0x09, 0x00),
(0x10, 0x00),
(0x11, 0x00),
(0x24, 0x01),
(0x25, 0xFF),
(0x75, 0x00),
(0xFF, 0x01),
(0x4E, 0x2C),
(0x48, 0x00),
(0x30, 0x20),
(0xFF, 0x00),
(0x30, 0x09),
(0x54, 0x00),
(0x31, 0x04),
(0x32, 0x03),
(0x40, 0x83),
(0x46, 0x25),
(0x60, 0x00),
(0x27, 0x00),
(0x50, 0x06),
(0x51, 0x00),
(0x52, 0x96),
(0x56, 0x08),
(0x57, 0x30),
(0x61, 0x00),
(0x62, 0x00),
(0x64, 0x00),
(0x65, 0x00),
(0x66, 0xA0),
(0xFF, 0x01),
(0x22, 0x32),
(0x47, 0x14),
(0x49, 0xFF),
(0x4A, 0x00),
(0xFF, 0x00),
(0x7A, 0x0A),
(0x7B, 0x00),
(0x78, 0x21),
(0xFF, 0x01),
(0x23, 0x34),
(0x42, 0x00),
(0x44, 0xFF),
(0x45, 0x26),
(0x46, 0x05),
(0x40, 0x40),
(0x0E, 0x06),
(0x20, 0x1A),
(0x43, 0x40),
(0xFF, 0x00),
(0x34, 0x03),
(0x35, 0x44),
(0xFF, 0x01),
(0x31, 0x04),
(0x4B, 0x09),
(0x4C, 0x05),
(0x4D, 0x04),
(0xFF, 0x00),
(0x44, 0x00),
(0x45, 0x20),
(0x47, 0x08),
(0x48, 0x28),
(0x67, 0x00),
(0x70, 0x04),
(0x71, 0x01),
(0x72, 0xFE),
(0x76, 0x00),
(0x77, 0x00),
(0xFF, 0x01),
(0x0D, 0x01),
(0xFF, 0x00),
(0x80, 0x01),
(0x01, 0xF8),
(0xFF, 0x01),
(0x8E, 0x01),
(0x00, 0x01),
(0xFF, 0x00),
(0x80, 0x00),
)
self._register(_INTERRUPT_GPIO, 0x04)
self._flag(_GPIO_MUX_ACTIVE_HIGH, 4, False)
self._register(_INTERRUPT_CLEAR, 0x01)
# XXX Need to implement this.
#budget = self._timing_budget()
#self._register(_SYSTEM_SEQUENCE, 0xe8)
#self._timing_budget(budget)
self._register(_SYSTEM_SEQUENCE, 0x01)
self._calibrate(0x40)
self._register(_SYSTEM_SEQUENCE, 0x02)
self._calibrate(0x00)
self._register(_SYSTEM_SEQUENCE, 0xe8)
def _spad_info(self):
self._config(
(0x80, 0x01),
(0xff, 0x01),
(0x00, 0x00),
(0xff, 0x06),
)
self._flag(0x83, 3, True)
self._config(
(0xff, 0x07),
(0x81, 0x01),
(0x80, 0x01),
(0x94, 0x6b),
(0x83, 0x00),
)
for timeout in range(_IO_TIMEOUT):
if self._register(0x83):
break
utime.sleep_ms(1)
else:
raise TimeoutError()
self._config(
(0x83, 0x01),
)
value = self._register(0x92)
self._config(
(0x81, 0x00),
(0xff, 0x06),
)
self._flag(0x83, 3, False)
self._config(
(0xff, 0x01),
(0x00, 0x01),
(0xff, 0x00),
(0x80, 0x00),
)
count = value & 0x7f
is_aperture = bool(value & 0b10000000)
return count, is_aperture
def _calibrate(self, vhv_init_byte):
self._register(_SYSRANGE_START, 0x01 | vhv_init_byte)
for timeout in range(_IO_TIMEOUT):
if self._register(_RESULT_INTERRUPT_STATUS) & 0x07:
break
utime.sleep_ms(1)
else:
raise TimeoutError()
self._register(_INTERRUPT_CLEAR, 0x01)
self._register(_SYSRANGE_START, 0x00)
def start(self, period=0):
self._config(
(0x80, 0x01),
(0xFF, 0x01),
(0x00, 0x00),
(0x91, self._stop_variable),
(0x00, 0x01),
(0xFF, 0x00),
(0x80, 0x00),
)
if period:
oscilator = self._register(_OSC_CALIBRATE, struct='>H')
if oscilator:
period *= oscilator
self._register(_MEASURE_PERIOD, period, struct='>H')
self._register(_SYSRANGE_START, 0x04)
else:
self._register(_SYSRANGE_START, 0x02)
self._started = True
def stop(self):
self._register(_SYSRANGE_START, 0x01)
self._config(
(0xFF, 0x01),
(0x00, 0x00),
(0x91, self._stop_variable),
(0x00, 0x01),
(0xFF, 0x00),
)
self._started = False
def read(self):
if not self._started:
self._config(
(0x80, 0x01),
(0xFF, 0x01),
(0x00, 0x00),
(0x91, self._stop_variable),
(0x00, 0x01),
(0xFF, 0x00),
(0x80, 0x00),
(_SYSRANGE_START, 0x01),
)
for timeout in range(_IO_TIMEOUT):
if not self._register(_SYSRANGE_START) & 0x01:
break
utime.sleep_ms(1)
else:
raise TimeoutError()
for timeout in range(_IO_TIMEOUT):
if self._register(_RESULT_INTERRUPT_STATUS) & 0x07:
break
utime.sleep_ms(1)
else:
raise TimeoutError()
value = self._register(_RESULT_RANGE_STATUS + 10, struct='>H')
self._register(_INTERRUPT_CLEAR, 0x01)
return value
