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Modulo LIDAR a 360 gradi, M1C1, rotante, UART
Sensore LiDAR 2D con scansione laser a 360°, ideale per navigazione autonoma, mappatura ed evitamento ostacoli, genera rapidamente una nuvola di punti dettagliata per un posizionamento preciso, rileva fino a 8 m con prestazioni ottimali tra 0,1 e 6 m, risoluzione angolare di circa 0,93° e scansione a 10 Hz, interfaccia UART per una facile integrazione e basso consumo tipico di 1 W.
Spedito entro mercoledì 16 settembre
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Il sensore LiDAR M1C1 Mini esegue una scansione laser 2D a 360° e funziona secondo il principio della triangolazione. È destinato alla navigazione autonoma e alla mappatura. Genera una nuvola di punti dell’ambiente circostante, utile per l’evitamento degli ostacoli, il posizionamento autonomo, la mappatura di tipo SLAM e la creazione di mappe 2D. Può essere utilizzato in robot mobili, piattaforme AGV, aspirapolvere robot DIY e progetti educativi.
La base del modulo è fissa, mentre la parte superiore ruota continuamente in senso orario. Alimentazione e dati vengono trasmessi alla parte rotante tramite un meccanismo a spazzole. La distanza di rilevamento arriva fino a 8 m, mentre l’intervallo ottimale è tra 0.1 e 6 m. La risoluzione angolare è di circa 0.93°, la frequenza di scansione è di 10 Hz e la frequenza di misurazione è di 3860 punti al secondo. La sorgente luminosa è un laser da 780 nm, Classe I, sicuro per persone e animali. Il sensore resiste bene alle interferenze della luce ambientale e consuma in genere solo 1.0 W con alimentazione a 5 V.
I dati di angolo e distanza vengono trasmessi continuamente tramite UART, in pacchetti binari, a 115200 baud, con livello logico di 3.3 V. Il collegamento avviene tramite un connettore PH1.25 a 4 pin. Il sensore è compatibile con qualsiasi piattaforma dotata di UART hardware: ESP32, STM32, Arduino Mega (Serial1, Serial2, Serial3), Raspberry Pi (UART su GPIO o tramite adattatore USB) e PC, tramite adattatore USB-UART. Per la decodifica e l’elaborazione dei dati in tempo reale consigliamo ESP32 o STM32. Su Arduino Uno e Nano, la UART hardware è occupata dalla connessione USB, e SoftwareSerial non funziona in modo affidabile a 115200 baud. L’uscita TX a 3.3 V del sensore viene letta correttamente dalla maggior parte delle schede a 5 V. Il pin RX del sensore non deve però essere collegato direttamente a un’uscita a 5 V.
Specifiche:
Tensione di alimentazione: 5VDC
Consumo energetico: tipico 1.0W
Sorgente luminosa: laser 780nm, Classe I
Principio di funzionamento: triangolazione
Distanza di rilevamento: 0.1 - 6m (massimo 8m)
Campo visivo: 360° orizzontale
Risoluzione angolare: circa 0.93°
Frequenza di misurazione: 3860 punti/s
Frequenza di scansione: 10Hz
Senso di rotazione: orario
Interfaccia: UART
Parametri UART: 115200 baud, 8N1
Livello logico UART: 3.3V
Dati trasmessi: angolo e distanza, pacchetti binari
Connettore: 4 pin, PH1.25
Peso: 98g
Dimensioni: 100.95 x 60.50 x 45.30 mm
Utilizzo:
La scheda del modulo è dotata di un connettore a 4 pin, PH1.25, che offre accesso ai pin VCC (5VDC), TX , GND e RX.
| Pin | Funzione |
|---|---|
| VCC | Alimentazione 5 VDC |
| TX | Uscita dati seriali (LiDAR → microcontrollore) |
| GND | Massa |
| RX | Ingresso comandi (microcontrollore → LiDAR), opzionale |
Alimentate il modulo con 5V da una sorgente stabile, in grado di fornire almeno 500mA, per coprire la corrente di avviamento del motore.
Collegate il pin TX del sensore al pin RX del microcontrollore o dell’adattatore USB-UART e collegate insieme le masse (GND).
Configurate la porta seriale a 115200 baud, 8 bit dati, nessuna parità, 1 bit di stop (8N1).
Dopo l’alimentazione, la testa del sensore inizia a ruotare e, dopo la stabilizzazione del regime, il modulo trasmette continuamente i dati di scansione. Il regime di rotazione non può essere regolato esternamente.
Decodificate i pacchetti secondo il protocollo riportato di seguito e verificate la somma di controllo di ciascun pacchetto prima di utilizzare i dati.
Montate il sensore sul robot o sull’apparecchiatura in modo che abbia una visuale libera su tutta la circonferenza, senza elementi che tocchino o frenino la testa rotante.
Pulite periodicamente la finestra ottica per evitare errori causati da polvere e sporco.
Protocollo di comunicazione:
Secondo la documentazione del produttore, i dati vengono trasmessi in pacchetti binari, in formato little-endian.
| Byte | Campo | Descrizione |
|---|---|---|
| 2 | PH | Intestazione pacchetto: AA 55 |
| 1 | CT | Tipo di pacchetto: 0x01 = inizio di una rotazione, 0x00 = dati |
| 1 | LSN | Numero di campioni nel pacchetto |
| 2 | FSA | Angolo del primo campione |
| 2 | LSA | Angolo dell’ultimo campione |
| 2 | CS | Somma di controllo (XOR su parole a 16 bit) |
| 2 × LSN | Si | Distanze misurate |
Distanza [mm] = Si >> 2
Angolo grezzo [°] = (FSA >> 1) / 64, rispettivamente (LSA >> 1) / 64. Gli angoli dei campioni intermedi si ottengono per interpolazione lineare tra FSA e LSA.
A ciascun campione viene applicata una correzione angolare: correzione = arctan(19.16 x (d - 90.15) / (90.15 x d)), dove d è la distanza in mm (correzione = 0 per d = 0). La correzione viene sottratta dall’angolo grezzo.
CS = 0x55AA ^ (CT | LSN << 8) ^ FSA ^ LSA ^ S1 ^ S2 ^ ... ^ Sn
I pacchetti che iniziano con A5 5A sono pacchetti informativi (modello del sensore, versione firmware) e vengono trasmessi all’avvio.
Tutorial:
Mappa 2D in tempo reale, in Python, con adattatore USB-UART FT232:
Necessario:
Sensore LiDAR M1C1 Mini.
Adattatore USB-UART FT232, con jumper del livello logico impostato su 3.3V.
Sorgente da 5V, consigliati almeno 500mA.
Fili di collegamento.
PC con Python 3.8 o più recente.
Collegamenti:
| LiDAR M1C1 | Collegamento |
|---|---|
| VCC | +5 V sorgente |
| GND | GND sorgente e GND adattatore FT232 |
| TX | RXD adattatore FT232 |
| RX | Non collegato |
Non alimentate il sensore dal pin VCC dell’adattatore quando questo è impostato su 3.3V. La tensione è insufficiente e la corrente disponibile è ridotta. Usate una sorgente separata da 5V oppure il pin 5V dell’adattatore, se disponibile separatamente.
Passaggi:
Impostate il jumper dell’adattatore FT232 su 3.3V ed eseguite i collegamenti della tabella sopra, con l’alimentazione scollegata.
Installate le librerie necessarie con il comando seguente.
pip install pyserial matplotlib
Collegate l’adattatore al PC e identificate la porta seriale. In Windows, la porta appare in Gestione dispositivi, sezione "Porte (COM e LPT)", ad esempio COM5. In Linux, la porta è di norma /dev/ttyUSB0 e l’utente deve far parte del gruppo dialout.
Alimentate il sensore e attendete che la rotazione si stabilizzi.
Eseguite lo script con il comando seguente, sostituendo COM5 con la porta identificata. Se la porta non è specificata, lo script la sceglie automaticamente. All’avvio, lo script prova le velocità di 115200 e 150000 baud e usa quella alla quale riceve pacchetti validi.
python m1c1_viewer.py COM5
Nella finestra visualizzata, il sensore è marcato al centro e 0° è orientato verso l’alto. Nell’angolo in alto a sinistra sono visualizzati la velocità di comunicazione (Baud), il numero di rotazioni al secondo (Rev/s), il numero di punti al secondo (Points/s) e il numero di pacchetti validi e errati (Packets OK e Packets BAD).
Risoluzione dei problemi:
| Situazione | Verifiche |
|---|---|
| Nessun dato ricevuto | TX sensore a RXD adattatore, massa comune, 5 V presenti al sensore, porta corretta selezionata |
| La testa del sensore non ruota | Verificate la tensione di 5 V sul connettore e la capacità della sorgente. Alcune varianti avviano la rotazione solo su comando: collegate TXD adattatore a RX sensore e impostate SEND_START_CMD = True nello script |
| Molti pacchetti errati | Verificate cavi troppo lunghi o contatti imperfetti, massa non collegata e velocità di comunicazione errata |
| La mappa è ruotata | Regolate ANGLE_OFFSET_DEG nello script. Il produttore indica uno scostamento di 12° tra il punto zero dei dati e il riferimento sul корпусo |
Script nella sezione Download.
Produs destinat utilizarii in proiecte electronice, automatizari, prototipare, educatie si cercetare.
Produsul trebuie utilizat numai conform specificatiilor tehnice mentionate in descriere si/sau in documentatia produsului.
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Evitati scurtcircuitele, inversarea polaritatii si conectarea gresita a alimentarii.
Nu lasati produsul alimentat nesupravegheat in timpul testelor.
Produsul nu este jucarie si nu este destinat copiilor.
Pentru modulele electronice, se recomanda utilizarea in carcase, panouri sau montaje protejate, dupa caz.
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Recensioni (2) - Moderation della recensione
Salut, un prieten a cumpărat două bucăți, le-a alimentat la 5V, pornesc motoarele automat când le alimentează, pe camera de la telefon se vede că laserul ir pornește, dar nu scoate nici un modul date pe uart. Tu cum ai reușit să le pornești datele?
Partea buna: functioneaza si este ieftin. Partea proasta: conectorul de iesre este unul mai rar intalnit, si vine fara cablu/conector, am avut noroc ca am avut unul si nu am recurs la metode barbare pentru a-l conecta. Documentatie greu de gasit pe net, dupa o zi de cautare pe google fara succes, am avut noroc cu o cautare pe github.
