TFmini-Plus LiDAR Sensor

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TOF Laser Range Sensor

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基本信息 分类： 光传感器模块 {{{userDefinedInfo1}}}： {{{userdefinedvalue1}}} {{{userDefinedInfo2}}}： {{{userdefinedvalue2}}} {{{userDefinedInfo3}}}： {{{userdefinedvalue3}}} 品牌： Waveshare

功能简介 特性 激光传感器 ' 无特性，不解释 ' 无特性，不解释 ' 无特性，不解释 ' 无特性，不解释 接口 I2C UART

相关产品 ♦ * VL53L0X Distance Sensor VL53L1X Distance Sensor TOF Laser Range Sensor TOF Laser Range Sensor (B) ♦ {{{Product2}}} ♦ {{{Product3}}} ♦ {{{Product4}}} ♦ {{{Product5}}} —— 类目1 —— ♦ 类目1 列表1 ♦ 类目2 列表2 ♦ 类目3 列表3 ♦ 类目4 列表4 ♦ 类目5 列表5

说明

产品简介

TFmini Plus 是基于 TFmini 的升级项目，它是一款小型化，单点测距的产品，基于 ToF（飞行时间）原理，配合独特的光学、电学、算法设计，主要实现稳定、精准、高灵敏度和高速的距离测量的功能。产品本身除了具有 TFmini 的低成本、小体积、测距远等特点外，还增加了 IP65 等级防护，测距精度更高，对于室外强光、不同温度、不同反射率等不同环境下适应性更强，更低功耗，探测频率也更加灵活。产品同时兼容 UART 和 I2C 通信接口，可通过指令进行切换。

产品特点

• 基于TOF (飞行时间) 激光测距技术
• 支持UART、IIC通信 (UART、IIC共用接口)
• 支持0.1-12m范围测量
• 支持室外强光、不同温度、不同反射率等不同环境下使用，可以满足多种场景需求
• 支持输出距离测量值Dist、信号强度Strength、芯片内部温度Temp等信息
• 支持两种输出方式：UART主动输出与IIC查询输出
• 支持远程升级
• 5.0±0.5V供电
• 功耗550mW(低功耗时≤100mW)
• 850nm激光符合IEC 60825-1:2014第3版规定的Class1标准

产品参数

应用场景

• 行人检测
• 车辆检测
• 高度计
• 机器人防跌落

工作原理

TFmini Plus 基于 ToF（Time of Flight）即飞行时间原理。具体为产品周期性的向外发出近红外 光调制波，调制波遇物体后反射。产品通过测量调制波往返相位差，得到飞行时间，再计算出产品 与被测目标之间的相对距离。

功能描述

【Interface & Baudrate | 接口与波特率】

TOFSense支持配置为UART与I2C两种通信方式：

• UART串口通信波特率设置范围如下：

UART串口波特率	说明
9600、14400、19200、56000、115200、460800、921600	默认波特率为115200

• I2C通信波特率设置范围如下：

I2C波特率	说明
400kbps	最大传输速率400kbps

• I/O模式：
  • ⭐注：使用 I/O 模式前，请将低阈值默认输出值修改为 1200（发送指令：5A 07 22 0A B0 04 00 5A 04 11 6F），可以避免远距离误报的问题。
  • I/O 输出模式下，不能输出测距值，只是在距离从小变大超过高阈值的时候或者从大到小低 于低阈值的时候让 I/O 口电平反转。当输出为近区电平时，测量值大于滞回区间的远端点后，输出切换为远区电平；当输出为远区电平时，测量值小于滞回区间的近端点时，输出切换为近区电平。（高电平：3.3V，低电平：0V）

接口数据输出模式设置：

• Active Output | 主动输出：
  • 主动输出模式在UART模式时使用，该模式下模块以配置的频率主动输出测量信息。

• Query Output | 查询输出：
  • 查询输出模式在I2C模式下使用，该模式下通过控制器向期望查询模块发送查询指令，模块即可输出一帧测量信息。
    
  • 常用指令：5A 05 00 01 60 获取测距结果

【Distance Status | 距离】

模块可以输出当前距离，用户可结合距离数据进行数据处理，距离数据含义如下：

数值	说明
65535	测量距离无效
其他	测量距离有效

探测距离对应有效边长：

【Signal Strength | 信号强度】

• 指示当前返回信号的强度，该值越大表明返回信号越强。

常见物体反射率：

【视场角】

• 视场角的大小决定了有效测距边长，只有当“被测目标边长”大于等于“有效测距边长”时，数据才稳定可靠。

当被测物体边长不满足有效测距边长时，TFmini 输出测量值（Dist）会出现异常。如下：

协议解析

• 协议由 Frame Header（帧头）、Data（数据）、Sum Check（校验和）组成。
  • 其中 Frame Header 为固定不变的数值；
  • Data 为传输的数据内容；
  • Sum Check 为 Frame Header、Function Mark、Data 相加求和（即前面所有字节相加）后的最低字节。
• 协议组成：

Frame Header + Data + Sum Check

说明：协议包遵循小端模式原则，即低字节在前，高字节在后。

• TOFSense _UART_Frame:
  • 数据来源： 将模块连接上位机，UART模式时为主动输出模式。
  • 原始数据：

59 59 0A 00 00 01 20 00 DD

• • 解析表：
    

Data	Type	Length (Bytes)	Hex	Result
Frame Header	uint8	1	59	0x59
Frame Header	uint8	1	59	0x59
Dist	uint8	2	0A 00	10cm
Strength	uint8	2	00 01	256
Temp	uint8	2	20 00	32℃
Sum Check	uint8	1	DD	0xDD

• TOFSense _I2C_Read_Frame:
  • 数据来源： 将模块连接上位机，配置为I2C查询输出模式,通过上位机发送下列数据实现数据查询。
  • 原始数据：

59 59 12 00 03 02 24 00 ED

• • 解析表：
    

Data	Type	Length (Bytes)	Hex	Result
Frame Header	uint8	1	59	0x59
Frame Header	uint8	1	59	0x59
Dist	uint8	2	12 00	18cm
Strength	uint8	2	03 02	770
Temp	uint8	2	24 00	36℃
Sum Check	uint8	1	ED	0xED

软件说明

主控	编程软件
Raspberry Pi Pico	Thonny
Raspberry Pi	VScode
Arduino	Arduino
ESP32	Arduino

产品尺寸及线序

串口助手调试

上位机软件

左上角CONNECTION选择连接型号、端口号、通信波特率，点击CONNECT即完成连接。

连接成功，软件会根据距离绘制曲线

Raspberry Pi

树莓派环境配置

• 树莓派串口配置

由于树莓派串口默认用于终端调试，如需使用串口，则需要修改树莓派设置。执行如下命令进入树莓派配置：

sudo raspi-config

选择Interfacing Options ->Serial ->no -> yes，关闭串口调试功能。
需要重启

sudo reboot

打开/boot/config.txt文件，找到如下配置语句使能串口，如果没有，可添加在文件最后面：

enable_uart=1

重启生效

程序调试

默认模式为UART，若进行模式切换，请记住当前模式。
①使用VScode连接树莓派
②在树莓派中新建后缀为.py的文件
③根据下方路径进入对应文件
④复制提供的程序，粘贴至新建的python文件中
⑤确定连接正确并运行。
⭐或使用其他方式将示例复制到树莓派中，使用C文件的话记得编译哈。

记得下载示例！示例程序

1. UART调试（连接GPIO14、GPIO15）

示例文件路径：

python ：..\TFmini-Plus-LiDAR-Sensor-Demo\Raspberry Pi\Python\UART\UART.py

WiringPi：..\TFmini-Plus-LiDAR-Sensor-Demo\Raspberry Pi\WiringPi\UART\UART.c

2.IIC调试（连接GPIO2、GPIO3）

示例文件路径：

python ：..\TFmini-Plus-LiDAR-Sensor-Demo\Raspberry Pi\Python\IIC\IIC.py

WiringPi：..\TFmini-Plus-LiDAR-Sensor-Demo\Raspberry Pi\WiringPi\IIC\IIC.c

3.模式切换

• UART转IIC（连接GPIO14、GPIO15）
  

运行后等待串口输出: UART To IIC：End of configuration. --UART转IIC配置结束

示例文件路径：

python ：..\TFmini-Plus-LiDAR-Sensor-Demo\Raspberry Pi\Python\UART_IIC\UART_IIC.py

WiringPi：..\TFmini-Plus-LiDAR-Sensor-Demo\Raspberry Pi\WiringPi\UART_IIC\UART_IIC.c

• IIC转UART（连接GPIO2、GPIO3）
  

运行后等待串口输出: IIC To UART：End of configuration. --IIC转UART配置结束

示例文件路径：

python ：..\TFmini-Plus-LiDAR-Sensor-Demo\Raspberry Pi\Python\IIC_UART\IIC_UART.py

WiringPi：..\TFmini-Plus-LiDAR-Sensor-Demo\Raspberry Pi\WiringPi\IIC_UART\IIC_UART.c

树莓派使用TFmini-Plus LiDAR Sensor模块的UART调试效果如下:

硬件连接

UART模式：（连接GPIO14、GPIO15）                                                                       IIC模式：（连接GPIO2、GPIO3）

Raspberry Pi Pico

程序调试

默认模式为UART，若进行模式切换，请记住当前模式。
①使用Thonny连接Raspberry Pi Pico(右下角记得选择Raspberry Pi Pico)
②在Raspberry Pi Pico中新建main.py的文件
③根据下方路径进入对应文件
④复制提供的程序，粘贴至新建的main.py文件中
⑤确定连接正确并运行。

记得下载示例！示例程序

1.UART调试（连接D0、D1）

示例文件路径：

..\TFmini-Plus-LiDAR-Sensor-Demo\Raspberry Pi Pico\UART\UART.py

2.IIC调试（连接SDA、SCL）

示例文件路径：

..\TFmini-Plus-LiDAR-Sensor-Demo\Raspberry Pi Pico\IIC\IIC.py

3.模式切换

• UART转IIC（连接D0、D1）（运行后等待串口输出: UART To IIC：End of configuration. --UART转IIC配置结束）
  

示例文件路径：

..\TFmini-Plus-LiDAR-Sensor-Demo\Raspberry Pi Pico\UART_IIC\UART_IIC.py

• IIC转UART（连接SDA、SCL）（运行后等待串口输出: IIC To UART：End of configuration. --IIC转UART配置结束）
  

示例文件路径：

..\TFmini-Plus-LiDAR-Sensor-Demo\Raspberry Pi Pico\IIC_UART\IIC_UART.py

Raspberry Pi Pico使用TFmini-Plus LiDAR Sensor模块的UART调试效果如下:

硬件连接

UART模式：（连接GPIO8、GPIO9）                                                                 IIC模式：（连接GPIO8、GPIO9）

Arduino

程序调试

默认模式为UART，若进行模式切换，请记住当前模式。
①使用Arduino IDE连接Arduino(选择正确型号)
②在Arduino IDE中新建文件
③根据下方路径进入对应文件
④复制提供的程序，粘贴至新建的文件中
⑤确定连接正确并上传。

记得下载示例！示例程序

1.UART调试

示例文件路径：

..\TFmini-Plus-LiDAR-Sensor-Demo\Arduino\UART\UART.ino

2.IIC调试

示例文件路径：

..\TFmini-Plus-LiDAR-Sensor-Demo\Arduino\IIC\IIC.ino

3.模式切换

• UART转IIC（运行后等待串口输出: UART To IIC：End of configuration. --UART转IIC配置结束）
  

示例文件路径：

..\TFmini-Plus-LiDAR-Sensor-Demo\Arduino\UART_IIC\UART_IIC.ino

• IIC转UART（运行后等待串口输出: IIC To UART：End of configuration. --IIC转UART配置结束）
  

示例文件路径：

..\TFmini-Plus-LiDAR-Sensor-Demo\Arduino\IIC_UART\IIC_UART.ino

Arduino使用TFmini-Plus LiDAR Sensor模块的UART调试效果如下:

硬件连接

UART模式：（连接D0、D1）                                                                IIC模式：（连接SDA、SCL）

ESP32

程序调试

默认模式为UART，若进行模式切换，请记住当前模式。
⭐首先需要安装好ESP32软件包。
①使用Arduino IDE连接ESP32
②在Arduino IDE中新建文件
③根据下方路径进入对应文件
④复制提供的程序，粘贴至新建的文件中
⑤确定连接正确并上传。

记得下载示例！示例程序

1.UART调试

示例文件路径：

..\TFmini-Plus-LiDAR-Sensor-Demo\ESP32\UART\UART.ino

2.IIC调试

示例文件路径：

..\TFmini-Plus-LiDAR-Sensor-Demo\ESP32\IIC\IIC.ino

3.模式切换

• UART转IIC（运行后等待串口输出: UART To IIC：End of configuration. --UART转IIC配置结束）
  

示例文件路径：

..\TFmini-Plus-LiDAR-Sensor-Demo\ESP32\UART_IIC\UART_IIC.ino

• IIC转UART（运行后等待串口输出: IIC To UART：End of configuration. --IIC转UART配置结束）
  

示例文件路径：

..\TFmini-Plus-LiDAR-Sensor-Demo\ESP32\IIC_UART\IIC_UART.ino

Arduino使用TFmini-Plus LiDAR Sensor模块的UART调试效果如下:

硬件连接

UART模式：（连接GPIO16、GPIO17）                                                                IIC模式：（连接GPIO16、GPIO17）

资料

程序

• 示例程序

软件

• 上位机助手

FAQ

Q1：请问 TFmini-S 是否支持 3.3V 或其他电压供电？

您好，目前不支持。TFmini-S 标准供电 5V±0.1V。如您有其他需求，可联系销售人员咨询定制事宜。

Q2：请问 TFmini-S 工作一段时间后会发热，是坏了吗？

您好，这是产品正常工作状态。芯片与电路板持续工作后，轻微发热属于正常现象。

Q3：请问 TFmini-S 可以与 Arduino 或树莓派连接使用吗？

您好，可以。TFmini-S 使用串口通信协议，只要是支持串口通信的控制板即可通信使用。

Q4：请问 2 台 TFmini-S 同时工作会相互干扰吗？

您好，当 2 台 TFmini-S 同向摆放、光斑打在同一被测物上且重合的时候，不会互相干扰；当 2 台以上的 TFmini-S 同向摆放且光斑重合的时候，相互之间会有干扰；当 2 台 TFmini-S 面对面工作的时候，会产生严重的干扰。