繁忙一周后，家庭干凈事情是人們最不肯干的事情之一。迄今為止，掃地機器人已面世約23年了，伴隨著其智能和自動化水平日趨進步，人們能夠在其事情時專注于本身的事情。
掃地機器人的參考設計和產物
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現在的掃地機器人上集成了十分多的功效，好比新的拖地功效和主動除塵等。但對設計人員來講，這也意味著正在設計靠得住的體系時將會面對更多的挑釁。而小型放大器能夠幫忙其快速降服很多嚴重挑釁。下文列舉了設計人員正在設計進程中會碰到的六種挑釁，和小型放大器能供應的六種解決方案：
設計挑釁1：因為失速檢驗延遲，致使機電壽命縮短。
智能包裹分揀機器人掃地機器人車輪的氣力決意了它的越障才能。為了可以經由過程厚地毯和超出門坎，其機電功率需求到達最少30W或更高。假如產生失速或過載事務，比方車輪被電線卡住，機電繞組電流將當即上升。延遲檢測到這類狀況會招致機電過熱并縮短其壽命。
解決方案1：機電控制系統(tǒng)中的快速瞬態(tài)相應電流感到。
為降低過熱的概率，能夠利用低側電流感到電路來監(jiān)控機電的電流；見圖1。
圖1：機電控制系統(tǒng)中的電流感到電路
正在該運用中用作運算放大器機電控制系統(tǒng)中的電流感測電路的要害參數是壓擺率。比方，當產生失速事務時，繞組電流會由0.5A上升到3.5A，運算放大器的相應輸出為0.5V至3.5V（50mΩ分流電阻和20-V/V增益）。利用壓擺率為0.5V/μs的運算放大器時，階躍變更的安靖時候約為6μs，而利用TI的TLV905x等壓擺率為15V/μs的運算放大器，不異階躍變更的安靖時候僅為0.2μs。是以，利用瞬態(tài)響應速度進步30倍的TLV905x將提升控制器實行過流掩護的余量。
智能分類分揀機器人設計挑釁2：因為充電電壓沒有精確，致使電池續(xù)航工夫縮短。
abb分揀機器人擴大電池容量是掃地機械人面對的一大主要設計挑釁。消費者希冀機械人在須要再次充電前，可以完成一個完全的干凈周期。
利用低質量電流感測的高輸出電壓紋波將發(fā)生沒法利用的電池容量。比方，若是4.2V時的電池精度為±3.5%，顛末250次充電輪回后會將可以用電池容量下降至40%，而若是4.2V時的電池精度為±0.5，則會使可以用電池容量保持在85%。
解決方案2：恒流/恒壓回路中的高精度電壓/電流感到。
對電池充電的一種普遍要領是利用如圖2所示的分立充電解決方案。電壓和電流感到電路正在操縱回路中發(fā)生反應電壓和電流旌旗燈號。為了實現高精度和穩(wěn)定性，偏移電壓和溫度漂移是此處所用運算放大器的兩大環(huán)節(jié)參數。
圖2：分立電池充電器電路
設計挑釁3：因為負溫度系數熱敏電阻毛病，致使電池過熱。
監(jiān)控電池組的溫度是掃地機器人的一大首要安全問題。取溫度傳感器的解決方案相比，監(jiān)控電池組溫度的具有本錢效益的辦法是利用NTC熱敏電阻感測電路。溫度感測禁絕大概致使電池組過熱或燒壞。
解決方案3：利用NTC開展高精度溫度丈量。
丈量溫度的一種辦法是運用電阻和熱敏電阻來分派電源，并將分壓器輸出直接連收到體系控制器內部的模數轉換器引腳。分壓器的輸出阻抗很低，輸出電壓范疇對ADC而言并沒有抱負，因而這類方法效力沒有高，且丈量后果沒有正確。
圖3利用運算放大器作為調治溫度輸出旌旗燈號的緩沖器，為分壓器和低阻抗節(jié)點供應高阻抗節(jié)點以驅動ADC，并將輸出規(guī)模調治至最好ADC分辨率。運算放大器的危害參數包含直流精度和穩(wěn)定性。
圖3：NIC熱敏電阻感測電路
設計挑釁4：因為里程計丈量禁絕，招致定位和導航系統(tǒng)精度較低。
當掃地機器人構建環(huán)境輿圖時，里程計應供應適用于畫圖的正確行進間隔。里程計丈量沒有準將致使機器人的定位和導航精度較低。
解決方案4：可以用穩(wěn)健的里程計旌旗燈號加強電路。
丈量里程的常用辦法是運用光電解碼器或霍爾效應傳感器并對脈沖舉行計數，以取得里程信息。平常來說，里程計安裝正在車輪內部，因而印刷電路板走線很長，更輕易受到開關噪聲的危害，進而招致輸出旌旗燈號正在MCU的輸入端口失真。如圖4所示的緩沖電路可發(fā)生無發(fā)抖和失靈的尺度邏輯旌旗燈號。
快遞分揀機器人優(yōu)化算法圖4：適用于穩(wěn)健邏輯輸出電路的緩沖器
分揀機器人設計結果設計挑釁5：喧鬧/失真的機電驅動旌旗燈號會致使機電不測運轉。
體系控制器一般位于控制板的中間，而機電安裝在電路板的邊沿。是以，直接連收到MCU端口的驅動旌旗燈號更輕易發(fā)生噪聲或失真，招致機電不測運轉。
解決方案5：機電驅動途徑中的脈寬調制加強器電路。
此處的解決方案是加裝一個用作加強器的運算放大器，而并不是將驅動旌旗燈號取MCU引腳毗連的電路。圖5所示為適用于有刷直流機電的分立機電驅動解決方案。控制器經由過程圖騰柱場效應晶體管驅動器發(fā)生PWM旌旗燈號，以驅動H橋功率晶體管。PWM加強器電路有助于最大限度地削減延遲并加強PWM旌旗燈號，與此同時低落噪聲和失真。
圖5：增強型PWM電路
設計挑釁6：因為掃地機器人間隔檢驗犯錯，招致碰撞或跌落事故。
防跌落傳感器適用于檢驗樓梯的高度，而碰撞傳感器適用于檢驗掃地機器人四周的障礙物。間隔檢驗失足時，會致使傳感器性能禁絕，進而產生碰撞或跌落事務，并致使機器人破壞。
解決方案6：高精度紅外輸出旌旗燈號調治。
如圖6所示，紅外LED和光電晶體管被遍及用作檢驗間隔的低成本解決方案。間隔信息取固定頻次調制波所攜帶回波的幅度相干。
圖6：紅外LED接收器的旌旗燈號調治電路
具有低輸入偏置電流的互阻抗運算放大器電路正在此處被遍及運用。參考電路如SBOA268A所示。
TI的TLV906x、TLV905x和TLV900x通用放大器十分適用于以上的六種情形，設計人員能夠行使其縮短產物上市工夫，并戰(zhàn)勝普遍的設計挑釁。
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