北京赛车pk10开奖

扫地机器人设计挑战?这六种情况可以用小型放大器搞定

2019-08-29来源: EEWORLD关键字:扫地机器人  热敏电阻感测电路

忙碌一周后,家庭清洁工作是人们最不愿做的事情之一。迄今为止,扫地机器人已面世约23年了,随着其智能和自动化程度日益提高,人们可以在其工作时专注于自己的事情。

 

北京赛车pk10开奖如今的扫地机器人上集成了非常多的功能,比如新的拖地功能和自动除尘等。但对设计人员来说,这也意味着在设计可靠的系统时将会面临更多的挑战。而小型放大器可以帮助其快速克服许多重大挑战。下文列举了设计人员在设计过程中会遇到的六种挑战,以及小型放大器能提供的六种解决方案:

 

设计挑战1:由于失速检测延迟,导致电机寿命缩短。

 

扫地机器人车轮的力量决定了它的越障能力。为了能够通过厚地毯和越过门槛,其电机功率需要达到至少30W或更高。如果发生失速或过载事件,例如车轮被电线卡住,电机绕组电流将立即上升。延迟检测到这种情况会导致电机过热并缩短其寿命。

 

解决方案1:电机控制系统中的快速瞬态响应电流感应。

 

为减少过热的可能性,可以使用低侧电流感应电路来监控电机的电流;见图1。

图1:电机控制系统中的电流感应电路

 

北京赛车pk10开奖在该应用中用作运算放大器(op amps)电机控制系统中的电流感测电路的关键参数是压摆率。例如,当发生失速事件时,绕组电流会从0。5 A上升到3。5 A,运算放大器的相应输出为0。5 V至3。5 V(50mΩ分流电阻和20-V/V增益)。使用压摆率为0。5 V/μs的运算放大器时,阶跃变化的安定时间约为6μs,而使用TI的TLV905x等压摆率为15 V/μs的运算放大器,相同阶跃变化的安定时间仅为0。2μs。因此,使用瞬态响应速度提高30倍的TLV905x将增加控制器执行过流保护的余量。

 

设计挑战2:由于充电电压不准确,导致电池续航时间缩短。

 

扩大电池容量是扫地机器人面临的一大重要设计挑战。消费者期望机器人在需要再次充电前,能够完成一个完整的清洁周期。

 

使用低质量电流感测的高输出电压纹波将产生无法使用的电池容量。例如,如果4。2 V时的电池精度为±3。5%,经过250次充电循环后会将可用电池容量降低至40%,而如果4。2 V时的电池精度为±0。5,则会使可用电池容量保持在85%。

 

北京赛车pk10开奖解决方案2:恒流/恒压回路中的高精度电压/电流感应。

 

对电池充电的一种常见方法是使用如图2所示的分立充电解决方案。电压和电流感应电路在控制回路中产生反馈电压和电流信号。为了实现高精度和稳定性,偏移电压和温度漂移是此处所用运算放大器的两大关键参数。

 

图2:分立电池充电器电路

 

设计挑战3:由于负温度系数(NTC)热敏电阻错误,导致电池过热。

 

监控电池组的温度是扫地机器人的一大主要安全问题。与温度传感器的解决方案相比,监控电池组温度的具有成本效益的方法是使用NTC热敏电阻感测电路。温度感测不准可能导致电池组过热或烧坏。

 

解决方案3:使用NTC进行高精度温度测量。

 

测量温度的一种方法是使用电阻和热敏电阻来分配电源,并将分压器输出直接连接到系统控制器内部的模数转换器(ADC)引脚。分压器的输出阻抗很低,输出电压范围对ADC来说并不理想,因此这种方式效率不高,且测量结果不准确。

 

图3使用运算放大器作为调节温度输出信号的缓冲器,为分压器和低阻抗节点提供高阻抗节点以驱动ADC,并将输出范围调节至最佳ADC分辨率。运算放大器的影响参数包括直流精度(偏移电压、电压漂移)和稳定性。

图3:NIC热敏电阻感测电路

 

设计挑战4:由于里程计测量不准,导致定位和导航系统精度较低。

 

当扫地机器人构建环境地图时,里程计应提供用于绘图的准确行进距离。里程计测量不准将导致机器人的定位和导航精度较低。

 

解决方案4:可用稳健的里程计信号增强电路。

 

测量里程的常用方法是使用光电解码器或霍尔效应传感器并对脉冲进行计数,以获得里程信息。通常来讲,里程计安装在车轮内部,因此印刷电路板走线很长,更容易受到开关噪声的影响,从而导致输出信号在MCU的输入端口失真。如图4所示的缓冲电路可产生无抖动和失灵的标准逻辑信号。

北京赛车pk10开奖图4:用于稳健逻辑输出电路的缓冲器

 

设计挑战5:嘈杂/失真的电机驱动信号会导致电机意外运行。

 

系统控制器通常位于控制板的中心,而电机安装在电路板的边缘。因此,直接连接到MCU端口的驱动信号更容易产生噪声或失真,导致电机意外运行。

 

解决方案5:电机驱动路径中的脉宽调制(PWM)增强器电路。

 

此处的解决方案是加装一个用作增强器的运算放大器,而不是将驱动信号与MCU引脚连接的电路。图5所示为用于有刷直流电机的分立电机驱动解决方案。控制器通过图腾柱场效应晶体管驱动器产生PWM信号,以驱动H桥功率晶体管。PWM增强器电路有助于最大限度地减少延迟并增强PWM信号,同时降低噪声和失真。

 

图5:增强型PWM电路

 

设计挑战6:由于扫地机器人距离检测出错,导致碰撞或跌落事故。

 

防跌落传感器用于检测楼梯的高度,而碰撞传感器用于检测扫地机器人周围的障碍物。距离检测出错时,会导致传感器性能不准,从而发生碰撞或跌落事件,并导致机器人损坏。

 

北京赛车pk10开奖解决方案6:高精度红外输出信号调节。

 

如图6所示,红外LED和光电晶体管被广泛用作检测距离的低成本解决方案。距离信息与固定频率调制波所携带回波的幅度相关。

图6:红外LED接收器的信号调节电路

 

具有低输入偏置电流的互阻抗运算放大器电路在此处被广泛使用。参考电路如SBOA268A所示。

 

TI的TLV906x、TLV905x和TLV900x通用放大器非常适用于上述的六种情况,设计人员可以利用其缩短产品上市时间,并克服常见的设计挑战。

 

关键字:扫地机器人  热敏电阻感测电路

编辑:muyan 引用地址:http://news.2689mr.com/IoT/ic472945.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:一款紧凑型无线杜比全景声无线环绕声系统的诞生记
下一篇:让AI在光速中前行—全光学神经网络

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

智能家居不智能,未来如何发展?

各自为战、孤岛求生的智能家居厂商该如何破局?奥维云网预测数据显示,截至2020年,中国智能家居产业规模近4500亿元,然而如此庞大的市场规模似乎和我们普通大众并没有太大关联,语音交互下简单的智能控制仍是目前智能家居的主要表现形式。 “目前日常使用场景其实并不多,而且很独立,产品之间的联动性比较弱。开关灯、拉合窗帘、控制扫地机器人、听听歌...仅此而已”,身为资深米粉的张亮告诉记者。 “我使用所谓的‘智能家居’其实已经很久了,很多时候还是喜欢直接用手,更简单快捷”,张亮随即补充道,“因为技术上的一些问题,其实很多广告片上的智能家居场景仍是未来。” “能动手绝不说话”(技术不成熟)似乎成为了阻碍智能家居
发表于 2019-08-20
智能家居不智能,未来如何发展?

2019年扫地机器人十大排名一览表

时下最流行的小家电用品,非扫地机器人莫属。根据电商平台销售统计数据,扫地机器人已经晋升为家庭必备家电三小件之一。扫地机器人如此火爆的市场销售行情,催生了各类品牌各种款式的扫地机器人不断涌现。对于那些想购买扫地机器人体验的朋友们,必然面临这样一个问题:在如此多的品牌当中,究竟选择什么牌子的扫地机器人呢?带着这个问题,我们一起来看看2019年扫地机器人十大排名吧! 第一名:斐纳TOMEFON德国斐纳TOMEFON拥有40多年的成功历史,是室内净化领域的开拓者和领航者。旗下的扫地机器人采用全球的最新技术,可以实现LDS 360度巡航扫描,自动识别家居环境,同时生成可视化地图。并配备了全局规划系统,指哪扫哪、定点/分区清扫,不漏
发表于 2019-04-13
2019年扫地机器人十大排名一览表

用它给家里来一场清洁革命!创新洗地机器人,深度清洁污渍

随着科学技术的发展,很多家务活儿都变得轻松了,单是扫地机器人就颇受好评。  但用了一段时间之后极果君发现,虽然地上的残渣、头发、宠物掉的毛发都能被快速打扫干净。  但是厨房掉落的油污、阳台的积灰、客厅不小心洒落的饮料还是得靠手动清除,累的腰酸背痛不说,地上还留下了难看的水渍。  要是哪块菜汤被遗漏了,说不定扫地机器人能拖的满屋子都是。看来对于顽固污渍来说,还是得水洗才能做到真正洁净。  今天极果君推荐给你: ILIFE智意W400洗地机器人  污渍就要用水洗 干净更干爽  普通的扫地机器人并不能清洁地面上的顽固污渍,而这款ILIFE智意W400洗地机器人就帮你解决了这个困扰。  开创性的“四步清洗“模式,绝对能给你的家里来一场清洁
发表于 2019-04-13
用它给家里来一场清洁革命!创新洗地机器人,深度清洁污渍

女子报警称家中出现入侵者 结果发现是扫地机器人

据外媒CNET报道,近日俄勒冈州华盛顿县的一名女子报警称有人闯入家中,警方赶到她家中后发现所谓的入侵者是一台被困在浴室内的扫地机器人,虚惊一场。  据华盛顿县警长办公室的工作人员透露,一名女子拨打911电话报告称有陌生人在她的浴室里,门被锁住,她可以看到门下的阴影。据报道,几分钟后,警方带着警犬抵达女子家中。听到浴室内发出“沙沙作响”的声音。在警方要求“嫌疑人”出来后,“沙沙作响的声音越来越频繁”,最终警察破门闯入浴室,证实浴室内只有一台正在工作中的Roomba扫地机器人。
发表于 2019-04-11
女子报警称家中出现入侵者 结果发现是扫地机器人

技术持续升级 视觉导航让扫地机器人更有“智商”

智能扫地机器人的出现让许多“懒癌患者”看到了新的生活方式,由于目前消费人群的生活节奏不断加快,产品技术的进步,扫地机器人市场也在近几年中持续走高。不过对于消费者来说,智能机器人似乎还没有智能到可以“指哪扫哪”。但在近期,我们却可以看到一些品牌在扫地机人的“感官”上进行了增强。  扫地机器人在清洁前,需要对室内环境进行扫描,并根据情况绘制地图,地图的准确性在一定程度上也会影响到清洁覆盖的精度。机器人想要定位自己的位置并进行行进路线规划,这些行为都少不了在其内部的导航系统。在今年年初,我们可以看到越来越多的扫地机器人品牌在产品中加入了视觉导航识别系统,通过位于机身上的图像感应器配合相应处理器,在“智能大脑”的加持下,可以轻松
发表于 2019-04-03
技术持续升级 视觉导航让扫地机器人更有“智商”

小广播

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2019 2689mr.com, Inc. All rights reserved
北京赛车pk10计划 时时彩开群软件 北京赛车 北京赛车pk10开奖 北京赛车 北京赛车 永利赛车机器人 澳彩网彩票注册开户平台 菲斯特机器人 北京赛车pk10开奖