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繁忙一周后，家庭干净事情是人们最不愿做的工作之一。迄今为止，扫地机器人已面世约23年了，跟着其智能跟自动化水平日趋进步，人们可以正在其事情时专注于本人的工作。

扫地机器人的参考计划跟产物

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现在的扫地机器人上集成了十分多的功用，好比新的拖地功用跟自动除尘等。但对计划职员来讲，那也意味着正在计划靠得住的体系时将会面对更多的应战。而小型放大器可以资助其快捷克制许多庞大应战。下文罗列了计划职员正在计划进程中会遇到的六种应战，和小型放大器能供给的六种解决方案：

计划应战1：因为失速检测耽误，招致机电寿命缩短。

扫地机器人车轮的力气决意了它的越障才能。为了可能经由过程薄地毯跟超出门坎，其机电功率须要到达至少30W或更下。若是产生失速或过载事宜，例如车轮被电线卡住，机电绕组电流将立刻回升。耽误检测到这类环境会招致机电过热并缩短其寿命。

解决方案1：机电控制系统中的快捷瞬态相应电流感到。

为削减过热的可能性，可以利用低侧电流感到电路去监控机电的电流；见图1。

图1：机电控制系统中的电流感到电路

正在该使用中用作运算放大器机电控制系统中的电流感测电路的要害参数是压摆率。例如，当产生失速事宜时，绕组电流会从0.5A回升到3.5A，运算放大器的响应输出为0.5V至3.5V（50mΩ分流电阻跟20-V/V增益）。利用压摆率为0.5V/μs的运算放大器时，阶跃变更的安宁工夫约为6μs，而利用TI的TLV905x等压摆率为15V/μs的运算放大器，不异阶跃变更的安宁工夫仅为0.2μs。是以，利用瞬态响应速度进步30倍的TLV905x将增长控制器履行过流护卫的余量。

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计划应战2：因为充电电压没有精确，招致电池续航工夫缩短。

扩展电池容量是扫地机器人面对的一大紧张计划应战。消费者期冀机器人正在须要再次充电前，可能实现一个完全的干净周期。

利用低质量电流感测的下输出电压纹波将发生没法利用的电池容量。例如，若是4.2V时的电池精度为±3.5%，颠末250次充电轮回后会将可用电池容量降低至40%，而若是4.2V时的电池精度为±0.5，则会使可用电池容量连结正在85%。

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解决方案2：恒流/恒压回路中的高精度电压/电流感到。

对电池充电的一种罕见方式是利用如图2所示的分立充电解决方案。电压跟电流感到电路正在节制回路中发生反应电压跟电流旌旗灯号。为了实现高精度跟稳定性，偏移电压跟温度漂移是此处所用运算放大器的两大要害参数。

图2：分立电池充电器电路

计划应战3：因为负温度系数热敏电阻毛病，招致电池过热。

监控电池组的温度是扫地机器人的一大次要平安问题。与温度传感器的解决方案比拟，监控电池组温度的存在本钱效益的方式是利用NTC热敏电阻感测电路。温度感测禁绝能够招致电池组过热或烧坏。

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解决方案3：利用NTC停止高精度温度丈量。

丈量温度的一种方式是利用电阻跟热敏电阻去分派电源，并将分压器输出间接毗邻到体系控制器外部的模数转换器引脚。分压器的输出阻抗很低，输出电压规模对ADC来讲并没有幻想，是以这类方法服从不高，且丈量成果没有精确。

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图3利用运算放大器作为调节温度输出旌旗灯号的缓冲器，为分压器跟低阻抗节点供给下阻抗节点以驱动ADC，并将输出规模调节至最好ADC分辨率。运算放大器的影响参数包罗直流精度跟稳定性。

图3：NIC热敏电阻感测电路

计划应战4：因为里程计丈量禁绝，招致定位跟导航系统精度较低。

当扫地机器人构建情况舆图时，里程计应供给用于画图的精确前进距离。里程计丈量禁绝将招致机器人的定位跟导航精度较低。

解决方案4：可用稳重的里程计旌旗灯号加强电路。

丈量里程的常用方式是利用光电解码器或霍尔效应传感器并对脉冲停止计数，以取得里程信息。平常来说，里程计装置正在车轮外部，是以印刷电路板走线很长，更简单遭到开关噪声的影响，从而招致输出旌旗灯号正在MCU的输入端口失真。如图4所示的缓冲电路可发生无颤动跟失灵的尺度逻辑旌旗灯号。

图4：用于稳重逻辑输出电路的缓冲器

计划应战5：喧闹/失真的机电驱动旌旗灯号会招致机电不测运转。

体系控制器平常位于控制板的中间，而机电装置正在电路板的边缘。是以，间接毗邻到MCU端口的驱动旌旗灯号更简单发生噪声或失真，招致机电不测运转。

解决方案5：机电驱动门路中的脉宽调制增强器电路。

此处的解决方案是加装一个用作增强器的运算放大器，而不是将驱动旌旗灯号与MCU引脚毗邻的电路。图5所示为用于有刷直流电机的分立机电驱动解决方案。控制器经由过程图腾柱场效应晶体管驱动器发生PWM旌旗灯号，以驱动H桥功率晶体管。PWM增强器电路有助于最大限度天削减耽误并加强PWM旌旗灯号，同时降低噪声跟失真。

图5：增强型PWM电路

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计划应战6：因为扫地机器人距离检测犯错，招致碰撞或跌落变乱。

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。距离检测犯错时，会招致传感器机能禁绝，从而产生碰撞或跌落事宜，并招致机器人损坏。

解决方案6：高精度红外输出旌旗灯号调节。

如图6所示，红外LED跟光电晶体管被普遍用作检测距离的低成本解决方案。距离信息与流动频次调制波所照顾回波的幅度相关。

图6：红外LED接收器的旌旗灯号调节电路

存在低输入偏置电流的互阻抗运算放大器电路正在此处被普遍利用。参考电路如SBOA268A所示。

TI的TLV906x、TLV905x跟TLV900x通用放大器十分合用于上述的六种环境，计划职员可以应用其缩短产物上市工夫，并克制罕见的计划应战。

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