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manbext网页登录官方网站-面临扫地机器人设计挑战?这六种情况可以用小型放大器搞定!

2020-10-16 22:59:04

manbext网页登录官方网站_辛苦一周后,家庭洗手是人们最不想做的事情之一。 到目前为止,扫地机器人已经发售了约23年,由于其智能和自动化程度越来越高,人们可以在工作中专注于自己。 现在的扫地机器人构建了非常多的功能,包括新的扫地功能和自动除尘。

但是,对设计师来说,这也意味着设计可靠的系统时不会面临更好的挑战。 小型放大器有助于缓慢解决许多根本课题。 以下是设计师在设计过程中不面临的六种挑战,以及小型放大器可以获得的六种解决方案。

设计挑战1 :由于襟翼检测的延迟,电机寿命延长了扫荡机器人车轮的力,要求了其越障能力。 因为需要越过薄地毯和门槛,所以它的电机功率必须至少在30W以上。 如果车轮卡在电线上等再次发生襟翼和短路事件,电机绕组电流会立即下降。

如果推迟检测,电机不会短路,也不会延长寿命。 解决方案1 :电机控制系统中比较慢的瞬态呼叫电流传感器。

为了提高短路的可能性,可以使用于低的外侧电流传感器电路,监视电机的电流。 听图1 :电机控制系统中的电流传感器电路该应用中用于运算放大器(opamps )电机控制系统的电流传感器电路的重要参数是功率因数。 例如,在再次发生副翼事件的情况下,绕组电流不会从0.5A下降到3.5A,运算放大器的适当输入是0.5V到3.5V(50m分流电阻和20-V/V增益)。

在转换速率为0.5V/s的运算放大器中使用时,步进变化的稳定时间约为6s,而在TI的TLV905x理想气体转换速率为15V/s的运算放大器中使用时,完全相同的步进变化的稳定时间为0.2s。 因此,用于将瞬态响应速度提高30倍的TLV905x减少了控制器继续过电流维护的余量。

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设计课题2 :由于电池电压不正确,电池持续时间变长,扩大电池容量是吸尘机器人面临的许多最重要的设计课题。 消费者希望机器人必须再次给电池充电之前,完成原始的洗手循环。

低质量电流传感用的高输入电压脉动产生无法使用的电池容量。 例如,如果4.2V时的电池精度为3.5%,则经过250个循环后可使用电池容量可以减少到40%,但如果4.2V时的电池精度为0.5,则不能将可使用电池容量维持在85%。

解决办法2 :恒流恒压电路中的高精度电压电流传感器。 对于电池电池的一个罕见方法是使用于如图2右图所示的并存电池解决方案。 电压电流传感器电路在控制电路中生成通向系统的电压电流信号。

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为了构建高精度和稳定性,偏移电压和温度漂移是这里使用的运算放大器的两个重要参数。 图2 :并存电池充电器电路设计挑战3 :由于负温度系数(NTC )热敏电阻的错误,电池短路监视电池组的温度是扫荡机器人很多主要的安全性问题。 与温度传感器的解决方案相比,监视电池组温度的经济实惠的方法是在NTC热敏电阻传感器电路中使用。

没有因温度传感而导致电池组短路或烧毁的危险。 解决办法3 :用于NTC展开高精度温度测量。 测量温度的一种方法是给电阻和热敏电阻分配电源,将分压器输入连接到系统控制器内部的模数转换器(ADC )插槽。 由于分压器的输出阻抗低,ADC忽略了输入电压范围,因此该方式效率差,测量结果不正确。

图3使用运算放大器作为调节温度输入信号的缓冲器,为分压器和低电阻节点获取低电阻节点,驱动ADC,将输入范围调节为最佳的ADC分辨率。 运算放大器的影响参数还包括直流精度(偏移电压、电压漂移)和稳定性。 图3:NIC热敏电阻传感器电路设计挑战4 :因为不允许测距仪测量,所以定位和导航系统的精度很低。

机器人绘制环境地图时,测距仪不能获得用作绘制的正确前进距离。 行驶测距仪的测量不允许机器人的定位和导航系统的精度下降。 解决办法4 :可以用实用的测距仪信号强化电路。

测量行驶距离的常见方法是使用于光电解码器或霍尔效应传感器,对脉冲展开进行计数,获取行驶距离信息。 一般来说,里程表安装在车轮内部,因此印刷电路板的引线较长,容易受到电源噪声的影响,在MCU的输出端口输入信号会产生噪声。 图4右图所示的缓冲电路可以产生没有晃动和故障的标准逻辑信号。

图4 :用作实用逻辑输入电路的缓冲器设计挑战5 :喧闹/不知道的电机驱动信号不会导致电机交通事故。 系统控制器一般位于控制柜的中心,电机安装在电路板的端部。

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因此,需要连接到MCU端口的驱动信号更容易产生干扰和干扰,会导致电机交通事故。 解决方法5 :电机驱动路径中的脉冲宽度调制(PWM )增强器电路这里的解决方法是安装增强器用的运算放大器,而不是将驱动信号连接到MCU插槽中的电路。

图5的右图是作为带刷直流电动机使用的并行电动机驱动解决方案。 控制器通过图腾柱场效应晶体管驱动器生成PWM信号,驱动h桥功率晶体管。 PWM增强器电路有助于在降低噪声和噪声的同时最大限度地增加延迟,增强PWM信号。

图5 :扩展PWM电路设计挑战6 :由于吸尘机器人的距离检测错误,防坠落传感器被用作检测楼梯的高度,碰撞传感器被用于检测吸尘机器人周围的障碍物。 距离检测错误时,不允许传感器性能,不会再次发生冲击或掉落,机器人破损。 解决方案6 :高精度红外线输入信号调整。 如图6右图所示,红外LED和光电晶体管广泛应用于检测距离的低成本解决方案。

距离信息与搭载在相同频率调制波上的脉冲的宽度有关。 图6 :红外LED接收机的信号调整电路具有低输出偏置电流的互阻运算放大器电路在这里被普遍使用。

请参照SBOA268A右图所示的电路。 TI的TLV906x、TLV905x、TLV900x标准化放大器限于上述六种情况,设计者可以利用它延长产品的上市时间,解决罕见的设计课题。-manbext网页登录官方网站。

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