|
第四节 传感器及信号调理 扫地机器人作为智能化的小家电产品，传感器是其最核心的零部件之一。典型需要传感器实现的功能包括有：避障传感，沿墙传感，悬崖检测，虚拟墙检测，碰撞传感，里程检测，自动回充检测，视觉传感及导航等。除此之外，不同产品根据不同功能也会有不一样的传感器需求，如尘盒/水箱检测，车轮异常检测等。
TI提供以下几类传感器实现以上功能：
4.1 霍尔传感器 霍尔传感器可用于实现车轮里程计，虚拟墙检测，如尘盒/水箱检测，车轮异常检测等功能。 TI的霍尔传感器有以下特点： 1） 宽泛的输入耐压（1.65V-38V）确保通用性，可靠性； 2） 超低待机功耗（<1uA）利于电池设备延长使用时长； 3） 多种带宽可选(5Hz, 20Hz, 160Hz, 2KHz, 30KHz) 4） 多种封装可选（SOT-23, TO-92，X2SON） 4.2 1D TOF 1D ToF可用于避障传感，悬崖检测，视觉传感及导航等功能。以下简单介绍TI 1D TOF器件OPT3101的基本工作原理以及在扫地机器人上的应用。 ToF (Time of Flight) 全称时间飞行传感器。ToF 核心系统是由光发射器 (激光，LED 和IR 等）和光接收器 (光电二极管)组成。发射器的调制信号经物体反射后，部分地回到接收器。通过测量发射光信号和接收光信号之间的相位差信息可以获得被测物体深度(距离) 信息，进而实现长距离接近感应和距离测量等功能。 - 远距离测距、障碍检测和躲避，15 米不模糊的范围内具有16 位距离输出，可通过去混叠技术扩展距离范围
- 多种光电二极管和发射极的灵活定制设计 (宽波长范围)
- 高达4kHz 的采样率
- 出色的环境光和阳光抑制性能 （室外和室内），不依赖于物体颜色和反射率的测距
- 自适应HDR 节省功耗并提高动态范围
- 支持3 个发射器通道，满足多区域操作需求
- 集成照明驱动器，具有高达173mA 的可编程电流控制能力
- 利用OPT3101抗干扰性能强，精度高的特点。非常适合在扫地机器人中实现主避障检测功能。与传统红外的方式对比，可以实现精确距离信号的检测，一致性更好，抗光强干扰能力更好。
- 利用OPT3101不受物体颜色的影响，可以实现更加可靠的悬崖检测：
- 利用OPT3101的特性，还可以构成旋转ToF激光雷达传感器，实现二维平面360度全方位激光测距，并产生所在空间的平面点云地图信息，配合SLAM算法，可以实现精确的地图构建，定位导航等功能。关于该功能实现更多细节请联系当地TI销售代表以及技术支持。
4.3 通用运算放大器TLV900X系列 除传感器本体外，TI提供了传感器后级的信号调理方案。 扫地机器人应用中典型的需求是通用运算放大器。 常见场合是用于电机电流采样，电池充电采样，电池包温度信号调理，红外传感器信号调理等。TI提供的通用运放类型产品可以完全覆盖以上应用场合。以下产品介绍为目前TI主推的高性价比通用运放TLV900X。 TLV900x是适用于成本敏感型系统的低功耗、轨对轨输入输出、1MHz 通用运算放大器。TLV900x 系列包括单通道 (TLV9001)、双通道(TLV9002)、 和四通道 (TLV9004) 低电压（1.8V 至5.5V）运算放大器。具有以下特性： 1) 轨至轨输入和输出 2) 低输入失调电压：±0.4mV 3) 单位增益带宽：1MHz 4) 由于具有电阻式开环输出阻抗，因此可在更高的电容负载 (100pF)下更轻松地实现稳定 5) 低宽带噪声：27nV/√Hz @ 1kHz 6) 低输入偏置电流：5pA 7) 低静态电流：60µA/通道 8) 可在电源电压低至 1.8V 的电压下运行 9) 内部射频干扰 (RFI) 和电磁干扰 (EMI) 滤波器 10) 扩展温度范围：–40°C 至 +125°C 以上便是通用运放TLV900X的基本简介，更多细节，请参阅TLV900X数据手册。除此之外，对于带宽要求更高，摆率要求更高的场合，我们还有TLV906X(带宽10MHz), TLV905X(摆率15V/us)等系列产品供选择。
| 
楼主
标题置顶
标题高亮
