扫地机器人的介绍 机器人开发

机器人开发--扫地机器人系统的解决方案 0 概述1 电池管理1.1 充电管理1.2 电池保护和电量计BQ4050BQ77905 2 电源管理2.1 降压型 DC DC以TPS54202为例 2.2 线性稳压LDO 3 电机驱动4 传感器及信号调理4.1 霍尔传感器4.2 1D TOF1) OPT3101基本工作原理以及优点2) TI的ToF传感器 OPT3101具有如下特性和优点3) OPT3101在扫地机器人中的应用 4.3 通用运算放大器TLV900X系列 5 人机交互界面5.1 LED显示5.2 MSP430 Captivate MCU5.3 TI参考设计 参考

本文转的，实际是TI的软文，方案可供参考，实际上从成本角度看，全套TI可能成本优势不大。

0 概述 机器人方向，扫地机器人发展很迅猛，商业上取得很大成功。像科沃斯、石头、追觅、美的等都发展不错。头部企业销量都达到百万台级别。扫地机器人分为电池管理，电源管理，电机驱动，传感器及信号调理，人机交互界面等部分。 1 电池管理

扫地机器人典型应用是四节锂电池串联使用。电池管理分为电池保护以及充电管理两个部分。如下图所示， 电池保护部分一般会设计在电池包里面，针对电池在各种工况下的异常情况进行诊断和保护。 充电管理会在扫地机器人主板上或在充电坞上，负责对锂电池充电曲线进行管理，以实现高效，安全的充电。

1.1 充电管理

锂电池为了保证电池安全和寿命，对于充电过程要求分为四个阶段：涓流充电（低压预充）、恒流充电、恒压充电以及充电终止。同时还会有电池电压检测、输入电流限制、充电完成后关断充电器、电池部分放电后自动启动充电等功能的要求。这意味着锂电池的充电需要使用专用电池充电芯片，才能更好的保证电池安全和寿命。TI提供的充电芯片BQ24773可从各方面优化充电管理的设计和性能：

BQ24773关键参数说明： * 4.5V至24V的宽输入输入电压范围，支持1-4节电池 * 可编程输入电流限制、充电电压、充电电流和最小系统电压调节 * 20mA 负载条件下，兼具 600μA 超低静态电流和>80% 的高脉冲频率调制 (PFM) 轻负载效率，符合Energy Star 和 ERP Lot6 标准。 * +/-0.5电压检测精度，+/-2%输入输出电流采样 * 支持600KHz-1.2MHz开关频率（可编程设定）

1.2 电池保护和电量计

该功能的实现有依赖于专用锂电池保护IC。 根据用户的不同需求，TI可以提供四种不同类型的保护方案：

BQ4050

TI的电量计技术在精确测量电池容量、获取反映电池健康状况及安全诊断等数据的同时，还能够实现过压、过流、温度保护和电压均衡等功能。以上电池信息还能够通过SMBUS发送给主机，通过WIFI等方式连接到用户终端，方便用户及时了解扫地机器人的电池健康状况。 德州仪器 (TI) 的 BQ4050 器件采用补偿放电终止电压 (CEDV) 技术，是一款高度集成的高精度 1-4 节电池电量测量仪表和保护解决方案，可实现自主的充电器控制和电池均衡。

BQ4050关键参数说明: * 双路独立ADC，不仅可以同步电流和电压采样，还可以实现高精度库伦计数器功能使得输入偏移误差