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2020/05/15

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【上海电力电子展】扫地机器人身体上的光学传感器

上海国际电力元件、可再生能源管理展览会新展期定于2020年11月16-18日在上海世博展览馆举行,邀您关注今日上海电力电子展新资讯:

       防撞条与扫地机器人机身之间存在间隙。想象间隙形成的光环。当防撞条碰到桌腿时光环断开,因为防撞条凹陷足以挡住光线。“无光”表示撞到物体。扫地机器人停止工作,转一个角度,然后再次直线清扫。光环的建立采用分立式红外发射器和光电探测器、反射式传感器或集成式数字光传感器,如基于VCNL36687S VCSEL的接近传感器。

上海电力电子展

       分立式红外发射器和检测器可采用几种可能的配置。单个高功率发射器连接柔性光导管与光导管另一端的光电二极管。这类似光纤电缆,但这种情况下,撞到物体时柔性光导管受到挤压,光线遮断。第二种配置需要将连续防撞条分成几部分。每一部分的红外发射器对准与外圈平行的光电晶体管。当防撞条局部撞到物体时内凹阻断光束,再次造成“无光”的情况。Vishay将这种配置称为透射感测。

       两种情况下,光电探测器输出电流,可以放大,由微控制器进行转换和解读。

       跌落一直是扫地机器人的一大难题。如果有向下延伸的楼梯,就存在跌落的可能。机器人从楼梯上掉下来会受到损坏;因此需要避免跌落。这种情况下可使用数字光接近传感器,传感器朝地面倾斜一定角度,位于机器人前缘。这种接近传感器在单个封装中集成红外发射器、光电二极管和信号处理电路。Vishay VCNL36687S等传感器的输出为0到4095的数字,因为分辨率为12位。沿着地板移动时,发射器将木头、瓷砖或地毯表面反射的光传到光电二极管,传感器读取的是“高”计数,并通过I2C传送到微控制器。当计数降到零时,表示没有地面,机器人停止工作。为减轻机器人的负担,不必持续轮询值,传感器可对设置的阈值做出反应,并通过简单的HIGH / LOW引脚(中断脚)将信息传给微控制器。传感器系统必须足够智能,知道从反射表面到悬空,从木材等反射表面到可吞噬红外光的深色粗毛地毯之间的区别,从而判断前行还是停止。

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       扫地机器人最重要的功能之一是知道行走距离。这也可使用光学传感器、透射传感器或带缝隙的中断器,红外发射器的光穿过码盘间隙传到光电晶体管。这种情况下,透射传感器是单体封装而不是上述分立器件。码盘连接到轮子的驱动轴上,阻断传送到光电晶体管的红外光。它们统称为光学编码器。使用TCUT1630X01之类的3通道透射传感器,机器人可跟踪行进距离、前进后退方向以及必要的转数。

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文章来源:电子发烧友网


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