扫地机器人体系能够分为以下几个子体系： 电池办理，电源办理，电机驱动，传感器及信号调度，人机交互界面等部分。

  扫地机器人典型使用是四节锂电池串联运用。电池办理分为电池维护以及充电办理两个部分。如下图所示， 电池维护部分一般会规划在电池包里边，针对电池在各种工况下的反常情况进行确诊和维护。 充电办理会在扫地机器人主板上或在充电坞上，担任对锂电池充电曲线进行办理，以完成高效，安全的充电。

  锂电池为了确保电池安全和寿数，关于充电进程要求分为四个阶段：涓流充电（低压预充）、恒流充电、恒压充电以及充电停止。一起还会有电池电压检测、输入电流约束、充电完成后关断充电器、电池部分放电后主动发动充电等功用的要求。这意味着锂电池的充电需求运用专用电池充电芯片，才干更好的确保电池安全和寿数。TI供给的充电芯片BQ24773可从各方面优化充电办理的规划和功用：

  该功用的完成有依赖于专用锂电池维护IC。 依据用户的不同需求，TI能够供给四种不同类型的维护计划：

  TI的电量计技能在准确丈量电池容量、获取反映电池健康状况及安全确诊等数据的一起，还能够完成过压、过流、温度维护和电压均衡等功用。以上电池信息还能够经过SMBUS发送给主机，经过WIFI等方法连接到用户终端，便使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 器材选用补偿放电停止电压 (CEDV) 技能，是一款高度集成的高精度 1-4 节电池电量丈量外表和维护解决计划，可完成自主的充电器操控和电池均衡。

  锂电池在运用的进程中，一旦呈现过压或许过流（短路）等问题，不只会影响电池的寿数，更会带来安全问题。这意味着一切运用锂电池的设备，必需求加装电池维护器，以使锂电池能在一个相对安全的环境中正常作业。

  TI供给的BQ77905是3-5 节超低功耗电压、电流、温度和开路可堆叠锂离子电池维护器，无需微操控器 (MCU) 操控即可完成一系列电压、电流和温度维护。该器材正好满意扫地机器人产品4S锂电池的需求，单芯片可完成过压，过流，短路，温度等维护。

  电压(过/欠) 、电流（过放/短路）和温度维护(过/欠) 、超高精度丈量（电压±10mV）

  集成的独立 CHG 和 DSG 低侧 NMOSFET 驱动器完成电池组维护，这些驱动器可经过两个操控引脚禁用

  集成的独立 CHG 和 DSG 低侧 NMOSFET 驱动器完成电池组维护，这些驱动器可经过两个操控引脚禁用

  扫地机器人中的电源办理典型的电源轨如下蓝色框图所示：体系从4串锂电池取电，经过一级降压转化为5V，给到外置模块，部分传感器以及相关逻辑电路供电。 5V还会经过二级降压转化为后级体系所需的3.3V, 1.8V等。一级降压电路一般功耗较大，会挑选DCDC变换器。而二级降压电路一般功耗较小，可依据用户实际情况挑选LDO或许DCDC。一个典型的扫地机器人电源树如下图所示。

  一般来讲，带电池设备为了让运转时刻更长，体系会对功率，静态功耗等目标提出要求。 一起，本钱同样是十分重要的考虑要素。TI的电源办理产品在功用和本钱做到很好的平衡。以下为TI在扫地机器人产品中最受欢迎的一些物料，耐压规模从24V-40V不等，合适用于榜首级降压电路：

  该芯片支撑最大输入28V继续电压，合适4串锂电池的使用场合。其同步整流的结构能够确保满载时高达98%的功率，一起，因为轻载跳频形式，在轻载情况下能够确保高效，如10mA输出电流情况下功率可达90%以上。

  线性稳压相关于降压型DCDC变换器而言，其输出纹波会更小，噪声会更少，有利于扫地机器人体系中的处理器，MCU，还有部分传感器的安稳运转，合适用于榜首级降压电路。 因而，在输入输出压差不大的情况下，LDO是电源办理计划的优选。TI供给业界最为广泛的LDO产品。在不同的输入输出电压，电流，封装，压差，静态电流，功耗，噪声目标下，TI都能供给高性价比的计划。

  典型的扫地机器人产品中有十分多需求用到电机驱动的场合，如： 左右轮子，主刷，边刷，水泵，吸尘电机，LDS旋转座等。 TI针对不同的电机类型以及负载巨细有十分全面的产品目录可供挑选。

  主轮的电机一般为12V的直流有刷电机。 承当的前转，后转，路程记载，堵转检测等功用。TI的DRV8870有刷电机驱动产品，合作TI超高性价比运放TLV9061，能够完美完成以上一切功用。TI一起还供给完成该功用的参阅规划TIDA-01588, 经过注册官网myTI，能够免费阅读，下载该参阅规划的规划文档，原理图，测验文档等源文件。

  如图所示，体系电源为10.8V DC，跨接一个TVS维护，经过DRV8870来驱动有刷电机BDC。10.8V DC经过LDO线供电，微操控器给DRV8870宣布指令操控电机，完成扫地机器人主轮的正转，回转，刹车，空挡滑行等功用。一起DRV8870经过外置采样电阻，结合运放TLV9061进行电流检测，完成堵转检测等功用。坐落电机上的光电计数器或许霍尔传感器信号经过ESD接口芯片ESD122反应到微操控器，能够完成电机测验进程记载等功用。

  除了该参阅规划中所引荐的DRV8870外，TI还有以下具有特征的计划值得引荐：DRV8876。以下是款产品的介绍: DRV8876是一款高集成度 H桥驱动器，内置N-MOSFET，charge pump，电流采样转化，以及各类维护电路。十分合适用于扫地机器人的主轮驱动，或许主刷驱动。DRV8876最大的亮点在于超高集成度，经过内置采样电路和信号调度，完成堵转检测。与传统的驱动计划（如DRV8870）比较，能够节省规划者的一颗功率采样电阻，以及一颗堵转检测的运放。

  别的，DRV8876能够经过设置睡觉形式来坚持超低的待机功耗（1uA），以确保扫地机器人电池能最大极限节能。

  扫地机器人作为智能化的小家电产品，传感器是其最中心的零部件之一。典型需求传感器完成的功用包含有：避障传感，沿墙传感，山崖检测，虚拟墙检测，磕碰传感，路程检测，主动回充检测，视觉传感及导航等。除此之外，不同产品依据不同功用也会有不一样的传感器需求，如尘盒/水箱检测，车轮反常检测等。

  霍尔传感器可用于完成车轮路程计，虚拟墙检测，如尘盒/水箱检测，车轮反常检测等功用。

  1D ToF可用于避障传感，山崖检测，视觉传感及导航等功用。以下简略介绍TI 1D TOF器材OPT3101的根本作业原理以及在扫地机器人上的使用。

  ToF (Time of Flight) 全称时刻飞翔传感器。ToF 中心体系是由光发射器 (激光，LED 和IR 等）和光接纳器 (光电二极管)组成。发射器的调制信号经物体反射后，部分地回到接纳器。经过丈量发射光信号和接纳光信号之间的相位差信息能够获得被测物体深度(间隔) 信息，从而完成长间隔挨近感应和间隔丈量等功用。

  使用OPT3101抗搅扰功用强，精度高的特色。十分合适在扫地机器人中完成主避障检测功用。与传统红外的方法比照，能够完成准确间隔信号的检测，一致性更好，抗光强搅扰才能更好。

  使用OPT3101的特性，还能够构成旋转ToF激光雷达传感器，完成二维平面360度全方位激光测距，并发生地点空间的平面点云地图信息，合作SLAM算法，能够完成准确的地图构建，定位导航等功用。关于该功用完成更多细节请联络当地TI出售代表以及技能支撑。

  除传感器本体外，TI供给了传感器后级的信号调度计划。 扫地机器人使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，电池包温度信号调度，红外传感器信号调度等。TI供给的通用运放类型产品能够彻底掩盖以上使用场合。以下产品介绍为现在TI主推的高性价比通用运放TLV900X。

  TLV900x是适用于本钱灵敏型体系的低功耗、轨对轨输入输出、1MHz 通用运算放大器。TLV900x 系列包含单通道 (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：

  4) 因为具有电阻式开环输出阻抗，因而可在更高的电容负载 (100pF)下更轻松地完成安稳

  以上就是通用运放TLV900X的根本简介，更多细节，请参阅TLV900X数据手册。除此之外，关于带宽要求更高，摆率要求更高的场合，咱们还有TLV906X(带宽10MHz), TLV905X(摆率15V/us)等系列产品供挑选。

  丰厚的人机交互功用能够给扫地机器人产品带来更好的用户体会和产品附加值。TI在该范畴供给许多解决计划：LED显现，电容接触，语音功放，无线连接等等。接下来以LED显现以及电容接触计划为代表介绍。

  TI的LED产品掩盖多样的使用场景，包含： 指示灯背光驱动，LED数码管显现驱动，以及呼吸/跑马灯。 关于扫地机器人产品而言，LED灯一般用于状况指示，用户能够依据不同的产品需求，挑选不同类型的显现方法。TI LED驱动芯片带来的长处包含：1） 节省MCU I/O口。2） 恒流驱动，高效牢靠。3）无需很多软件资源即能完成特别灯效。 以下为TI LED产品在扫地机器人使用中的大致分类和引荐：

  以LP50XX系列产品举例说明：LP50XX系列是TI全新一代RGB三色灯驱动，能够在占用MCU很少资源的情况下，完成多个通道RGB三色灯的操控，完成精准恒流，亮暗，色彩改变，以及图画组合等作用。该产品完成的灯效能给扫地机器人带来异乎寻常的人机交互体会。其开发的简易程度，也有利于产品快速上市。

  MSP430 captivate系列MCU是TI最新一代根据电容式的接触计划。 有如下几个特色：

  1） 牢靠性： 芯片经过IEC61000-4-X认证，能够有效地反抗噪声，避免误触发；

  3） 低功耗：TI Captivate MCU沿用了TI MCU一向的超低待机功耗特性，十分合适电池式产品如扫地机器人。

  5） 简易开发： TI供给完好的图形化编程界面，只需求5分钟即可完成自定义规划。

  4） 超低待机功耗：正常运转（120uA/MHz）,待机形式（4uA）,关断形式（36nA）。

  针对如上所提两种人机交互功用，TI整兼并定制了一款参阅规划TIDA-01559。它选用了 MSP430FR2522 MCU 和 LP5569 LED 驱动器，可经过 LED 引擎操控完成极低的待机功耗并削减 MCU 的负载资源。该解决计划可使用于需求具有超卓 EMI 功用和抗湿功用的低功耗 HMI 的使用中，该规划可使用与扫地机器人产品中。

  1) 使用MSP430FR2522完成玻璃/塑料面板接触按键，以及挨近唤醒。

  2) 使用LP5569完成RGB三色灯环的特别作用（呼吸，闪耀，突变等）