繁忙一周后，家庭清洁作业是人们最不肯做的作业之一。迄今为止，扫地机器人已问世约23年了，跟着其智能和主动化程度日益进步，人们能够在其作业时专心于自己的作业。
现在的扫地机器人上集成了十分多的功用，比方新的拖地功用和主动除尘等。但对规划人员来说，这也意味着在规划牢靠的体系时将会面对更多的应战。而小型放大器能够协助其快速战胜许多严重应战。下文列举了规划人员在规划进程中会遇到的六种应战，以及小型放大器能供给的六种解决方案：
规划应战1：因为失速检测推迟，导致电机寿数缩短。
扫地机器人车轮的力气决议了它的越障才能。为了能够经过厚地毯和跳过门槛，其电机功率需求到达至少30W或更高。假如产生失速或过载事情，例如车轮被电线卡住，电机绕组电流将当即上升。推迟检测到这种状况会导致电机过热并缩短其寿数。
解决方案1：电机操控体系中的快速瞬态呼应电流感应。
为削减过热的或许性，能够运用低侧电流感应电路来监控电机的电流；见图1。
图1：电机操控体系中的电流感应电路
在该运用中用作运算放大器（op amps）电机操控体系中的电流感测电路的要害参数是压摆率。例如，当产生失速事情时，绕组电流会从0.5 A上升到3.5 A，运算放大器的相应输出为0.5 V至3.5 V（50mΩ分流电阻和20-V/V增益）。运用压摆率为0.5 V/μs的运算放大器时，阶跃改变的安靖时刻约为6μs，而运用TI的TLV905x等压摆率为15 V/μs的运算放大器，相同阶跃改变的安靖时刻仅为0.2μs。因而，运用瞬态呼应速度进步30倍的TLV905x将添加操控器履行过流维护的余量。
规划应战2：因为充电电压不精确，导致电池续航时刻缩短。
扩展电池容量是扫地机器人面对的一大重要规划应战。顾客希望机器人在需求再次充电前，能够完结一个完好的清洁周期。
运用低质量电流感测的高输出电压纹波将产生无法运用的电池容量。例如，假如4.2 V时的电池精度为±3.5%，经过250次充电循环后会将可用电池容量下降至40%，而假如4.2 V时的电池精度为±0.5，则会使可用电池容量保持在85%。
解决方案2：恒流/恒压回路中的高精度电压/电流感应。
对电池充电的一种常见办法是运用如图2所示的分立充电解决方案。电压和电流感应电路在操控回路中产生反应电压和电流信号。为了完成高精度和稳定性，偏移电压和温度漂移是此处所用运算放大器的两大要害参数。
图2：分立电池充电器电路
规划应战3：因为负温度系数（NTC）热敏电阻过错，导致电池过热。
监控电池组的温度是扫地机器人的一大首要安全问题。与温度传感器的解决方案比较，监控电池组温度的具有本钱效益的办法是运用NTC热敏电阻感测电路。温度感测禁绝或许导致电池组过热或烧坏。
解决方案3：运用NTC进行高精度温度丈量。
丈量温度的一种办法是运用电阻和热敏电阻来分配电源，并将分压器输出直接衔接到体系操控器内部的模数转换器（ADC）引脚。分压器的输出阻抗很低，输出电压规模对ADC来说并不抱负，因而这种办法功率不高，且丈量成果不精确。
图3运用运算放大器作为调理温度输出信号的缓冲器，为分压器和低阻抗节点供给高阻抗节点以驱动ADC，并将输出规模调理至最佳ADC分辨率。运算放大器的影响参数包含直流精度（偏移电压、电压漂移）和稳定性。
图3：NIC热敏电阻感测电路
规划应战4：因为路程计丈量禁绝，导致定位和导航体系精度较低。
当扫地机器人构建环境地图时，路程计应供给用于绘图的精确跋涉间隔。路程计丈量禁绝将导致机器人的定位和导航精度较低。
解决方案4：可用稳健的路程计信号增强电路。
丈量路程的常用办法是运用光电解码器或霍尔效应传感器并对脉冲进行计数，以取得路程信息。一般来讲，路程计装置在车轮内部，因而印刷电路板走线很长，更简单遭到开关噪声的影响，然后导致输出信号在MCU的输入端口失真。如图4所示的缓冲电路可产生无颤动和失灵的规范逻辑信号。
图4：用于稳健逻辑输出电路的缓冲器
规划应战5：喧闹/失真的电机驱动信号会导致电机意外运转。
体系操控器一般坐落操控板的中心，而电机装置在电路板的边际。因而，直接衔接到MCU端口的驱动信号更简单产生噪声或失真，导致电机意外运转。
解决方案5：电机驱动途径中的脉宽调制（PWM）增强器电路。
此处的解决方案是加装一个用作增强器的运算放大器，而不是将驱动信号与MCU引脚衔接的电路。图5所示为用于有刷直流电机的分立电机驱动解决方案。操控器经过图腾柱场效应晶体管驱动器产生PWM信号，以驱动H桥功率晶体管。PWM增强器电路有助于最大极限地削减推迟并增强PWM信号，一起下降噪声和失真。
图5：增强型PWM电路
规划应战6：因为扫地机器人间隔检测犯错，导致磕碰或下跌事端。
防下跌传感器用于检测楼梯的高度，而磕碰传感器用于检测扫地机器人周围的障碍物。间隔检测犯错时，会导致传感器功能禁绝，然后产生磕碰或下跌事情，并导致机器人损坏。
解决方案6：高精度红外输出信号调理。
如图6所示，红外LED和光电晶体管被广泛用作检测间隔的低本钱解决方案。间隔信息与固定频率调制波所带着回波的起伏相关。
图6：红外LED接收器的信号调理电路
具有低输入偏置电流的互阻抗运算放大器电路在此处被广泛运用。参阅电路如SBOA268A所示。
TI的TLV906x、TLV905x和TLV900x通用放大器十分适用于上述的六种状况，规划人员能够使用其缩短产品上市时刻，并战胜常见的规划应战。
