扫地机器人如何运用粉尘传感器,它的原理是怎样的?

扫地机器人已经是智能家居中的热销产品,为人们的生活带来很多便利,对于许多家务懒人来说简直是家居清洁神器。现在智能扫地机器人已经可以自主完成扫地、拖地、充电等工作,这些功能的实现需要不少技术的支持,我上网查了下,对粉尘传感器还挺感兴趣的,想了解下它的工作原理是怎样的。

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花泛红

2021-10-22 11:07:20

简单来说,我们可以把扫地机器人理解为一个带轮子的迷你吸尘器,但带轮子、能吸尘只是成为扫地机器人最基本的要素。要想其变得智能起来,必须要有各种传感器的加持。一台扫地机器人机身上一般有十几枚传感器,就像我们的眼睛、耳朵,让扫地机器人像活物一样,规避各种障碍物,防止重复清扫等状况的出现。如果没有传感器,扫地机器人连自己充电都做不到。

机器人身上搭载着各种测距仪与传感器,这是机器人能够感知外界环境、并能及时做出最优决策的基础。超声波传感器可以持续向外发射超声波信号,接收器利用遇到障碍物时反射回来的信号判断前方障碍物的大小和距离。

红外测距传感器发射的是红外信号,利用反射回的红外信号的强度也可判断出障碍物的距离。接触式传感器可以分为电感式、电容式、电位器式和霍尔式位移传感器,可以对空间的大小以及桌椅等的高度进行测量,以防止扫地机器人钻入下面后出不来情况的发生。

防碰撞传感器可以通过光电开关实现,在碰撞过后及时做出反应。防跌落传感器一般置于扫地机器人下方,多是利用超声波测距来感知前方地面高度,防止在楼梯上跌落。

粉尘传感器也是扫地机器人 必备的。PM2.5传感器也就是粉尘传感器,或者灰尘传感器、颗粒物传感器,可以检测周围空气中粉尘颗粒浓度的大小。在空气动力学中,直径小于10微米的粉尘是能够通过器官直接进入人体肺泡区,然后10微米以上的粉尘颗粒通过撞击沉积,大部分沉积在鼻咽部,而小于10微米的粉尘会进入呼吸道,5微米以下大小直径的粉尘会直径沉积在肺泡,这样便会造成人体的呼吸道感染,甚至肺部疾病。

PM2.5传感器的原理是通过红外或者激光的光线照射,根据光的散射原理获取颗粒物浓度大小。因为微粒和分子在光的照射下会产生光的散射现象,与此同时还会吸收部分照射光的能量。当一束平行单色光入射到被测颗粒场时,会受到颗粒周围散射和吸收的影响,光强将被衰减。如此一来便可求得入射光通过待测浓度场的相对衰减率。而相对衰减率的大小基本上能线性反应待测场灰尘的相对浓度。光强的大小和经光电转换的电信号强弱成正比,通过测得电信号就可以求得相对衰减率,进而就可以测定待测场里灰尘的浓度。

PM2.5传感器中的粉尘传感器的内部位于对角处安放着红外线发光二极管和光电晶体管,两者的光轴是相交的,当含有粉尘的气流通过光轴相交区域时,气流中的粉尘便会对红外光线产生反射,而反射的光强将会和气流中的粉尘浓度成正比。传感器内的光电晶体管能够探测空气中的反射光,即使是很小的烟草颗粒物也能被检测到,红外发光二极管发射出光线遇到粉尘产生反射光,接收传感器检测到反射光的光强,输出信号,根据输出信号光强的大小判断粉尘的浓度,通过输出两个不同的脉宽调制信号区分不同灰尘颗粒物的浓度。

以上,就是粉尘传感器的工作原理啦。

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