【应用】高精度数字电容传感芯片MDC04助力扫地机器人水箱液位检测，支持4档液位可靠区分
扫地机器人在家庭中的普及率越来越高，产品也随之越来越智能化。扫地机器人工作时，高精度检测水箱液位状态，甚至及时提醒用户该及时加水是扫地机器人智能化中很重要的一环。本方案提供了一种利用敏源传感高精度数字电容传感芯片MDC04检测扫地机器人水箱液位变化，并成功将水箱液位分成4档连续液位的检测方案。
方案检测原理是通过一对电极检测水箱液位带来的电容变化。方案演示采用敏源传感MESK环境传感评估板作为上位机实现和存储数据，MDC04小PCB布置在被测物附近将电容信号转成数字量。
MESK环境传感评估板
MDC04小PCB采集板
MDC04是一款4通道测量的高精度电容调理芯片，每个通道可测量电容两极之间的互感电容，芯片内置LDO、温度传感、EEPROM等电路，具有精度高、抗干扰性能好、测量范围宽、数字化输出、功耗成本低等优势。
MDC04系统架构图
设计目标：
可成功将扫地机器人水箱液位分成不低于4档的液位检测，并不受水质类别，如干净水、污水、含洗涤液等影响，特别的设计难点是扫地机器人水箱在应用中有不同姿态改变, 希望判断结果一致。
方案设计：
实验中电极设计如下图所示。实验思路是通过内插电极布置在水盒中心部位，可将由于液位晃动、姿态倾斜的影响抵消补偿，使得随液位的增加电容有明显变化趋势。
方案设计
实验过程：
实验中，分别使用不同的水质，如干净水、污水、含洗涤液的清洁水等，进行分组试验。
不同水质实验
不同水质情况下实验数据如下表所示：
不同水质下的水箱液位变化
针对扫地过程中扫地机器人水箱会处于各种不同状态这一情况，实验中也进行了水箱正立、前倾、后倾、左倾、右倾等不同情况测试。
不同姿态实验
不同姿态下实验数据如下表所示：
不同姿态下水箱液位变化
通过以上方案设计及实验，可见通过内插电极的合理布局，可以克服扫地机器人水箱液位不同水质、不同姿态下的液位变化。电容随液位接近线性的正比变化规律简化了阈值判断的设计，可以达到水箱4档液位的可靠区分。
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