OOMWOO 壁面传感器与地毯识别传感器选型解析TSOP38238 红外壁检测与 300kHz 超声波地毯传感器规格全解【免费下载链接】oomwooOpen-source vacuum robot cleaner项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/oo/oomwooOOMWOO 是开源扫地机器人项目其 BOM 中新增了两类感知器件以 Vishay TSOP38238 IR 接收器 940nm IR LED 为核心的定制 PCB 壁面/近距离传感器以及基于 300kHz 超声换能器的地毯识别传感器。本文以 contributions/part-specs/OsakaTX/wall-carpet-sensor-specs.md 为骨架结合仓库内的 BOM.md 条目、I/O 板原理图编译与 floor-care / dock-cycle 两个 RFC完整给出两颗传感器的器件规格、工作机理、电路设计要点、变体选型与采购建议帮助你在自制扫地机器人上复现壁面贴边与地毯识别能力。1. 背景BOM 中新增的两条传感器条目上游 BOM.md 在 2026-07-15 的提交壁传感器2a71e64、地毯传感器91476ba中新增了两条物料Wall sensor壁传感器定制 PCBTSOP38238 IR 接收器 940nm IR LED用于 dock充电桩检测BOM 同时给出 VL6180 距离传感器、VL53L0CX / VL53L4CD / TMF8806 等备份方案以及防尘失效时的 Sharp 类模拟距离传感器备选见 BOM.md。Dock homing sensor回桩归位传感器同款定制 PCB2× TSOP38238 IR 接收器见 BOM.md。Carpet sensor地毯传感器300kHz 超声波$6–12/个BOM 标注零售货源稀缺低可用性建议厂商直购见 BOM.md。需要先厘清一个价格口径BOM 中 Wall sensor 单件估价为$3而规格文档给出的整板成本分解为$5–10TSOP38238 约 $0.50–1.00 IR LED 约 $0.25–0.75 PCB 外围无源器件两者差异在于后者含 PCB 制版与焊接成本选型预算时应以整板成本口径为准。本规格文档的目标正是为这两条 BOM 条目从厂商数据手册与供应商列表中找到可验证的器件规格本文按壁传感器 → 地毯传感器 → 汇总的顺序展开。2. Wall Sensor —— TSOP38238 IR 接收器 940nm IR LED壁传感器本质是一个主动反射式近距离传感器active reflective proximity sensor940nm IR LED 发射 38kHz 调制的红外光TSOP38238 接收来自附近墙面的反射并输出解调后的数字信号。2.1 IR 接收器 —— Vishay TSOP38238依据 Vishay 数据手册Doc 82491, Rev 2.1, 2025-05-27核心参数如下参数数值说明制造商Vishay Semiconductor Opto Division型号TSOP38238后缀 38 表示 38kHz 载频封装Minicast带引线5.0mm W × 6.95mm H × 4.8mm D引脚定义1OUT, 2GND, 3VS3 针直插供电电压2.0V – 5.5V兼容 3.3V/5V 逻辑供电电流0.25mA典型/ 0.45mA最大VS3.3V、暗场阳光下供电电流0.45mA最大40 klx 环境光载频38 kHz带通中心频率3dB 带宽f₀/10中心频率 ±10%传输距离≥30 m搭配 TSAL6200 IF50mA最小辐照度NEC 编码0.12 mW/m²典型/ 0.25 mW/m²最大最小辐照度RC5 编码0.08 mW/m²典型/ 0.15 mW/m²最大最大辐照度30 W/m²输出低有效、解调数字输出可直接接 MCU GPIO输出低电平≤100mVIOSL 0.5mA输出灌电流5mA最大指向性半角±45°水平、垂直方向一致工作温度-25°C 至 85°C存储温度-25°C 至 85°CAGC 变体AGC2旧式、长突发TSOP382xxAGC2TSOP384xxAGC4最小突发长度10 cycles/burst光谱灵敏度峰值~950nm与 940nm 发射器匹配价格~$0.50–1.00DigiKey/Mouser 分销价Adafruit 零售约 $3.95关键应用注意点直接决定驱动方案TSOP38238 是为遥控系统38kHz 调制突发设计的不是连续波CW近距离探测器件。用作壁面感知时IR LED 必须以38kHz 调制的突发序列驱动且每个突发不少于 10 个载波周期才能匹配接收器的 AGC 与带通滤波器。若发射连续光AGC 会将其当作干扰自动抑制接收器将不输出有效信号。输出为低有效数字信号——检测到有效 38kHz 红外时 OUT 引脚拉低。内置 AGC 自动抑制连续信号与环境光干扰荧光灯、最高 40klx 的日光这正是把它用于机器人壁面感知的底气所在。光谱灵敏度峰值约 950nm与 940nm 发射器有良好的匹配。2.2 IR LED 发射器 —— 940nmBOM 只写了 940nm IR LED 而未指定具体型号。VishayTSAL6100是典型的 940nm IR LED通常与 TSOP382xx 系列接收器搭配使用数据手册 Doc 81009, Rev 1.8参数数值说明型号TSAL6100代表型号BOM 未指定精确型号峰值波长940nmGaAlAs MQW 工艺封装T-1¾Ø5mm带引线直插正向电压1.35V典型/ 1.6V最大IF 100mA正向电流DC100mA最大峰值正向电流200mAtp/T 0.5, tp 100μs浪涌正向电流1.5Atp 100μs辐射强度170 mW/sr典型IF 100mA辐射功率40mW典型IF 100mA半强度角±10°窄光束适合定向壁面感知上升/下降时间15ns / 15ns光谱带宽30nm工作温度-40°C 至 85°C价格~$0.25–0.75更宽波束的 940nm 替代型号需要更广的墙面覆盖时TSAL6200半强度角 ±17°辐射强度约 25mW/sr——波束更宽、强度更低也是 TSOP38238 数据手册中用于≥30m 传输距离测试的配套发射器。TSAL6400半强度角 ±20°——更宽适合近距离壁面感知。2.3 壁传感器应用电路设计定制 PCB 壁传感器作为主动反射式近距离传感器工作的信号流IR LED (940nm) Wall surface │ ← modulated │ │ 38kHz burst │ └─────────→ ──────────→ │ │ ← reflection └────→ TSOP38238 (38kHz receiver) │ ▼ MCU GPIO (active-low)设计参数清单发射驱动38kHz 调制例如 MCU PWM突发长度 ≥10 个载波周期。探测距离取决于 LED 辐射强度与墙面反射率典型的贴墙跟随工作距离为10–50mm。输出检测到反射时输出低有效数字脉冲直接进 MCU GPIO无需 ADC。供电2.0–5.5V兼容 3.3V 与 5V 逻辑。PCB 布局要点IR LED 与接收器并排放置两者之间加**遮光挡板barrier**防止发射器与接收器直接耦合直射会淹没反射信号发射轴相对平行方向倾斜15–30°以获得最优反射几何。整板成本$5–10。I/O 板的同族佐证仓库内 io-board-sensors-and-motors-schematic.md 记录了板载Dock IR 接收器采用 TSOP3413838kHz与 TSOP38238 同属 TSOP 家族、同族供电范围 2.0–5.5V信号经4.7kΩ 上拉R63/R66接入 STM32 数字输入网络名DOC-IR-SENS1/2。文档还特别对比了两者的差异TSOP34138 的最小载波突发为8 cycles而 TSOP38238 为10 cycles——归位信标检测需要更快的响应因此 dock 端选了突发更短的型号而壁面传感器选 TSOP38238。这说明同一家族的不同后缀对应不同的 AGC/突发策略选型时须与驱动固件的调制参数配套。2.4 在 OOMWOO 中的双重用途回桩检测与壁面跟随这颗壁传感器在软件架构中被复用于两个场景属于共享硬件dock-cycle回桩归位机器人端最终逼近阶段用2× 前置 IR 接收器 挡板靠左右差分信号对准充电桩的 IR 归位信标搜索/捕获阶段用1 左 1 右宽视场 dock 检测接收器在不知道充电桩位置时也能转向它见 dock-cycle/README.md。floor-care壁面/边缘跟随侧向 IR 接收器配合侧向 IR壁面照明发射器通过恒定反射强度控制实现贴墙行驶——墙在左侧时反射变弱则略微转向墙面、变强则略微远离同时用地图确认步骤抵消墙面颜色/反射率变化带来的强度漂移见 floor-care/README.md。由于光束是调制的必须让 dock 信标与壁面照明发射器可区分不同调制模式或分时复用避免把墙的反射误判为充电桩dock-cycle/README.md 的明确要求。2.5 高级替代方案VL53L7CX 多区 ToFBOM 备注中提及 VL53L7CX a premium option这是一颗8×8 多区64 zone飞行时间传感器90° 对角视场65°×65° 典型测距可达 350cmI²C 接口默认地址 0x52最高 1MHz封装 6.4×3.0×1.6mmLGA-16。与壁传感器的有/无二元检测相比它能输出真实距离作为更精确的壁面/障碍物传感器详细引脚与供电要求见 obstacle-detection-tof-vl53l7ch.md。代价是价格更高$8–15通常作为需要距离闭环的贴墙/避障方案保留。3. Carpet Sensor —— 300kHz 超声波地毯传感器BOM 指定的地毯识别传感器为 300kHz 超声波换能器$6–12。它通过分析地板表面对超声脉冲的回波特征来区分地毯与硬质地板而非简单地测距。3.1 制造商标称规格 —— HTW HT-300PLTR1612-1依据成都汇通西电电子HTW在 Made-in-China 上的产品资料参数数值说明型号HT-300PLTR1612-1HTW成都汇通西电工作模式收发一体Transceiver单振子 Tx/Rx标称频率290 ± 15 kHzBOM 中记为 300kHz直径16mm高度12mm指向性≤ 12°窄波束向下聚焦电容1300pF ± 20%目标距离30mm距地板表面的距离精度≤ 2mm表面识别分辨率外壳材料PC聚碳酸酯探头类型双探头Dual probeTx 与 Rx 元件分离检测模式回波反射脉冲从地板表面弹回防护等级IP67防水工作温度0°C 至 80°C工作湿度≤ 90% RH认证RoHS生产工艺陶瓷压电陶瓷元件引线长度60mm单价20–199 件$6.00/件匹配 BOM $6–12 区间单价200–1999 件$5.00/件单价2000–9999 件$4.00/件HS 编码90318090903.2 产品变体矩阵选型关键HTW 提供四种 300kHz 地板材质识别传感器变体区别在于是否集成 PCBA 与算法型号输出类型嵌入式 PCBA预装算法说明HT-300PLT1612模拟信号否否最便宜裸换能器需要自行开发算法HT-300PLT-A模拟信号是否信号已放大滤波仍需自行开发算法HT-300PLT-M数字COM是是省时方案为不同地板材质设置阈值即可HT-300PLT-MIR数字COM I/O是是默认 I/O 模式直接输出硬/软地板结果可切换 COM 自定义阈值对 OOMWOO 的选型结论原文建议HT-300PLT-MIR 变体最实用——默认 I/O 模式直接输出硬地板 vs 软地板地毯的数字结果无需开发任何算法裸换能器 HT-300PLT1612 则需要大量的 DSP 工作来处理回波特征。如果项目追求最简集成应优先 MIR如果团队有信号处理能力且预算敏感可退而选择 PLT-A 甚至裸换能器。3.3 超声波地毯识别的工作原理传感器安装在机器人底盘朝下指向地板表面约 30mm 距离。压电陶瓷元件发射 290kHz 超声脉冲并接收回波硬地板瓷砖、木地板、复合地板强而锐利的镜面反射——高幅度、短衰减。地毯柔软、吸声漫反射、衰减明显——幅度更低、衰减更长。通过对回波特征幅度、衰减时间、频移的分析对表面进行分类。HT-300PLT-M / MIR 变体将这一算法预装在模块内部直接输出简单数字信号。3.4 替代货源Roborock OEM 地毯传感器模块零售渠道存在 Roborock 原装超声波地毯识别模块AliExpress 有售替换件参数数值兼容机型Roborock S8 Pro Ultra, S7 Max Ultra, Q Revo, S7 MaxV, S7 Pro价格$6.93促销价/ $19.24标价类型超声波探头替换件可获得性零售AliExpressRoborock S7 及后续机型S7、S7 MaxV、S7 Max Ultra、S8、S8、S8 Pro Ultra、Q Revo的官方产品页与论坛均确认搭载 Ultrasonic Carpet Recognition超声波地毯识别其替换模块即上述同一级别的 300kHz 换能器。但 BOM 明确提示该零售货源low availability retail零售可用性低建议厂商直购——HTW 在 Made-in-China 的列表提供厂商一手供货按数量 $3–6/件明显低于零售价。4. 汇总对比表组件BOM 条目关键器件价格状态壁传感器IR 近距离定制 PCB$3BOM/ $5–10整板成本Vishay TSOP38238 940nm IR LEDTSAL6100 或同类$5–10✅ 规格已找到地毯传感器超声波超声波 300kHz$6–12HTW HT-300PLTR1612-1或 Roborock OEM 模块$3–7厂商直购/ $6.93零售✅ 规格已找到5. 与软件栈的衔接这两颗传感器将驱动什么行为表面识别与拖布联动floor-care RFC 明确要求识别地毯 vs 硬木地板并据此执行拖布升降地毯上抬起拖布、硬木上放下永远不弄湿地毯验收标准包括表面分类准确率与零地毯沾湿事件floor-care/README.md。本文的地毯传感器即为此行为提供硬件输入。贴墙清扫与回桩壁传感器同时服务 floor-care 的恒定反射强度贴墙跟随与 dock-cycle 的回桩归位二者共享 I/O 板上的Side proximity IR L/R与IR LED PWM信号见 io-board-sensors-and-motors-schematic.md 与 dock-cycle/README.md。仿真先行由于 Gazebo 没有原生 IR/超声传感器模型RFC 建议用逻辑传感器视线 方位 距离衰减强度与短程窄射线传感器近似建模并在真实硬件上重新验证见 dock-cycle/README.md 与 obstacle-avoidance/README.md。6. 已知缺口与后续验证清单规格文档在给出完整器件数据的同时也如实标注了尚未确认的空白这同样是后续硬件工作的重要输入缺口项说明BOM 中壁传感器 IR LED 的精确型号文档以 TSAL6100 为代表实际选型待定壁传感器探测距离的实际调校需在真实墙面上标定反射阈值与调制参数地毯传感器精确型号的厂商数据手册当前规格来自供应商产品列表非正式数据手册回波分析阈值区分地毯/硬地板的幅度、衰减阈值需实测标定本文核心规格编译自 wall-carpet-sensor-specs.md2026-07-15part-specs 模块BOM 条目、I/O 板原理图与软件 RFC 交叉印证详见 BOM.md、io-board-sensors-and-motors-schematic.md、floor-care/README.md 与 dock-cycle/README.md。文中价格与参数来自厂商数据手册/供应商列表原文未做实测验证量产选型前请以最新数据手册与实测为准。【免费下载链接】oomwooOpen-source vacuum robot cleaner项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/oo/oomwoo创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考