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电赛猜题?我觉得没用,还不如做好BOM清单准备!

2022/07/18
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阅读需 13 分钟
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前言

大家好,我是张巧龙,转眼又到22年电赛,这个公众号上有很多同学可能都参加过电赛,有毕业的已经工作的,也有没毕业的今年要参加。

我第一次接触电赛是在大一暑期,从参加电赛到指导学生参加电赛,转眼快十年了。20年省赛有6个省一等奖,21年国赛有5个国一,2个国二。带学生参加电赛,5个国一,2个国二!15个省奖!

今年我们实验室组织了25个队伍参赛,不算多。

电子设计竞赛的比赛形式可谓是实打实的比拼,从来不会因为你的指导老师是某某大牛、你的学校有多么好,你就能取得好成绩。

而是实打实的技术指标比拼。这也使得电赛的含金量非常高,所以无论是学校还是企业,对其认可度非常高。

好了,废话不多话,聊聊清单。

拿到清单第一时间应该就是购买器件。

如何选购?

清单出来的第一时间,应该就是采购,在比赛前就应该确定所做赛题的类型,

我采购器件有个原则:

在经费允许的情况下,把明显不属于本题的器件排除掉,凡是不确定的器件,均采购,并购买同一器件的不同参数。 

比如今年打算做控制题,那么就应该筛选出关于和题目相关的器件。             

清单上的器件购买也是有技巧的。并不是某宝上一搜,点击购买就行。

以四轮小车为例:某宝上关于四轮小车的关键词很多,如何买到和清单合适的?

首先是尺寸问题,25cm*15cm,这个大家都知道,不谈了。

其次就是动力结构,也就是电机的个数。

四轮并不等于四驱,这个概念大家一定要有。很显然四轮小车可以分为:两驱四轮、四驱四轮。

2.1 两驱四轮

对于两驱四轮,结构又有两种,第一种,两个电机提供动力,舵机提供转向。   
           

第二种,两个电机提供动力,两个电机差速来转向。这里又有两种结构。
 

       

知道有没有同学能看出这两种结构的优缺点?欢迎留言讨论。

2.2 四驱四轮

四个电机提供动力,结构如下图。

这种结构也很不错,但不推荐大家使用,为什么?

四个电机的闭环控制,较为复杂,除非做了很充分的准备,对其软硬件等技术方案非常熟悉,否则用这种底盘可能就是挖坑。

两个电机都玩不明白,还玩四个电机?(注:本观点仅代表个人,仅供参考,如果觉得不对,不要杠,你们说的都对,都是我的错,)

那么到底该怎么选?有两个原则。

第一个原则:也是最重要的原则,根据题目的要求确定。题目现在没出?又陷入了死胡同,那有什么好说的呢?都要买回来备着啊。第二个原则:哪种结构你更熟悉,对其软硬件包括运动控制的开发更熟练。

说到这里了,大家应该能感觉到购买器件也是一门学问了,买的贵不一定就能用,主要是买到合适的。

如何算合适的呢?别这么问,这么问没人敢回答你。

都买回来备着!巧妇难为无米之炊。

到底要不要猜题?

个人观点:无意义的猜题还不如好好做训练。

题目能被猜到?把全国评委专家们置于何地?

好好做好训练才是真。

我一直在公众号上说:往届真题真题真题,很重要重要重要重要!!!

当你无从下手时,真题的训练显得尤为重要。

为什么要分析真题?和我们高考或者考研等其他重要性的考试相同,真题永远都值得研究。像电赛这种命题性的比赛也一样,每年的题目类型都可以进行分类总结,无外乎就是以下几类,特此总结如下表,我们通过分析往届赛题,发现相同的知识点都是一直在考察,比如PID算法、基本的滤波算法、电路拓扑(Buck、Boost、Buck-Boost)等等。

所以往届赛题都尤为重要,对于想要参赛备赛的同学而言,应该要把重点放在往年的赛题上。

如果学校没有专门负责培训的老师或实验室,通过自主完成往届赛题,也能起到一个不错的效果。

1997-2021年题目分类统计(一)

年份

电源

信号源类

高频无线电

放大器

仪器仪表类

1994

简易数控直流电源

       

1995

 

实用信号源的设计和制作

简易无线电遥控系统

实用低频功率放大器

简易电阻电容电感测试仪

1997

直流稳压电源

 

调幅广播收音机

 

简易数字频率计

1999

   

短波调频接收机

测量放大器

频率特性测试仪

数字式工频有效值多用表

2001

 

波形发生器

调频收音机

高效率音频功率放大器

简易数字存储示波器

2003

 

电压控制LC振荡器

 

宽带放大器

低频数字式相位测量仪

简易逻辑分析仪

2005

数控恒流源

正弦信号发生器

单工无线呼叫系统

 

简易频谱分析仪

三相正弦波变频电源

集成运放测试仪

2007

开关稳压电源

   

程控滤波器

音频信号分析仪

数字示波器

2009

光伏并网发电模拟装置

   

数字幅频均衡功率放大器

无线环境监测模拟装置

电能收集充电器

宽带直流放大器

2011

开关电源模块并联供电系统

   

LC 谐振放大器

简易数字信号传输性能分析仪

2013

单相AC-DC变换电路

   

射频宽带放大器

简易频率特性测试仪

手写绘图板

2015

双向DC-DC变换器

   

增益可控射频放大器

数字频率计

80MHz-100MHz频谱分析仪

2017

微电网模拟系统

 

远程幅频特性测试装置

自适应滤波器

可见光室内定位装置

调幅信号处理实验电路

单相用电器分析监测装置

2019

模拟电磁曲射炮

   

线路负载及故障检测装置

简易电路特性测试仪

 

纸张计数显示装置

2021

三相AC-DC变换电路

 

数字-模拟信号混合传输收发机

信号失真度测量装置

三端口DC-DC变换器

     

用电器分析识别装置

1997-2021年题目分类统计(二)

年份

通信

数据采集与处理类

控制类

飞控类

1994

 

多路数据采集系统

   

1997

   

水温控制系统

 

1999

 

数字化语音存储与回放系统

   

2001

 

数据采集与传输系统

自动往返电动小汽车

 

2003

   

简易智能电动车

 

液体点滴速度监控装置

2005

   

悬挂运动控制系统

 

2007

无线识别装置

 

电动车跷跷板

 

2009

声音导引系统

     

2011

   

基于自由摆的平板控制系统

 

智能小车

2013

红外光通信装置

 

简易旋转倒立摆及控制装置

四旋翼自主飞行器

2015

短距视频信号无线通信网络

 

风力摆控制系统

多旋翼自主飞行器

2017

   

滚球控制系统

四旋翼自主飞行器探测跟踪系统

2019

基于互联网的信号传输系统

 

电动小车动态无线充电系统

巡线机器人

双路语音同传的无线收发系统

2021

基于互联网的摄像测量系统

 

智能送药小车

植保飞行器

所以往届赛题都尤为重要,对于想要参赛备赛的同学而言,应该要把重点放在往年的赛题上。

如果学校没有专门负责培训的老师或实验室,通过自主完成往届赛题,也能起到一个不错的效果。

以电源类为例:从最简单的直流稳压电源,到现在的三端口DC-DC、AC-DC,反复的在考察我们DC-DC、DC-AC、AC-DC一些拓扑电路。

以控制题为例:13年的倒立摆控制、15年的风力摆、17年的滚球控制系统、19年无线充电小车、21年的智能送药小车。

通过分析题目可以知道,无外乎都是传感器+PID+电机运动控制。

传感器:13年和15年使用的姿态传感器,用的最多的可能就是MPU6050。17年、19年、21年使用摄像头来捕捉信息。
电机运动控制:电机速度闭环、电机位置闭环。13年倒立摆【单电机控制】、15年风力摆【4电机控制】、17年滚球【双电机控制】、19年无线充电小车【双电机控制】、21年送药小车【双电机控制】。

控制题连续这么多年考察:电机运动控制+视觉识别!

所以大家看,真题是非常有研究意义的,年年考的这两个知识点,反复考察的东西难道不应该好好准备吗?

不要顾此失彼,好好沉下心,继续分析真题,得到一些常考知识点,并完成熟悉它!

这种备赛思路,每年都适用!!!

清单如何用?

清单除了提前购买后,还有哪些作用呢?

购买后,熟悉所有相关器件,并准备驱动程序,与往年真题对比分析,完成一些基础方案的准备。

以控制题为例:

/* 此图仅供参考

4.1 四轮电动小车技术方案

硬件方案:小车结构、电机驱动、自用主控、TI主控、传感器(摄像头、无线收发接受模块、光电传感器、角度传感器)等

软件方案:小车摄像头寻迹、目标识别与追踪、PID电机闭环(速度、位置)、PWM调速等

4.2 二位云台技术方案

硬件方案:云台结构、动力(舵机、编码电机、步进电机

软件方案:不同的动力不同结构随之带来不同的控制程序。

4.3 无线收发模块

硬件方案:zigbee、蓝牙、2.4G等

软件方案:不同的模块带来不同的驱动程序。

4.4 手机通信模块

硬件方案:3/4/5G

软件方案:不同的模块带来不同的驱动程序。

4.5 小型电机及其驱动器

硬件方案:直流有刷减速电机、舵机、直流无刷减速电机

软件方案:不同的模块带来不同的驱动程序。

4.6 液晶显示器

硬件方案:不同尺寸OLEDTFT

软件方案:不同的尺寸带来不同的驱动程序(波形显示、汉子显示、菜单控制)

类似的还有很多,大家都可以自行总结并及时提前准备!

对了,最后一个呼啦圈很有意思,控制题和飞机题都可能用得上。

无人机降落圈内、无人机穿呼啦圈。。。

总结

大概就聊这么多吧,电赛这个东西不是几天的事,而是几个月甚至更长。

结果固然很重要,但过程更重要,好好享受!

有想法了会继续写一些关于电赛的文章,欢迎大家关注。

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张巧龙,电子信息工程,动力工程硕士。一个爱电子、爱生活的标准工科男。知乎:张巧龙