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電賽猜題?我覺(jué)得沒(méi)用,還不如做好BOM清單準(zhǔn)備!

2022/07/18
1810
閱讀需 13 分鐘
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前言

大家好,我是張巧龍,轉(zhuǎn)眼又到22年電賽,這個(gè)公眾號(hào)上有很多同學(xué)可能都參加過(guò)電賽,有畢業(yè)的已經(jīng)工作的,也有沒(méi)畢業(yè)的今年要參加。

我第一次接觸電賽是在大一暑期,從參加電賽到指導(dǎo)學(xué)生參加電賽,轉(zhuǎn)眼快十年了。20年省賽有6個(gè)省一等獎(jiǎng),21年國(guó)賽有5個(gè)國(guó)一,2個(gè)國(guó)二。帶學(xué)生參加電賽,5個(gè)國(guó)一,2個(gè)國(guó)二!15個(gè)省獎(jiǎng)!

今年我們實(shí)驗(yàn)室組織了25個(gè)隊(duì)伍參賽,不算多。

電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽的比賽形式可謂是實(shí)打?qū)嵉谋绕?,從?lái)不會(huì)因?yàn)槟愕闹笇?dǎo)老師是某某大牛、你的學(xué)校有多么好,你就能取得好成績(jī)。

而是實(shí)打?qū)嵉募夹g(shù)指標(biāo)比拼。這也使得電賽的含金量非常高,所以無(wú)論是學(xué)校還是企業(yè),對(duì)其認(rèn)可度非常高。

好了,廢話(huà)不多話(huà),聊聊清單。

拿到清單第一時(shí)間應(yīng)該就是購(gòu)買(mǎi)器件。

如何選購(gòu)?

清單出來(lái)的第一時(shí)間,應(yīng)該就是采購(gòu),在比賽前就應(yīng)該確定所做賽題的類(lèi)型,

我采購(gòu)器件有個(gè)原則:

在經(jīng)費(fèi)允許的情況下,把明顯不屬于本題的器件排除掉,凡是不確定的器件,均采購(gòu),并購(gòu)買(mǎi)同一器件的不同參數(shù)。 

比如今年打算做控制題,那么就應(yīng)該篩選出關(guān)于和題目相關(guān)的器件。             

清單上的器件購(gòu)買(mǎi)也是有技巧的。并不是某寶上一搜,點(diǎn)擊購(gòu)買(mǎi)就行。

以四輪小車(chē)為例:某寶上關(guān)于四輪小車(chē)的關(guān)鍵詞很多,如何買(mǎi)到和清單合適的?

首先是尺寸問(wèn)題,25cm*15cm,這個(gè)大家都知道,不談了。

其次就是動(dòng)力結(jié)構(gòu),也就是電機(jī)的個(gè)數(shù)。

四輪并不等于四驅(qū),這個(gè)概念大家一定要有。很顯然四輪小車(chē)可以分為:兩驅(qū)四輪、四驅(qū)四輪。

2.1 兩驅(qū)四輪

對(duì)于兩驅(qū)四輪,結(jié)構(gòu)又有兩種,第一種,兩個(gè)電機(jī)提供動(dòng)力,舵機(jī)提供轉(zhuǎn)向。   
           

第二種,兩個(gè)電機(jī)提供動(dòng)力,兩個(gè)電機(jī)差速來(lái)轉(zhuǎn)向。這里又有兩種結(jié)構(gòu)。
 

       

知道有沒(méi)有同學(xué)能看出這兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)?歡迎留言討論。

2.2 四驅(qū)四輪

四個(gè)電機(jī)提供動(dòng)力,結(jié)構(gòu)如下圖。

這種結(jié)構(gòu)也很不錯(cuò),但不推薦大家使用,為什么?

四個(gè)電機(jī)的閉環(huán)控制,較為復(fù)雜,除非做了很充分的準(zhǔn)備,對(duì)其軟硬件等技術(shù)方案非常熟悉,否則用這種底盤(pán)可能就是挖坑。

兩個(gè)電機(jī)都玩不明白,還玩四個(gè)電機(jī)?(注:本觀(guān)點(diǎn)僅代表個(gè)人,僅供參考,如果覺(jué)得不對(duì),不要杠,你們說(shuō)的都對(duì),都是我的錯(cuò),)

那么到底該怎么選?有兩個(gè)原則。

第一個(gè)原則:也是最重要的原則,根據(jù)題目的要求確定。題目現(xiàn)在沒(méi)出?又陷入了死胡同,那有什么好說(shuō)的呢?都要買(mǎi)回來(lái)備著啊。第二個(gè)原則:哪種結(jié)構(gòu)你更熟悉,對(duì)其軟硬件包括運(yùn)動(dòng)控制的開(kāi)發(fā)更熟練。

說(shuō)到這里了,大家應(yīng)該能感覺(jué)到購(gòu)買(mǎi)器件也是一門(mén)學(xué)問(wèn)了,買(mǎi)的貴不一定就能用,主要是買(mǎi)到合適的。

如何算合適的呢?別這么問(wèn),這么問(wèn)沒(méi)人敢回答你。

都買(mǎi)回來(lái)備著!巧婦難為無(wú)米之炊。

到底要不要猜題?

個(gè)人觀(guān)點(diǎn):無(wú)意義的猜題還不如好好做訓(xùn)練。

題目能被猜到?把全國(guó)評(píng)委專(zhuān)家們置于何地?

好好做好訓(xùn)練才是真。

我一直在公眾號(hào)上說(shuō):往屆真題真題真題,很重要重要重要重要?。。?/p>

當(dāng)你無(wú)從下手時(shí),真題的訓(xùn)練顯得尤為重要。

為什么要分析真題?和我們高考或者考研等其他重要性的考試相同,真題永遠(yuǎn)都值得研究。像電賽這種命題性的比賽也一樣,每年的題目類(lèi)型都可以進(jìn)行分類(lèi)總結(jié),無(wú)外乎就是以下幾類(lèi),特此總結(jié)如下表,我們通過(guò)分析往屆賽題,發(fā)現(xiàn)相同的知識(shí)點(diǎn)都是一直在考察,比如PID算法、基本的濾波算法、電路拓?fù)?/a>(Buck、Boost、Buck-Boost)等等。

所以往屆賽題都尤為重要,對(duì)于想要參賽備賽的同學(xué)而言,應(yīng)該要把重點(diǎn)放在往年的賽題上。

如果學(xué)校沒(méi)有專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)培訓(xùn)的老師或?qū)嶒?yàn)室,通過(guò)自主完成往屆賽題,也能起到一個(gè)不錯(cuò)的效果。

1997-2021年題目分類(lèi)統(tǒng)計(jì)(一)

年份

電源類(lèi)

信號(hào)源類(lèi)

高頻無(wú)線(xiàn)電類(lèi)

放大器類(lèi)

儀器儀表類(lèi)

1994

簡(jiǎn)易數(shù)控直流電源

       

1995

 

實(shí)用信號(hào)源的設(shè)計(jì)和制作

簡(jiǎn)易無(wú)線(xiàn)電遙控系統(tǒng)

實(shí)用低頻功率放大器

簡(jiǎn)易電阻、電容電感測(cè)試儀

1997

直流穩(wěn)壓電源

 

調(diào)幅廣播收音機(jī)

 

簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)

1999

   

短波調(diào)頻接收機(jī)

測(cè)量放大器

頻率特性測(cè)試儀

數(shù)字式工頻有效值多用表

2001

 

波形發(fā)生器

調(diào)頻收音機(jī)

高效率音頻功率放大器

簡(jiǎn)易數(shù)字存儲(chǔ)示波器

2003

 

電壓控制LC振蕩器

 

寬帶放大器

低頻數(shù)字式相位測(cè)量?jī)x

簡(jiǎn)易邏輯分析儀

2005

數(shù)控恒流源

正弦信號(hào)發(fā)生器

單工無(wú)線(xiàn)呼叫系統(tǒng)

 

簡(jiǎn)易頻譜分析儀

三相正弦波變頻電源

集成運(yùn)放測(cè)試儀

2007

開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源

   

程控濾波器

音頻信號(hào)分析儀

數(shù)字示波器

2009

光伏并網(wǎng)發(fā)電模擬裝置

   

數(shù)字幅頻均衡功率放大器

無(wú)線(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)模擬裝置

電能收集充電器

寬帶直流放大器

2011

開(kāi)關(guān)電源模塊并聯(lián)供電系統(tǒng)

   

LC 諧振放大器

簡(jiǎn)易數(shù)字信號(hào)傳輸性能分析儀

2013

單相AC-DC變換電路

   

射頻寬帶放大器

簡(jiǎn)易頻率特性測(cè)試儀

手寫(xiě)繪圖板

2015

雙向DC-DC變換器

   

增益可控射頻放大器

數(shù)字頻率計(jì)

80MHz-100MHz頻譜分析儀

2017

微電網(wǎng)模擬系統(tǒng)

 

遠(yuǎn)程幅頻特性測(cè)試裝置

自適應(yīng)濾波器

可見(jiàn)光室內(nèi)定位裝置

調(diào)幅信號(hào)處理實(shí)驗(yàn)電路

單相用電器分析監(jiān)測(cè)裝置

2019

模擬電磁曲射炮

   

線(xiàn)路負(fù)載及故障檢測(cè)裝置

簡(jiǎn)易電路特性測(cè)試儀

 

紙張計(jì)數(shù)顯示裝置

2021

三相AC-DC變換電路

 

數(shù)字-模擬信號(hào)混合傳輸收發(fā)機(jī)

信號(hào)失真度測(cè)量裝置

三端口DC-DC變換器

     

用電器分析識(shí)別裝置

1997-2021年題目分類(lèi)統(tǒng)計(jì)(二)

年份

通信類(lèi)

數(shù)據(jù)采集與處理類(lèi)

控制類(lèi)

飛控類(lèi)

1994

 

多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

   

1997

   

水溫控制系統(tǒng)

 

1999

 

數(shù)字化語(yǔ)音存儲(chǔ)與回放系統(tǒng)

   

2001

 

數(shù)據(jù)采集與傳輸系統(tǒng)

自動(dòng)往返電動(dòng)小汽車(chē)

 

2003

   

簡(jiǎn)易智能電動(dòng)車(chē)

 

液體點(diǎn)滴速度監(jiān)控裝置

2005

   

懸掛運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

 

2007

無(wú)線(xiàn)識(shí)別裝置

 

電動(dòng)車(chē)蹺蹺板

 

2009

聲音導(dǎo)引系統(tǒng)

     

2011

   

基于自由擺的平板控制系統(tǒng)

 

智能小車(chē)

2013

紅外光通信裝置

 

簡(jiǎn)易旋轉(zhuǎn)倒立擺及控制裝置

四旋翼自主飛行器

2015

短距視頻信號(hào)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)

 

風(fēng)力擺控制系統(tǒng)

多旋翼自主飛行器

2017

   

滾球控制系統(tǒng)

四旋翼自主飛行器探測(cè)跟蹤系統(tǒng)

2019

基于互聯(lián)網(wǎng)的信號(hào)傳輸系統(tǒng)

 

電動(dòng)小車(chē)動(dòng)態(tài)無(wú)線(xiàn)充電系統(tǒng)

巡線(xiàn)機(jī)器人

雙路語(yǔ)音同傳的無(wú)線(xiàn)收發(fā)系統(tǒng)

2021

基于互聯(lián)網(wǎng)的攝像測(cè)量系統(tǒng)

 

智能送藥小車(chē)

植保飛行器

所以往屆賽題都尤為重要,對(duì)于想要參賽備賽的同學(xué)而言,應(yīng)該要把重點(diǎn)放在往年的賽題上。

如果學(xué)校沒(méi)有專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)培訓(xùn)的老師或?qū)嶒?yàn)室,通過(guò)自主完成往屆賽題,也能起到一個(gè)不錯(cuò)的效果。

以電源類(lèi)為例:從最簡(jiǎn)單的直流穩(wěn)壓電源,到現(xiàn)在的三端口DC-DC、AC-DC,反復(fù)的在考察我們DC-DC、DC-AC、AC-DC一些拓?fù)潆娐贰?/p>

以控制題為例:13年的倒立擺控制、15年的風(fēng)力擺、17年的滾球控制系統(tǒng)、19年無(wú)線(xiàn)充電小車(chē)、21年的智能送藥小車(chē)。

通過(guò)分析題目可以知道,無(wú)外乎都是傳感器+PID+電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制。

傳感器:13年和15年使用的姿態(tài)傳感器,用的最多的可能就是MPU6050。17年、19年、21年使用攝像頭來(lái)捕捉信息。
電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制:電機(jī)速度閉環(huán)、電機(jī)位置閉環(huán)。13年倒立擺【單電機(jī)控制】、15年風(fēng)力擺【4電機(jī)控制】、17年滾球【雙電機(jī)控制】、19年無(wú)線(xiàn)充電小車(chē)【雙電機(jī)控制】、21年送藥小車(chē)【雙電機(jī)控制】。

控制題連續(xù)這么多年考察:電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制+視覺(jué)識(shí)別!

所以大家看,真題是非常有研究意義的,年年考的這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn),反復(fù)考察的東西難道不應(yīng)該好好準(zhǔn)備嗎?

不要顧此失彼,好好沉下心,繼續(xù)分析真題,得到一些??贾R(shí)點(diǎn),并完成熟悉它!

這種備賽思路,每年都適用?。?!

清單如何用?

清單除了提前購(gòu)買(mǎi)后,還有哪些作用呢?

購(gòu)買(mǎi)后,熟悉所有相關(guān)器件,并準(zhǔn)備驅(qū)動(dòng)程序,與往年真題對(duì)比分析,完成一些基礎(chǔ)方案的準(zhǔn)備。

以控制題為例:

/* 此圖僅供參考

4.1 四輪電動(dòng)小車(chē)技術(shù)方案

硬件方案:小車(chē)結(jié)構(gòu)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、自用主控、TI主控、傳感器(攝像頭、無(wú)線(xiàn)收發(fā)接受模塊、光電傳感器、角度傳感器)等

軟件方案:小車(chē)攝像頭尋跡、目標(biāo)識(shí)別與追蹤、PID電機(jī)閉環(huán)(速度、位置)、PWM調(diào)速等

4.2 二位云臺(tái)技術(shù)方案

硬件方案:云臺(tái)結(jié)構(gòu)、動(dòng)力(舵機(jī)、編碼電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)

軟件方案:不同的動(dòng)力不同結(jié)構(gòu)隨之帶來(lái)不同的控制程序。

4.3 無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊

硬件方案:zigbee、藍(lán)牙、2.4G等

軟件方案:不同的模塊帶來(lái)不同的驅(qū)動(dòng)程序。

4.4 手機(jī)通信模塊

硬件方案:3/4/5G

軟件方案:不同的模塊帶來(lái)不同的驅(qū)動(dòng)程序。

4.5 小型電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器

硬件方案:直流有刷減速電機(jī)、舵機(jī)、直流無(wú)刷減速電機(jī)

軟件方案:不同的模塊帶來(lái)不同的驅(qū)動(dòng)程序。

4.6 液晶顯示器

硬件方案:不同尺寸OLEDTFT

軟件方案:不同的尺寸帶來(lái)不同的驅(qū)動(dòng)程序(波形顯示、漢子顯示、菜單控制)

類(lèi)似的還有很多,大家都可以自行總結(jié)并及時(shí)提前準(zhǔn)備!

對(duì)了,最后一個(gè)呼啦圈很有意思,控制題和飛機(jī)題都可能用得上。

無(wú)人機(jī)降落圈內(nèi)、無(wú)人機(jī)穿呼啦圈。。。

總結(jié)

大概就聊這么多吧,電賽這個(gè)東西不是幾天的事,而是幾個(gè)月甚至更長(zhǎng)。

結(jié)果固然很重要,但過(guò)程更重要,好好享受!

有想法了會(huì)繼續(xù)寫(xiě)一些關(guān)于電賽的文章,歡迎大家關(guān)注。

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