2018年TI杯大学生电子设计竞赛题.pdf
《2018年TI杯大学生电子设计竞赛题.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《2018年TI杯大学生电子设计竞赛题.pdf(19页珍藏版)》请在麦多课文档分享上搜索。
1、 A-1 2018 年 TI 杯大学生电子设计竞赛 A 题:电流 信号检测 装置( 本科) 1 任务 如图1 所示,由任意波信号发生器产生的信号经功率放大电路驱动后,通过导线 连接10电阻负载,形成一电流环路;设计一采用非接触式传感的电流信号检测装置, 检测环路电流信号的幅度及频率,并将信号的参数显示出来。 电流检测 分析电路 功率 放大 电路 任意 波发 生器 10 图 1 电流 信号 检测 连 接图 2 要求 (1) 设计一功率放大电路, 当输入正弦信号频率范围为 50Hz1kHz 时, 要求流过 10 负载电阻的电流峰峰值不小于 1A , 要求电流 信号无失真。 (25 分) (2) 用
2、漆包线绕制线圈制作电流传感器以获取电流信号; 设计电流信号检测分析电 路, 测量并显示电流信号的峰峰值及频率。 (15 分) (3) 被测正弦电流峰峰值范围为 10mA1A , 电流测量精度优于 5%,频 率 测量精度 优于 1% 。 (25 分) (4) 任意波信号发生器输出非正弦信号时,基波频率范围为 50Hz200Hz ,测量电 流信号基波频率,频率测量精度优于 1% ;测量基本及各次谐波分量的幅度(振幅值) , 电流谐波测量频率不超过 1kHz ,测量精度优于 5% 。 (25 分) (5) 其他。 (10 分) (6) 设计报告 (20 分) 项 目 主要 内容 满分 系统方案 方案
3、描述、比较与选择 4 A-2 理论分析与计算 电流测量方法 谐波分量测量方法 5 电路设计 电路设计 5 测试方案与 测试结 果 测试方案 测试结果完整性 测试结果分析 4 设计报告结构 及规范性 摘要、 报告正文结构、 公式、 图表的完整性和 规范性 2 总分 20 3 说明 (1) 为提高电流传感器的灵敏度, 可用用漆包线在锰芯磁环上绕制线圈, 制作电流传 感器。 (2)在锰芯磁环上绕 N2 匝导线,将流过被测电流的导线从磁环中穿过(N1=1), 构 成电流传感器。 B-1 2018 年 TI 杯大学生电子设计竞赛 B 题:灭火 飞行器 (本科) 1 任务 基于四旋翼飞行器设计一个灭火飞行
4、器(简称飞行器)。飞行器活动区域示意图 如图1 所示。在图1 中,左下方的圆形区域是飞行器起飞及降落点;右侧正方形区域是 灭火防区,防区中有4 个用红色LED 模拟的火源(火源用单只0.5W 红色发光二极管来 实现,建议LED 电流不 超过25mA)。飞行器 起飞后从A 处进入防区,并以指定巡航高 度在防区巡逻;发现防区有火源,用激光笔发射激光束的方式模拟灭火操作;所有火源 全部熄灭后,飞行器从B 处飞离防区返航,返航途中需穿越一个矩形框。从起飞到降落 的整个操作过程不得超过5 分钟,时间越短越好。 图1 消 防飞 行器 活动 区域 示 意图 2 要求 (1) 飞行器从起飞地点垂直起飞升高到
5、150cm10cm 的巡航高度。 (15 分) (2) 在起飞点的巡航高度上悬停 15 秒, 然后以巡航 高度从 A 处进入防区巡航飞行。 (10 分) (3) 飞行器发现防区内的火源后, 飞往火源上方用上激光笔照射火源作为灭火; 激 光笔光斑在以火源为圆心、直径 20cm 圆形区域保持 2 秒及以上即视为灭火成功。 (30 分) (4) 飞行器从 B 处飞离防区 。 (10 分) + 500cm 400cm 50cm 300cm 300cm 50cm A B 80cm 80cm B-2 (5) 返航途中飞行器需要穿过一个宽高为 10070cm 的矩形框。 (15 分) (6) 回到降落点上空
6、,垂直下降,准确平稳地降落在降落点; (10 分) (7) 整个飞行过程计时得分。 (10 分) (8) 其他。 (10 分) (9) 设计报告 (20 分) 项 目 主要 内容 满分 系统方案 方案描述、比较与选择 3 设计与论证 控制方法描述及参数计算 5 电路及程序设计 系统组成,原理框图与各部分电路图 系统软件设计与流程图 7 测试方案与 测试结 果 测试方案及测试条件 测试结果完整性 测试结果分析 3 设计报告结构 及规范性 摘要、 报告正文结构、 公式、 图表的完整性和 规范性 2 总分 20 3 说明 (1) 参赛队使用飞行器时应遵守中国民用航空局的相关管理规定。 (2) 飞行器
7、桨叶旋转速度高, 有危险! 请务必注意自己及他人的人身安全; 操作者 需佩戴防护镜及防护手套。 (3) 飞行器可自制或外购, 飞行器机身必须标注参赛队号; 飞行器桨叶固定轴间最 大轴间距不超过 50cm ;飞行器必须带防护圈,否则不予测试。 (4) 以模拟火源的 LED 为 圆心,画一个直径 20cm 的圆(边缘线宽不超过 1mm ) , 以便观察灭火动作。 (5) 防区边缘有 5cm 宽黑色边框。 (6) 测试现场无阳光直射。 (7) 飞行器的旋翼的数量不少于两个。 (8) 飞行器的姿态检测及飞行控制必须使用 TI 公司的处理器,例如 C2000 、 MSP432、 T I VA M 4 、
8、 MSP430 等。 所有的电路 板应方便评测专家检查芯片使用 情况。 (9) 返航途中任意放置的矩形框宽 100cm ,高 70cm ;边框为黑色,边框宽度不大 于 6cm ,矩形框下边框距地面 110cm ;建议采 用 KT 板、泡沫等轻质材料。 (10)起飞前, 飞行器可手动放置到起飞点; 起飞可手动控制,起 飞 后整个飞行过程 中不得人为干预; 若采用飞行器外的启动或急停装置, 起飞后必须立刻将装置 交给评审专家。 B-3 (11)每次测试全程中不得更换电池;允许测试 2 次,两次测试之间允许更换电池, 更换电池时间小于 2 分钟。 (12)飞行器起飞及降落必须垂直进行, 否则将酌情扣
9、分; 飞行器起飞后必须在指定 高度巡航,否则将酌情扣分。 (13)飞行器必须从指定位置进出巡航区, 巡航灭火期间飞行器外缘偏离巡航区一个 机身以上将酌情扣分;飞行器必须从指定方向返回起飞点降落。 (14)飞行期间,飞行器触及地面后自行恢复飞行的,酌情扣分;触地后 5s 内不能 自行恢复飞行视为失败,失败前完成动作仍计分。 (15)平稳降落是指在降落过程中无明显的跌落、弹跳及着地后滑行等情况出现。 (16)为安全起见, 可沿飞行区域四周架设安全网 (长 500cm,宽 400cm,高 200cm), 顶部无需架设。 C-1 2018 年 TI 杯大学生电子设计竞赛 C 题:无 线充电 电 动小车
10、( 本科) 1. 任务 设计并 制作 一个无 线充 电电动 车, 包括无 线充 电装置 一套 。电动 小车 机械部 分可 采用成 品四轮玩具车改制。外形尺寸不大于 30cm26cm ,高度重量不限。 2 要求 (1) 制作一套无线充电装置, 其发射器线圈放置在路面。 发射器采用具有恒流恒压模式 自动切换的直流稳压电源供电,供电电压为 5V ,供电电流不大于 1A 。无线充电接收器安装 在小车底盘上。每次充电时间限定 1 分钟 。 (10 分) (2)制作一个无线充电电动车。电动车使用适当容量超级电容(法拉电容)储能,经 DC-DC 变换给电动车供电。车上不得采用电池等其他储能供电器件。 (10
11、 分) (3) 充电 1 分钟后, 当电动车检测到无线充电发射器停止充电时, 立即自行启动, 向前 水平直线行驶,直至能量耗尽,行驶距 离 不小于 1m 。 (20 分 ) (4)充电 1 分钟后,电动车沿倾斜木工板路面直线爬坡行驶,路面长度不大于 1m ,斜 坡倾斜角度 自定。综合多方因素设计,使电动车在每次充电 1 分钟后,电动车爬升高度 h=lsin 最大。 式中 l 为小车直线行驶的距离。 (50 分) (5)其他。 (10 分) (6)设计报告: (20 分) 项目 主要内容 满分 方案论 证 比较与 选择 ,方案 描述 3 理论分 析与 计算 系统相 关参 数设 计 5 电路与 程
12、序 设计 系统组 成, 原理 框图 与各 部分的 电路 图, 系统 软件与 流程 图 5 测试方 案与 测试 结果 测试结 果完 整性 ,测 试结 果分析 5 设计报 告结 构及 规范 性 摘要, 正文 结构 规范 ,图表 的 完整 与准 确性。 2 总分 20 3 说明 (1)DC-DC 变换建议采用 TI 公司 TPS63020 芯片。 (2)超级电容的容量可根据充电器在 1 分 钟时间充入的电荷量及小车行驶所需电流、时 间和重量等因素综合考虑。 (3)行驶距离以小车后轮触地点为定位点。倾斜坡度 自定。 (4 )测试时,要 求小 车先充电、放电运 行数 次。保证测试时, 小车 无预先额外储
13、能。以 保证测试公平性。正式测试允许运行两次,取最好成绩记录。违规车辆不予测试。 C-2 (5 ) 无线充电电 动车 是一个比较复杂的 工程 问题,通过提高充 、放 电效率,减轻车重, 优化电机驱动,适当选取超级电容(法拉电容)容量及路面倾斜角度 等,提高电动车的爬 升高度。 (6)通过设置直流稳压电源的输出电压为 5V ,最大输出电流为 1A ,确保发射器供电为 5V ,电流不大于 1A 。 (7)路面倾斜角度 可以采用具有角度测量功能 APP (如“ 指南针” )的手机,平放在斜 坡上测量。 D-1 2018 年 TI 杯大学生电子设计竞赛 D 题:手 势识别 装置 1 任务 基于 TI
14、公司传感芯片 FDC2214 设计制作一个 手势识别装置, 实现对猜拳游 戏和划拳游戏的判决。 该装置也可以直接使用 FDC2214 EVM 板, 要求所使用的 FDC2214 芯片或者 EVM 板不得超过 2 块。 装置具有训练和判决两种工作模式。 在判决模式下实验装置能对指定人员进 行猜拳游戏 和划 拳游戏 的判决。 这里猜 拳游戏 的判决是指 对手 势比划 “石头” 、 “剪刀”和 “布” 的判 定,划拳游 戏的判 定是 指手势比划 “1”、“ 2”、“ 3”、“ 4” 和“5” 的判定 。在训 练模式下 能对任 意人员 进行猜拳 游戏和 划拳游 戏的手势训 练,经过有限次训练后,能进行
15、正确的猜拳游戏和划拳游戏的手势判决。 2 要求 (1) 装置工作在判决模式下, 能对参赛者指定人员进行猜拳判决, 给出手势 “石头” 、 “剪刀”和“布”的准确判决,要求每一次判决的时间不大于 1 秒。 (18 分) (2) 装置工作在判决模式下, 能对参赛者指定人员进行划拳判决,给 出 手势 “1”、“ 2”、“ 3”、“ 4”和“ 5”的 准确判决, 要 求每一次判决的时间不大于 1 秒。 (28 分) (3) 装置工作在训练模式下, 对任意测试者进行猜拳的手势训练, 每种动作 训练次数不大于 3 次, 总的训练时间不大于 1 分钟; 然后切换工作模式到判决模 式, 对被训练的人员进行猜拳
16、判决, 要求每一次判决的时间不大于 1 秒。 (21 分) (4)装置工作在训练模式下,对任意测试者进行划拳的手势训练,每种动 作训练次数不大于 3 次,总的训练时间不大于 2 分钟;然后切换工作模式到判 决模式,对被训练的人员进行划拳判决,要求每一次判决的时间不大于 1 秒。 (29 分) (5)其他。 ( 4 分) (6)设计报告。 (20 分) 项 目 主要内容 分数 D-2 系统方案 比较与选择, 方案系统描述, 方案理论分析与 计算 6 电路与程序设计 系统原理图和各个部分原理图; 系统软件流程 图 4 测试方案与测试 结果 测试方案合理; 测试结果完整; 测试结果分析; 基本测试仪
17、器 6 设计报告结构及 规范性 摘要; 正文结果规范; 图表的完整性与准确性。 4 总分 20 3 说明 (1) 题目中 “指定人员” 是参赛队学生自己指定的人员, “任意测试者” 是 由评审老师临时选择的人员。 (2)FDC2214 是基于LC 谐振电路原理的一个电容检测传感器。 其基本原理 如图 1 所示,在芯片每个检测通道的输入端连接一个电感和电容,组成 LC 电 路,被测电容传感端(图 1 中灰色标识部分即 为被测电容)与 LC 电 路相连接, 将产生一个振荡频率,根据该频率值可计算出被测电容值。 图1 FDC2214 传感器基本原理 利用FDC2214 的工作原理可实现手势接近和识别
- 1.请仔细阅读文档,确保文档完整性,对于不预览、不比对内容而直接下载带来的问题本站不予受理。
- 2.下载的文档,不会出现我们的网址水印。
- 3、该文档所得收入(下载+内容+预览)归上传者、原创作者;如果您是本文档原作者,请点此认领!既往收益都归您。
下载文档到电脑,查找使用更方便
2000 积分 0人已下载
下载 | 加入VIP,交流精品资源 |
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 2018 TI 大学生 电子设计 竞赛题 PDF
