國賽結束到現在已經有一段時間了,
自己經過了國賽培訓和比賽的四天三夜,雖然不能說得到了乙個飛躍的進步,但是至少享受了這個過程和基礎知識學得更紮實了。
暑假期間:
大三暑假估計也是學生時代的最後乙個暑假了,我和同班另兩個同學臨時組隊報名參加了這次的全國大學生電子設計大賽。其中乙個隊友(楊錦朝)是我大一到大三一起合作做作品的隊友,另乙個隊友(張煒傑)是我從來沒和他一起合作過的。而我也成為了我們隊中的隊長。從一開始我就知道隊長是隊裡的核心,必須想辦法讓三個人同心協力,每個隊員都很重要,必須讓每個人都積極起來。很快,學校就安排國賽培訓了,我們都只是放了十天左右的假期。從一開始林博士給我們培訓的運算放大器和電晶體 mosfet
管 igbt
管的電路運用,自己從那也彌補了很多關於模電的知識。很快博士給我們布置了第乙個作品「光耦隔離放大器」,因為這個作品有現成的電路圖,我和我的隊友也只是大概的理解了一下原理,然後我就叫了隊友煒傑進行焊電路。但是後面才清楚我們並沒有真正得去徹底分析這個電路,很多東西都是要用的時候才發覺自己還有很多不懂。所以我們在學習的過程中應該腳踏實地,把基礎知識打牢。雖然剛開始隊友焊出來的作品並沒有成功,但是經過我們一次一次的檢查和改進,作品還是成功做出來了。我想說的是我們在檢查電路的時候,最開始我們要檢查電路是否短路,元器件供電和本身是否正常,運放兩個輸入端的電壓差是否很大,電路上是否加足了濾波。。。。。。我們要保證這些問題已經解決了再去考慮其他問題,有時候可以用逆向思維,比如要輸出什麼訊號,你需要保證輸入的。。。。。。這個作品我們很快就完成了。因為我和另乙個隊友楊錦朝大三一年都是用
stm32
做作品的,我們決定國賽還是用
stm32
,但是另乙個隊友就需要另外去學習,所以做作品和交流起來就有點困難。但是我們還是堅持了下來。接下來就是院長給我們培訓的開關電源了,我們三個對開關電源都不了解,可以說是沒碰過。所以做起作品來是很吃力而且感覺很危險,因為開關電源都是強電,搞不好隨時燒東西。通過院長的課自己學到很多有關開關電源的知識,知道了開關電源是希望把產品做小,同時功率和頻率都得上去。知道常用的開關電源晶元
sg3525
和mc34063
,常用的
mosfet
管irf460 irf540
一些開關管。懂得了用
pwm去控制開關管的on和
off,從而控制平均電壓和均流,懂得了
buck
、boost
和buck-boost
電路的運用和分析。但是在做開關電源的時候,我們因為沒考慮擴流的問題,以至於做出的作品輸出電流不夠,在測試的時候院長也給了我們一些提示叫我們回去進行擴流和改進。雖然最後沒有再去深究,但是我們知道總的方案和方向是正確的。不久開關電源的培訓就告一段落了,再接著是張老師給我們講
pid演算法和軟體濾波,這些在後來比賽中都是很重要的,後悔自己當時沒有好好去研究。在做水溫控制系統時,我們知道關鍵是加熱裝置和
pid演算法的控制,但是在第一次上電測試硬體的時候我們把乙個
bat16
雙向可控矽炸掉了,結果是我們接錯了電路,電流太大炸掉了晶元。那時候我和隊友們測試的時候都是按了一下開關就跑的遠遠的,都怕炸掉。現在想想都搞笑,那是在用生命玩電子啊。經過不斷的測試,硬體還是穩定下來了,但是艱鉅的是調節
pid三個引數的值,那簡直是無從下手。只能乙個個引數不停地嘗試,最後得到了乙個還算可以的引數。
pid一直都感覺很神奇,它
p可以說是現在(當前的輸出),
i可以說是過去(疊加的誤差),
d是未來(表示提前預知,增長的趨勢)。其實生活中很多自動控制都可以用
pid演算法進行完美控制。但是自己現在還怎麼會去調節這幾個引數,自己都是試湊法的。培訓很快到了結束階段,最後博士給我們培訓了一些電機和
eda的知識。現在想起來才發覺自己對電機的控制還不是很熟悉,而且那也成為了我們比賽時候的一道坎。最後乙個作品是做乙個聲音引導系統,這個作品我們一直卡在硬體接收那裡,接收聲音的硬體不能穩定下來,後面的就無法做了。那幾天和隊友簡直是絞盡腦汁,每晚基本都堅持到三點,但是還是無法攻破。所以最後乙個作品有點打擊我們的信心了,自己發覺自己的電路學得還很不夠。但是現在想起來保持良好的心態真的很重要。因為乙個作品也許說明不了什麼,學到東西才是最重要的。就這樣國賽培訓就過去了,即將也要面臨國賽的到來了。接下來國賽前的幾天都是在準備一些模組。
國賽元器件公布期間:
8-29號國賽元器件公布的那天,我們看到元器件的那刻都有點不淡定了。既然有乙個四旋翼飛行器,這是多麼陌生的東西啊。因為之前我們一直在準備有關小車的一些模組和程式。這短短時間叫我們去學習控制四軸飛行器,那是多困難的一件事。其實看到元器件題目我們都猜的差不多了,特別是四軸飛行器那道基本都想到組委會要怎麼考我們了。但是我們都沒碰過四軸飛行器。而且花費也要很大,最後我們還是放棄四軸飛行器了。我和隊友們還是繼續準備一些給出來的其它元件器和模組,因為按往年都還會有另一道控制題的。自己也把模組的程式寫好,方便到時候要用。因為這麼短時間內,你很難去完成很多東西,所以還是提前做一些準備。
國賽四天三夜:
9-04號,國賽正式開始。當天早上
8點多的時候題目公布了,果然還有另一道控制類。我很快選定了
c題倒立擺。現在想想當時可能有點大意了,因為其它題目都沒怎麼看過,就選了這道控制題。因為這道題目看起來確實簡單,但是要做那個模型確實一件很難的事情。很快我和我隊友都確定了倒立擺這道題目。但是對於這道題目說真的我並沒有很認真很認真地去解讀,特別是發揮部分,因為那時候只想先把基礎部分做好。但是現在覺得我們在選好題目後要非常認真解讀題目,說不定後面的可以完成,不要被前面卡住了。因為比賽這東西也像我們高中時候考試一樣。但是最好的情況是把前面基礎部分踏踏實實做好,再去考慮後面的。我們很快確定了方案,電機用步進的,角度感測器用精密電位器來測,主控晶元用
stm32.
。當天下午我就出去買工具準備搭建模型,隊友在實驗室買元器件。剛開始準備用水管搭建的,但當時候隊裡有乙個隊員意見不一。最後因為博士統一出去買來了器材,最後我們還是決定用博士買回來的器件。但是到了晚上我們的模型還是沒搭建起來,看到有一些隊伍已經搭建起來,那時候就有點著急了。但是還是老老實實搭建我們自己的模型,緊接著就是另兩個隊友去鑽孔,搭建模型。我自己先寫了步進電機的測試**。在搭建模型時,怎麼固定電機轉軸成為了我們最大的問題,其實一直到最後一天都沒有徹底解決。我們只有先臨時用熱膠槍固定電機轉軸了,另乙個問題又出現了,電機正反轉不正常,而且速度也達不到題目的要求。剛開始我還以為是**的問題,所以還是堅持改下**。很快到了晚上,我和乙個隊友回到宿舍洗完澡就立刻回到實驗室了,我繼續抓緊時間除錯電機的正反轉,但是速度一直跟不上,那時只能想到要換電機了。其實現在才知道是
l298
驅動板的問題,應該用
lm18b200
效果可能會好很多。所以最後我們還是選擇更換直流減速電機了。很快第二天了角度感測器也回來了,
9-05
號我們還是把精力用在搭建模型上,另乙個隊友給我們帶早餐,現在想起來還蠻不錯的。就是我們睡的有點少。但是在搭建直流減速電機的時候更令我們苦惱的是固定電機轉軸的問題,那時候我自己真的有點慌了。幸好隊友還是比較淡定的。那時候還想拿出去直接叫人用電焊焊死算了,但是又怕弄壞電機,而且當時候也有點晚了。就這樣乾著急了好久,一直找不到好的器材固定。最後在當天晚上,旁邊的師弟給我們了乙個固定電機的神器,當時候瞬間覺得解決了乙個很大的問題,心裡也淡定了不少。第二天晚上我和隊友繼續留在了實驗室,最後基本把模型搭建起來了。但是還是遇到了電機正反轉的問題,最後用了延時才搞定。搭建起來後,基礎部分的第一和第二部分都很順利解決掉了,但是卻遇到了基礎部分的大三問:擺桿立起來的問題。很快第三天了,我只能叫另乙個隊友(錦朝)先把電路焊好先,因為時間緊迫了。我和另乙個隊友選擇把模型固定好點和繼續除錯。為了固定好模型的底部,隊友特定出去買鋁片來固定。最後差不多到下午了,模型基本能穩定了。接下來我們就全心全意投入除錯程式上了。第三天晚上是很重要的,我和隊友依然堅持留下實驗室。晚上我們一直在除錯第三部分,我們用分段
p的方法,但是效果卻不是我們想象的那樣。在除錯的時候,另個隊友(煒傑)一直在想點子,其實真心覺得他腦子還是很靈活。他一直除錯到天亮,而我到五點多就睡了。到六點多的時候,這時候已經到最後一天了,那時候時間已經變得很重要了。我不得不爬起來,吃點隊友帶過來的早餐,繼續除錯。然後我果斷換了除錯方法,改為
pid除錯,先把
p調好,再上個
d。在開始除錯
p的時候,情況稍微變好很多了。偶爾能立個
2秒了。然後我只能不斷調引數,最好的結果也只是
4秒了。就這樣又被打擊了。。。。。。時間一秒秒過去了,自己不得不先把程式整理好先了。但是電機就在這時候出現轉軸打滑的情況,沒辦法了,只能換成木頭來固定了。其實現在想有一點打滑是沒關係的。我們大部分的時間都花到了固定電機轉軸上了。很快時間到比賽結束的時候了,那時候簡直是精疲力盡啊。而且對這個作品也沒抱多大的希望了,但是還是好好把它封箱了。因為畢竟是四天三夜三個人的勞動成果。
華師測評期間
9-14當天,我們前往華師去測評了。本來去之前我們就沒報多大希望了。但是在測試當天,我們算是比較好運氣和順利的。當時候測評的時候我才知道發揮部分第三立著旋轉
360度可以用手將擺桿拿起來進行測試的。於是我們臨時測試多了乙個發揮的第三部分,但是只是旋轉
270度就掉下來了。基礎第三部分也只是立了
3秒。但是總體還算滿意的了。因為我們不敢奢望太多。心想能拿個獎就足夠了。就這樣測評很快過去了。
成績公布當天
9-18這天,我們得知我們得了個省二等獎。心裡還算很欣慰了。雖然不能繼續進軍國家那邊,但是算是很滿足的乙個結果了。
國賽已經過去很長一段時間了,我大學的賽事也告一段落了。一路國賽走來我們有很多不同的意見,大家有爭吵過,但是最後大家還是意見統一了,還是能同心協力,積極參與其中。我們享受了比賽也學到了很多!
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