2024年全国大学生电子设计竞赛（电赛）E/F/H赛题简要分析

2024年全国大学生电子设计竞赛（电赛）E/F/H赛题简要分析

引用

CSDN

1.

https://m.blog.csdn.net/weiqifa0/article/details/141073504

本文对2024年全国大学生电子设计竞赛（电赛）的E、F、H三个赛题进行简要分析，包括硬件方案、软件程序、器件选择等方面的建议。

达尔闻邀请前国一选手，针对今年的E题、F题、H题，给出了一些做题方向、器件等分析，希望可以帮助到大家。

E题 三子棋游戏装置

一、硬件方案

1. 下棋硬件

• 舵机机械臂：需要运动学逆运算，适合有准备的团队。
• 拓竹A1结构：使用铝型材、传动轮、步进电机，控制方便，精度高。
• 3D打印机结构：市面上大多数3D打印机都是类似结构，稍作修改即可使用。
• 围棋机器人机械臂：结构简单，运动学解析简单，精度也不错。

2. 棋子

• 选用铁质棋子，在机械臂上使用电磁铁进行控制。

3. 棋盘

• 视觉识别方案：使用openmv、opencv等进行棋盘和棋子识别。
• 红外对管方案：在棋盘底部放置红外对管装置来识别棋子位置，加编码器或按键识别棋盘旋转。

二、软件程序

• 可以自己写算法保证人执黑棋先行时装置不输。三子棋走法有限，棋盘对称，可以穷尽所有走法。

F题 磁悬浮实验装置

一、硬件方案

• 野生钢铁侠方案：参考链接：https://zhihui.lingjun.life/2018/05/08/maglev/
• B站教程：参考链接：https://www.bilibili.com/video/BV11u411w7zs/

市面上大多数磁悬浮装置采用外圈永磁体和内圈电磁铁的结构。但题目要求底座台不得安装永磁体，因此需要用电磁铁替代永磁体。

二、控制方案

• 电磁铁布局：中心电磁铁数量不限，一般用4个（两个控制X方向，两个控制Y方向，4个共同控制Z方向）。
• 传感器：中心电磁铁安装3个霍尔传感器（XYZ方向），输出模拟量，单片机ADC读取。
• 控制算法：PID控制，有能力可以实现LQR控制。
• 电流闭环：需要硬件支持电流检测，提高控制精度。

H题 自动行驶小车

一、循迹部分

• 直接使用灰度传感器。

二、无循迹线控制方案

• 面向编码器编程：直接写死，但不稳定，容易打滑。
• 陀螺仪闭环控制：使用高精度姿态传感器芯片（如ICM42605、ICM42688），对Z轴角速度积分获取偏航角数据。
• 全向轮反馈：解决小车可能的横向偏移问题。
• 激光对准：在车顶放激光器，实现精准对准。

三、其他建议

• 漫反射激光传感器：单点检测不够，多个使用会互相干扰。

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