2012長春工業(yè)大學電子設計校賽題目

PAGEPAGE5參賽注意事項（1）2012年5月9日8:00競賽正式開始。（2）參賽隊認真填寫《登記表》內容，填寫好的《登記表》交賽場巡視員暫時保存。（3）參賽者必須是有正式學籍的全日制在校本、?？茖W生，應出示能夠證明參賽者學生身份的有效證件（如學生證）隨時備查。（4）每隊嚴格限制5人，開賽后不得中途更換隊員。（5）參賽隊必須在學校指定的競賽場地內進行獨立設計和制作，不得以任何方式與他人交流，包括教師在內的非參賽隊員必須迴避，對違紀參賽隊取消評審資格。（6）2012年6月29日20:00競賽結束，上交設計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。非接觸式不同材質的厚度計量裝置（A）一、任務設計并制作一個非接觸式不同材質厚度的計量裝置。實現(xiàn)單個非接觸式不同材質的厚度、累計厚度和非同類材質的個數(shù)及類別的計量、顯示和語音播報。料塊的測量狀態(tài)包括靜態(tài)和動態(tài)，其結構原理如下圖所示。單片機單片機語音播報變換電路數(shù)據存取數(shù)據存取傳感器1#傳感器2#傳感器1#傳感器2#數(shù)據打印數(shù)據打印B料AB料A料顯示鍵盤料塊顯示鍵盤料塊直線運動滑槽二、要求1．基本要求（1）能夠實現(xiàn)對任一規(guī)整平板材料的厚度的非接觸式檢測，具有數(shù)據顯示、毫米/厘米轉換功能。（2）能夠實現(xiàn)對0～50mm間的材料厚度的檢測，其數(shù)據顯示值與實際測量值精度≤2.5mm。（3）能夠實現(xiàn)對兩種不同材料的厚度檢測，并具有能區(qū)分金屬和非金屬材料的分類功能。（4）能夠實現(xiàn)對其材料厚度的平面進行平均厚度的檢測，即具有平均厚度計算統(tǒng)計功能。（5）能夠實現(xiàn)對材料厚度的檢測數(shù)據存儲/數(shù)據回放功能。2．發(fā)揮部分（1）能夠實現(xiàn)對0～50mm（5厘米）間的材料厚度的檢測，其數(shù)據顯示值與實際測量值精度≤0.5mm。（2）能夠實現(xiàn)對兩種以上不同材料厚度的檢測，并具有能對其不同材料種類的分類功能。（3）能夠實現(xiàn)對透明體材料中的有機材料和硅酸鹽玻璃厚度的檢測，并具有能區(qū)分兩種材料的功能。（4）能夠實現(xiàn)其動態(tài)檢測，具有聲音播報及打印功能。（5）創(chuàng)新性及其它。三、評分標準項目滿分基本要求設計與總結報告：方案比較、設計與論證，理論分析與計算，電路圖及有關設計文件，測試方法與儀器，測試數(shù)據及測試結果分析。50完成第（1）項10完成第（2）項10完成第（3）項10完成第（4）項10完成第（5）項實際制作完成情況（包括工藝結構及經濟性）10發(fā)揮部分完成第（1）項10完成第（2）項10完成第（3）項10完成第（4）項10完成第（5）項創(chuàng)新性（包括外觀、原理、結構及經濟性）10總分150四、說明1．板塊材質采用金屬及非金屬材料,厚度為0～5厘米間。長度5～20cm。2．滑槽采用水平放置，表面明光滑的板材制作，長度約為1003．單個料塊通過滑槽的時間小于3秒鐘。4．厚度度計量不允許使用接觸式光柵尺。5.料塊運動方式不允許使用任何電拖動和電牽引裝置，可采用彈性繩或彈簧等手動方法驅動料塊。參賽注意事項（1）2012年5月9日8:00競賽正式開始。（2）參賽隊認真填寫《登記表》內容，填寫好的《登記表》交賽場巡視員暫時保存。（3）參賽者必須是有正式學籍的全日制在校本、?？茖W生，應出示能夠證明參賽者學生身份的有效證件（如學生證）隨時備查。（4）每隊嚴格限制5人，開賽后不得中途更換隊員。（5）參賽隊必須在學校指定的競賽場地內進行獨立設計和制作，不得以任何方式與他人交流，包括教師在內的非參賽隊員必須迴避，對違紀參賽隊取消評審資格。（6）2012年6月29日20:00競賽結束，上交設計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。補償式光伏發(fā)電逆變器（B）一、任務設計并制作一個帶有穩(wěn)壓補償功能的小功率光伏發(fā)電單相逆變裝置。其結構原理如圖1所示。其中：負載變化范圍，逆變交流電頻率范圍，交流電輸出電壓有效值。圖1結構原理圖二、要求1．基本要求（1）當電阻一定，負載電阻在范圍內調節(jié)以及隨著光電池輸出的變化，通過控制AC-DC整流器輸出，使維持為45V，且相對偏差絕對值不大于1%。（2）當負載電阻一定，電阻在范圍內變化，通過控制AC-DC整流器輸出，使維持為40V，且相對偏差的絕對值不大于1%。（3）當時，對應逆變器輸出電壓頻率變化范圍內的某一指定點，其實際逆變頻率相對偏差的絕對值不大于2%。（4）當時，DC-AC逆變器的效率。（5）當時，輸出電壓的失真度。2．發(fā)揮部分（1）當時，DC-AC逆變器的效率。（2）當時，輸出電壓的失真度；（3）當時，逆變電壓頻率時，相對偏差的絕對值小等于1%。（4）具有光伏發(fā)電欠壓保護功能，動作電壓；（5）其它功能。三、評分標準項目滿分基本要求設計報告。要求有封面、方案論證、系統(tǒng)結構圖、功能模塊的電路設計、軟件流程圖；必要調試說明、作品實現(xiàn)的技術指標、元器件清單及價格表；電路原理圖要用Protel軟件繪制。字數(shù)控制在10頁之內。50完成第（1）項10完成第（2）項10完成第（3）項10完成第（4）項10完成第（5）項10發(fā)揮部分完成第（1）項15完成第（2）項15完成第（3）項10完成第（4）項5完成第（5）項5總分150四、說明1．光電池板可采用光伏電池串并聯(lián)形式組成，最大輸出電壓不小于10V，功率不小于10W。2．DC-AC逆變器效率為逆變器的輸出功率與輸入功率比的百分值。3．相對偏差=[(目標值-實測值)/目標值]*100%。參賽注意事項（1）2012年5月9日8:00競賽正式開始。（2）參賽隊認真填寫《登記表》內容，填寫好的《登記表》交賽場巡視員暫時保存。（3）參賽者必須是有正式學籍的全日制在校本、專科學生，應出示能夠證明參賽者學生身份的有效證件（如學生證）隨時備查。（4）每隊嚴格限制5人，開賽后不得中途更換隊員。（5）參賽隊必須在學校指定的競賽場地內進行獨立設計和制作，不得以任何方式與他人交流，包括教師在內的非參賽隊員必須迴避，對違紀參賽隊取消評審資格。（6）2012年6月29日20:00競賽結束，上交設計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。家用熱水器的無線控制(C)一、任務設計并制作一個智能家居中的淋浴熱水器溫度的無線控制與實現(xiàn)。其結構原理如圖所示。二、要求1．基本要求（1）具有對傳感器的數(shù)據采集、處理功能；（2）具有無線通信功能；（3）具有短信接收、識別、控制、發(fā)送功能；（4）具有通過短信控制熱水器加熱功能。2．發(fā)揮部分（1）具有手動控制，使普通熱水器增加人工預設功能，并有LCD顯示；（2）具有控制熱水器的信息掉電保護功能，語音播報當前溫度功能；（3）具有用戶短信身份安全識別功能；（4）創(chuàng)新性。三、評分標準項目滿分基本要求設計報告。要求有封面、方案論證、系統(tǒng)結構圖、功能模塊的電路設計、軟件流程圖；必要調試說明、作品實現(xiàn)的技術指標、元器件清單及價格表；電路原理圖要用Protel軟件繪制。字數(shù)控制在10頁之內。50完成第（1）項15完成第（2）項10完成第（3）項15完成第（4）項實際制作完成情況（包括工藝結構及經濟性）10發(fā)揮部分完成第（1）項20完成第（2）項10完成第（3）項10完成第（4）項10總分150四、說明1.家用淋浴熱水器可以用現(xiàn)有的加熱容器裝置替代其功能，裝置形式和容量自定。2.熱水器的設置一般包括待加熱溫度和加熱時間。參賽注意事項（1）2012年5月9日8:00競賽正式開始。（2）參賽隊認真填寫《登記表》內容，填寫好的《登記表》交賽場巡視員暫時保存。（3）參賽者必須是有正式學籍的全日制在校本、?？茖W生，應出示能夠證明參賽者學生身份的有效證件（如學生證）隨時備查。（4）每隊嚴格限制5人，開賽后不得中途更換隊員。（5）參賽隊必須在學校指定的競賽場地內進行獨立設計和制作，不得以任何方式與他人交流，包括教師在內的非參賽隊員必須迴避，對違紀參賽隊取消評審資格。（6）2012年6月29日20:00競賽結束，上交設計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。無線光通信裝置(D)一、任務設計并制作一個無線光通信裝置，其結構原理如下圖所示。發(fā)射發(fā)射元件接收元件發(fā)射控制模塊接收控制模塊數(shù)據顯示模塊數(shù)據輸入模塊二、要求1．基本要求（1）具有在大氣中以光波為傳輸介質進行數(shù)據通信的功能；（2）具有數(shù)據輸入、數(shù)據輸出顯示功能；（3）具有開始、停止數(shù)據傳輸?shù)裙δ埽唬?）傳輸距離不小于0.5m；（5）誤碼率不大于10％。2．發(fā)揮部分（1）傳輸距離大于2m；（2）誤碼率不大于5％；（3）具有雙向數(shù)據通信功能；（4）創(chuàng)新性。三、評分標準項目滿分基本要求設計報告。要求有封面、方案論證、系統(tǒng)結構圖、功能模塊的電路設計、軟件流程圖；必要調試說明、作品實現(xiàn)的技術指標、元器件清單及價格表；電路原理圖要用Protel軟件繪制。字數(shù)控制在10頁之內。50完成第（1）項20完成第（2）項10完成第（3）項10完成第（4）項10發(fā)揮部分完成第（1）項10完成第（2）項10完成第（3）項20完成第（4）項10總分150四、說明1．發(fā)光元件可采用半導體發(fā)光二極管、半導體激光器、紅外發(fā)射、紫外發(fā)射等光電子元件，不得采用光纖通信；2．接收元件采用與發(fā)光元件對應的傳感器；3．為了增加傳輸距離，可采用光學聚焦等方法；4．傳輸?shù)臄?shù)據可以是字符、數(shù)字或符號；5.誤碼率以一組20個數(shù)據計算。參賽注意事項（1）2012年5月9日8:00競賽正式開始。（2）參賽隊認真填寫《登記表》內容，填寫好的《登記表》交賽場巡視員暫時保存。（3）參賽者必須是有正式學籍的全日制在校本、專科學生，應出示能夠證明參賽者學生身份的有效證件（如學生證）隨時備查。（4）每隊嚴格限制5人，開賽后不得中途更換隊員。（5）參賽隊必須在學校指定的競賽場地內進行獨立設計和制作，不得以任何方式與他人交流，包括教師在內的非參賽隊員必須迴避，對違紀參賽隊取消評審資格。（6）2012年6月29日20:00競賽結束，上交設計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。數(shù)字式音頻功率放大器(E)一、任務以模擬車載12V電瓶電源提供電能量，設計并制作一個數(shù)字式音頻功率放大器，實現(xiàn)音頻信號的數(shù)字放大功能，并達到相應的技術指標。其結構原理如下圖所示：負載數(shù)字式音頻功率放大器音源負載數(shù)字式音頻功率放大器音源電源電源圖中，功率放大器為設計作品。其它，音源用正弦波信號發(fā)生器替代，電源用線性可調直流穩(wěn)壓電源代換，負載用8?大功率電阻模擬揚聲器。二、要求1．基本要求（1）能夠實現(xiàn)音頻信號的數(shù)字放大功能；輸入阻抗不低于20K?，信號發(fā)生器輸出不高于0.775V時，可以達到最大輸出功率。（2）-3dB頻率響應125-6300Hz，波形無明顯失真；（3）在最大輸出功率時，效率達到70%。（4）電源電壓在10-14V變化時，放大功能不受影響2．發(fā)揮部分（1）進一步提高效率，最大功率時達到85%；（2）進一步展寬頻率響應，達到20-20KHz的音域范圍；（3）具有自恢復過溫保護功能，閾值溫度用30度模擬。（4）具有自恢復輸出短路保護功能，閾值電流2A。（5）其它創(chuàng)新性。三、評分標準項目滿分基本要求設計報告。要求有封面、方案論證、系統(tǒng)結構圖、功能模塊的電路設計、軟件流程圖；必要調試說明、作品實現(xiàn)的技術指標、元器件清單及價格表；電路原理圖要用Protel軟件繪制。字數(shù)控制在10頁之內。50完成第（1）項，實際制作完成情況（包括工藝結構及經濟性）20完成第（2）項10完成第（3）項10完成第（4）項10發(fā)揮部分完成第（1）項10完成第（2）項10完成第（3）項10完成第（4）項10完成第（5）項10總分150四、說明1．數(shù)字式功率放大器，指末級功率元件工作在數(shù)字（開關）狀態(tài)，具有效率高、功率密度大等優(yōu)點，應用廣泛。2．頻率響應及效率指標，在穩(wěn)壓電源提供12V、波形無明顯失真的滿功率條件下測試。3．如需輔助電源需自行制作，并計入效率測試。4．信號處理與變換電路，不得使用數(shù)字功放專用的集成元件，合理安排電路板布局方便波形檢測用。參賽注意事項（1）2012年5月9日8:00競賽正式開始。（2）參賽隊認真填寫《登記表》內容，填寫好的《登記表》交賽場巡視員暫時保存。（3）參賽者必須是有正式學籍的全日制在校本、?？茖W生，應出示能夠證明參賽者學生身份的有效證件（如學生證）隨時備查。（4）每隊嚴格限制5人，開賽后不得中途更換隊員。（5）參賽隊必須在學校指定的競賽場地內進行獨立設計和制作，不得以任何方式與他人交流，包括教師在內的非參賽隊員必須迴避，對違紀參賽隊取消評審資格。（6）2012年6月29日20:00競賽結束，上交設計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。智能競速小車（F）一、賽道基本參數(shù)圖1跑道示意圖1．賽道路面用專用白色基板制作，所占面積在8m×102．賽道寬度不小于45cm3．跑道表面為白色，兩邊有黑線作為引導線。4．賽道中心下鋪設有直徑0.1-0.8mm漆包線，其中通有20KHz，100mA的交變電流。頻率范圍20K±1K，電流范圍(100±20mA)。5．跑道最小曲率半徑不小于50cm6.鋪設賽道地板顏色不作要求，它和賽道之間可以但不一定有顏色差別。7.跑道有交叉，交叉角為90°。8.賽道有一個長為1m的出發(fā)區(qū)，圖2所示，計時起始點兩邊分別有一個長度10cm黑色計時起始線，賽車前端通過起始線作為比賽計時開始或者結束時刻。在黑色計時起始線中間安裝有永久磁鐵，每一邊各三只。磁鐵參數(shù)：直徑7.5-15mm，高度1-3mm，表面磁場強度3000-5000高斯。圖2起跑區(qū)示意圖二、要求1.基本要求（1）使用傳感器的規(guī)定：允許使用光學傳感器、圖像傳感器以及電磁傳感器獲取道路信息進行路徑檢測。（2）攝像頭組車模尺寸不能超過250mm寬和400mm長。光電組車模尺寸不能超過350mm寬和400mm長。電磁組車模尺寸寬度不超過250mm，長度沒有限制。（3）小車必須經過所有跑道，在跑道交叉處不允許抄近路。（4）小車在行駛過程中不允許偏出跑道，若小車偏出跑道后能自行調整回跑道可以繼續(xù)比賽。2.發(fā)揮部分（1）小車到達終點線后，能停在超過終點線2m以內。（2）小車有計時顯示功能，要求將計時顯示部分安裝在車身上，并且與裁判計時誤差小于2s。（3）創(chuàng)新性。三、評分標準項目滿分基本要求設計報告。要求有封面、方案論證、系統(tǒng)結構圖、功能模塊的電路設計、軟件流程圖；必要調試說明、作品實現(xiàn)的技術指標、元器件清單及價格表；電路原理圖要用Protel軟件繪制。字數(shù)控制在10頁之內。50實際制作完成情況（包括工藝結構及經濟性）50發(fā)揮部分完成第（1）項20完成第（2）項20完成第（3）項10總分150四、說明1．小車在行駛過程中不得與外部有電纜（電源、通訊等）或機械連接。2．每個小車有三次比賽機會，取成績最好一次作為最后成績。3．圖1僅為示意圖，比賽賽道實際布局將在比賽當日揭示，可能與示意圖不同。參賽注意事項（1）2012年5月9日8:00競賽正式開始。（2）參賽隊認真填寫《登記表》內容，填寫好的《登記表》交賽場巡視員暫時保存。（3）參賽者必須是有正式學籍的全日制在校本、專科學生，應出示能夠證明參賽者學生身份的有效證件（如學生證）隨時備查。（4）每隊嚴格限制5人，開賽后不得中途更換隊員。（5）參賽隊必須在學校指定的競賽場地內進行獨立設計和制作，不得以任何方式與他人交流，包括教師在內的非參賽隊員必須迴避，對違紀參賽隊取消評審資格。（6）2012年6月29日20:00競賽結束，上交設計報告、制作實物及《登記表》，由專人封存。高分辨率A/D轉換器的設計(G)一、任務設計一個具有高分辨率A/D轉換器，實現(xiàn)對模擬電壓的測量和顯示。系統(tǒng)組成框圖如下。輸入電壓A/D轉化電路控制單元顯示器信號（自行設計）鍵盤電源要求基本要求（1）采用普通元器件（不允許使用任何專用A/D芯片）設計一個具有12位分辨率的A/D轉換電路，轉換速度不低于10次/S，線性誤差小于2%。（2）設計并制作一個具有測量和顯示功能的儀器或裝置，將該A/D轉換電路的結果顯示出來，有轉換結束信號，顯示器可采用LED或LCD。（3）要求有一個A/D轉換結束后的輸出信號。（4）自行設計一個可以從0—1V連續(xù)調節(jié)的模擬電壓信號作為該系統(tǒng)的被測信號源，以便對A/D轉換電路的分辨率進行測試。例如輸入1V電壓時顯示器顯示值不低于4095。發(fā)揮部分（1）分辨率為16位，線性誤差小于1%。（2）轉換速度不低于20次/S。（3）將A/D轉換電路與測量顯示部分實現(xiàn)電氣隔離。（4）其他。三、評分標準項目滿分基本要求設計報告。要求有封面、方案論證、系統(tǒng)結構圖、功能模塊的電路設計、軟件流程圖；必要調試說明、作品實現(xiàn)的技術指標、元器件清單及價格表；電路原理圖要用Protel軟件繪制。字數(shù)控制在10頁之內。50完成第（1）項20完成第（2）項10完成第（3）項10完成第（4）項實際制作完成情況（包