第五屆電子電路設(shè)計(jì)大賽

一、遠(yuǎn)程溫濕度測(cè)量系統(tǒng)一、

任務(wù)制作一個(gè)遠(yuǎn)程溫濕度測(cè)量?jī)x，該測(cè)試儀具有溫濕度測(cè)量和遠(yuǎn)程顯示等功能。其結(jié)構(gòu)框圖如下：二、要求1、根基要求〔1〕通過(guò)可編程操縱器或單片機(jī)、變換器和溫濕度傳感器采集溫濕度數(shù)據(jù)并用LED上顯示；〔2〕溫度誤差<1℃，濕度誤差<1%，溫度測(cè)量范圍0℃～120〔3〕可用電池供電；2、發(fā)揚(yáng)局限〔1〕設(shè)計(jì)紅外二極管發(fā)射電路和紅外接收電路，實(shí)現(xiàn)溫濕度數(shù)據(jù)的正確可靠發(fā)送和接收；〔2〕設(shè)計(jì)射頻發(fā)射電路和接收電路，實(shí)現(xiàn)溫濕度數(shù)據(jù)的正確可靠發(fā)送和接收；〔3〕最好采納微型化的溫濕度傳感器，無(wú)線傳輸距離>5米；〔4〕采納外構(gòu)發(fā)射電路和接收電路，實(shí)現(xiàn)溫濕度數(shù)據(jù)的正確可靠發(fā)送和接收；三、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容得分設(shè)計(jì)報(bào)告20分根基局限50分發(fā)揚(yáng)局限自制50分外購(gòu)20分二、簡(jiǎn)易電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置一．任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)能同時(shí)對(duì)一路工頻交流電的頻率、電壓有效值、電流有效值、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)、諧波等進(jìn)行測(cè)量的數(shù)字式電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置〔圖C-1虛線框內(nèi)電路〕。為便于本試題的設(shè)計(jì)與制作，設(shè)定待測(cè)的交流輸進(jìn)電壓100～500V，待測(cè)的交流輸進(jìn)電流2～10A均經(jīng)由相應(yīng)的變換器轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的1～5V交流電壓。圖C-1二．要求2.1根基局限〔1〕測(cè)量交流輸進(jìn)電壓有效值。頻率：50Hz；測(cè)量范圍：100～500V；正確度：±1％?！?〕測(cè)量交流輸進(jìn)電流有效值。頻率：50Hz；測(cè)量范圍：2～10A；正確度：±1％?！?〕測(cè)量并顯示有功功率P、無(wú)功功率Q、視在功率S及功率因數(shù)PF?！?〕自制直流電源。2.2發(fā)揚(yáng)局限〔1〕測(cè)量交流輸進(jìn)電壓頻率，精度為±0.5%?！?〕采納LCD顯示，能夠同時(shí)顯示一個(gè)周期的輸進(jìn)電壓、輸進(jìn)電流曲曲折折曲曲折折折折曲曲折折曲曲折折折折折折線?！?〕測(cè)量電壓和電流的各次諧波含量以N次電壓諧波含有率為例，N次諧波含有率為N次諧波電壓的均方根值與基波電壓有效值之比，電流諧波含有率計(jì)算方法同電壓諧波含有率。測(cè)量至5次諧波，采納列表和百分?jǐn)?shù)形式顯示，測(cè)量誤差＜1%?！?〕各次電流諧波含有率在列表顯示方式中除了能夠以百分比顯示外，還能夠顯示各次諧波的有效值。三、講明1．調(diào)試時(shí)可用函數(shù)發(fā)生器輸出的正弦信號(hào)電壓作為一路交流電壓信號(hào)；再經(jīng)移相輸出代表同一路的電流信號(hào)，移相網(wǎng)絡(luò)自制。2．檢查交流電壓、交流電流有效值、電壓和電流諧波時(shí)，可采納函數(shù)發(fā)生器輸出的對(duì)稱方波信號(hào)。電壓基波、諧波的測(cè)試可用函數(shù)發(fā)生器輸出的對(duì)稱方波作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)。3．這道題目不得采納電能計(jì)量專用芯片實(shí)現(xiàn)。四．評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容得分設(shè)計(jì)報(bào)告20分根基局限50分發(fā)揚(yáng)局限全部4項(xiàng)50分第1項(xiàng)5分第2項(xiàng)15分第3、4項(xiàng)30分

三、太陽(yáng)能樓道感應(yīng)延遲照明燈操縱設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一個(gè)以太陽(yáng)能為電能源的樓道LED路燈照明裝置。該裝置以太陽(yáng)能為能源，鉛酸蓄電池為蓄能部件和相關(guān)電路工作的電源。實(shí)現(xiàn)有人過(guò)往時(shí)路燈的自動(dòng)點(diǎn)亮，之后，延時(shí)60秒關(guān)斷，LED路燈在白天關(guān)閉、夜間可開啟。采納雙電源供電，即在太陽(yáng)能供電缺少情況下自動(dòng)轉(zhuǎn)為交流220伏供電。要求根基要求〔1〕設(shè)計(jì)并制作太陽(yáng)能光伏板對(duì)電池的充電裝置。〔2〕設(shè)計(jì)并制作以電池為電源的LED路燈節(jié)能照明裝置?！?〕設(shè)計(jì)并制作以太陽(yáng)能光伏板為傳感器的光控電路，操縱LED燈在白天關(guān)閉、夜間開啟。2、發(fā)揚(yáng)局限〔1〕給蓄電池加上充、放電保衛(wèi)裝置。防止過(guò)充電和過(guò)放電?！?〕給聲控電路增加制止瞬時(shí)噪聲〔如夜間雷電、過(guò)往車輛喊笛等〕引起誤動(dòng)作的功能電路。〔3〕采取各種措施落低蓄電池的工作電流，延長(zhǎng)電池工作時(shí)刻?！?〕采納雙電源供電，即在太陽(yáng)能供電缺少情況下自動(dòng)轉(zhuǎn)為交流220伏供電。講明1、推舉選用6V，2AH鉛酸蓄電池。2、基于上述蓄電池，建議太陽(yáng)能光伏板的參數(shù)為：峰值電壓8.5V、峰值電流310mA、峰值功率2.5W。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容得分設(shè)計(jì)報(bào)告20分根基局限50分發(fā)揚(yáng)局限全部完成50分完成1、2項(xiàng)各15分完成3、4項(xiàng)各10分四、運(yùn)水機(jī)器人一．任務(wù)如圖B-1所示,有A、B、C三個(gè)區(qū)，A區(qū)為給水區(qū)，有給水裝置〔簡(jiǎn)稱A容器〕，B區(qū)為輸送線路，C區(qū)為存水區(qū)，有存水裝置〔簡(jiǎn)稱C容器〕。在競(jìng)賽開始時(shí)A容器裝一定量的水，容器大小、水量及放置方式任意；B區(qū)有一條黑色引導(dǎo)線，引導(dǎo)線兩端有兩條與引導(dǎo)線垂直的黑色邊界線，線寬不大于20mm；其尺寸如圖B-2所示。C容器的外形、容量及放置方式在固定底板上自定，口徑不得大于100mm，競(jìng)賽開始把C容器清空。設(shè)計(jì)一套自動(dòng)送水機(jī)器人系統(tǒng)，由送水機(jī)器人〔以下簡(jiǎn)稱小車〕將水從A區(qū)通過(guò)B區(qū)運(yùn)至C區(qū)。該系統(tǒng)包括A區(qū)的自動(dòng)〔或手動(dòng)〕給水裝置；往返于A、C區(qū)之間的小車；C區(qū)存水裝置；固定底板。圖B-1參考圖〔單位：mm〕AA開始端線停止端線5002502000C圖B-2線路圖〔單位：mm〕二．要求2．1根基要求小車能完成運(yùn)水和自動(dòng)貯水功能?！?〕小車可顯示運(yùn)水量和運(yùn)水時(shí)刻?！?〕小車內(nèi)的貯水器水溢出時(shí)有自動(dòng)報(bào)警功能?！?〕在1分鐘內(nèi)運(yùn)送盡可能多的水?！?〕小車及安放的運(yùn)水容器總垂直高度不得超過(guò)300mm，小車內(nèi)的儲(chǔ)水裝置容量小于等于600ml,口徑小于100mm。小車所載的水卸到C容器采納自動(dòng)貯水。2．2發(fā)揚(yáng)局限〔1〕A區(qū)給水采納自動(dòng)方式完成?！?〕小車在1分鐘內(nèi)完成100ml定量自動(dòng)取水、送水和貯水，誤差＜5%。〔3〕小車在盡可能短的時(shí)刻內(nèi)，完成1000ml自動(dòng)取水，送水和貯水，誤差＜5%?！?〕小車在1分鐘內(nèi)運(yùn)送100ml水時(shí)必須繞過(guò)D障礙物〔放置在B區(qū)，距黑色引導(dǎo)線5cm的任意一點(diǎn)，直徑為5cm，高度10cm的黑色園柱體〕?！?〕其它特色與創(chuàng)新。三、講明小車運(yùn)行過(guò)程中不得人工參與，小車要自備電源，不得有任何外部引線。四．評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容得分設(shè)計(jì)報(bào)告20分根基局限50分發(fā)揚(yáng)局限50分

五、寬帶前置放大電路一．任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)前置放大電路，使其在較寬的頻帶范圍內(nèi)具有良好的直流和交流特性。電路包括輸進(jìn)阻抗匹配、無(wú)源衰減網(wǎng)絡(luò)、有源放大等環(huán)節(jié)，采納單端輸進(jìn)單端輸出方式實(shí)現(xiàn)信號(hào)變換，電路方框如圖A-1所示。輸輸進(jìn)輸出輸進(jìn)阻抗匹配單元無(wú)源衰減網(wǎng)絡(luò)有源放大電路單片機(jī)及顯示裝置圖A-1二．要求2．1根基要求〔1〕輸進(jìn)阻抗：直流輸進(jìn)阻抗50Ω和1MΩ可選，準(zhǔn)許誤差2%?！?〕輸進(jìn)過(guò)載能力：50Ω阻抗可承受5V輸進(jìn)過(guò)載，1MΩ阻抗可承受36V輸進(jìn)過(guò)載，過(guò)載時(shí)刻不低于1分鐘?！?〕直流零點(diǎn)：輸進(jìn)短路時(shí)，電路輸出直流電壓偏離零點(diǎn)在2mV范圍內(nèi)。〔4〕大信號(hào)1倍放大寬帶特性：輸進(jìn)峰值為1V的正弦信號(hào)，電路的工作帶寬為DC～10MHz，在1MΩ輸進(jìn)阻抗條件下測(cè)試，示波器監(jiān)視無(wú)明顯失真?！?〕大信號(hào)衰減10倍帶寬特性：輸進(jìn)峰值為5V的正弦信號(hào)，電路的工作帶寬為DC～10MHz，在1MΩ輸進(jìn)阻抗條件下測(cè)試，示波器監(jiān)視無(wú)明顯失真。(6)用單片機(jī)和顯示裝置顯示輸進(jìn)信號(hào)頻率。2．2發(fā)揚(yáng)局限〔1〕10倍放大帶寬特性：輸進(jìn)峰值為0.1V的正弦信號(hào)，放大10倍，電路的工作帶寬為DC～10MHz，示波器監(jiān)視無(wú)明顯失真?！?〕大信號(hào)1倍放大擴(kuò)展寬帶特性：輸進(jìn)峰值為1V的正弦信號(hào)，電路的工作帶寬為DC～35MHz。〔3〕輸進(jìn)峰值為0.1V正弦，設(shè)置衰減10倍，再放大10倍，電路工作帶寬為DC～35MHz，輸出信號(hào)的幅度過(guò)沖可操縱在理論輸出值的10%內(nèi)?！?〕在〔2〕的條件下，輸出阻抗盡可能小?！?〕特色創(chuàng)新。三、講明1．該電路要求選用三個(gè)以上TI公司的器件〔單片機(jī)和模擬器件〕。2．根基局限在放大電路負(fù)載開路的條件下測(cè)試。發(fā)揚(yáng)局限在放大電路帶1kΩ電阻負(fù)載下測(cè)試。3．有源放大電路采納正負(fù)5V電源，電源可由外部直截了當(dāng)提供。4．狀態(tài)的選擇可由手動(dòng)開關(guān)實(shí)現(xiàn)，禁止輸進(jìn)輸出端直通短接。5．電路中設(shè)置有必要的測(cè)試點(diǎn)。四．評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容得分設(shè)計(jì)報(bào)告20分根基局限50分發(fā)揚(yáng)局限50分六、鐵軌的傾角和間距測(cè)量裝置一、任務(wù)設(shè)計(jì)并制作一種可對(duì)兩條鐵軌之間的寬度和高度差進(jìn)行測(cè)量的裝置。二、要求根基要求〔1〕、寬度測(cè)量范圍：150±20毫米〔樣機(jī)制作寬度為50MM〕，寬度測(cè)量誤差小于1毫米?！?〕、傾角測(cè)量范圍0――30度，測(cè)量誤差小于0.1度?！?〕、可實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)中測(cè)量，即有兩個(gè)小輪在軌道上運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)快速測(cè)量，運(yùn)行速度0.1M/S?！?〕、具有數(shù)顯功能。提高局限〔1〕、可實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和讀出，具有微打或USB接口?！?〕、可記錄軌道誤差點(diǎn)和原點(diǎn)〔可設(shè)定〕的距離