总述

备赛是以完成项目为节点进行推进的,但其本质并不在于完成项目,而在于在完成项目的进程中学习到东西,而要学到什么东西的过程,则要依赖于去完成更多项目,项目指导是本篇的讨论重点。

车类题目

以下列出的功能都是重中之重

包括但不限于以下功能:

超声波测距、定距显示器使用
陀螺仪加入PID控制蜂鸣器与LED控制
灰度、红外对管循迹继电器的使用
视觉特征识别(数字、图案)无线通讯(蓝牙或2.4G)
色块追踪舵机控制
编码器电机速度、位移控制

这些功能均不是一两句话就能讲的清楚的,用法灵活,涵盖范围较广,单论理论较难理解,因此需要在实际项目中体会。


万用板

万用板是必须要掌握和适配的核心项目,本项目贯穿整个电赛的备赛阶段,甚至到完赛阶段。发现万用板的哪个引脚存在问题,优化引脚安排,也是万用板项目中的改进手段之一。

核心与基础——stm32f103c8t6版万用板

进阶与稳定——stm32f103rct6版万用板

2024年参赛作品——TI M0万用板

接下来将会详细介绍stm32f103c8t6版万用板用到的零部件参数:

建议一次性购买5片PCB的用量多买点

以下采用了zave旗舰店和优信电子科技有限公司的材料,zave可以直接开发票,优信电子科技有限公司只需要联系客服也能开发票

模块(零件名称)购买地址(参数信息)购买数量(每片PCB)备注
12V转5V电源模块https://e.tb.cn/h.Tj6aonsNu2JXe5F?tk=w2YDecVx4ka1黑板固定5v单邮票孔
12V转9V电源模块https://e.tb.cn/h.Tj6aonsNu2JXe5F?tk=w2YDecVx4ka1黑板固定9v单邮票孔
6P排母https://e.tb.cn/h.T8yWgAZwQKyN7Rg?tk=BQGrec4aP3g46P单排(20只)——注意这里的个数是每买一件就有20个,而我们一片只需要4个,下文同理
4P排母https://e.tb.cn/h.T8yWgAZwQKyN7Rg?tk=BQGrec4aP3g44P单排(20只)
8P排母https://e.tb.cn/h.T8yWgAZwQKyN7Rg?tk=BQGrec4aP3g48P单排(20只)
20P排母https://e.tb.cn/h.T8yWgAZwQKyN7Rg?tk=BQGrec4aP3g320P单排(10只)
40P排针https://e.tb.cn/h.T8yiiwS6F7ChmVm?tk=7Nkmec44Tay多买点,剪断了用单排直针 2.54 铜
DC电源接口 https://e.tb.cn/h.T8y8YArgNUpICv5?tk=IIOEec44p3d1005 耐高温 5.5-2.1
船型开关 https://e.tb.cn/h.T8yklKQEvFq9kLL?tk=5OeWec4glZX2白色/2脚2档
12V电源https://e.tb.cn/h.Tj6NZfhI3bQzTIo?tk=gkRFec4S8G0112V一字型【2500mAh】配1A充电器
以下材料不固定有的话可以不用买
显示器 https://e.tb.cn/h.T8LBIsZNmlVqoBI?tk=7fkMec4PUme10.96寸白色OLED模块/4P,注意GND和VCC的顺序,非常重要
MPU6050模块https://e.tb.cn/h.T8ytsebCX67iu2a?tk=ZcJaec4qMBP1原装版本MPU6050模块/沉金工艺板镀金(焊直针向下)
c8t6主控 https://e.tb.cn/h.Tj6vu3XKs82SXBR?tk=V4NRec4rDJG1STM32F103C8T6不焊但送排针
rct6主控 https://e.tb.cn/h.Tj6ERbehZokDDiE?tk=iO21ec4JLuT1STM32主板+USB线(排针未焊接)——这个必须买这家店,否则板子插不上
tb6612 https://e.tb.cn/h.T8pg0U0ZSAu7wmF?tk=a761ec4FLQ11焊的时候芯片朝下,注意参考PCB的引脚位置以确定方向
编码器电机任意,有编码器就行,但要对着PCB确定一下引脚方向
灰度传感器任意,但要对着PCB确定一下引脚方向
超声波模块任意,但要对着PCB确定一下引脚方向
蓝牙模块任意,但要对着PCB确定一下引脚方向

排针与排母的安排:绿色框代表使用排母,蓝色框代表使用排针


平衡小车(基础)

学习意义:学习编码器电机速度控制、陀螺仪与PID控制理论;学习PCB电路板设计,电源电压分配

最为基础的平衡小车只需要借助编码器与陀螺仪回传的信息,使用PID控制理论,控制小车电机实现小车平衡自立即可

这种精度的PID控制其实在日后出现的次数不多。


2021年智能送药小车(F题)(核心与基础)

学习意义:学习OPENMV的视觉巡线、K210的神经网络识别、灰度传感器巡线、灯光与蜂鸣器控制、双车通讯

可以参考b站的代码,但一定要移植到万用板上自己做出来,只跑别人的代码没有任何意义

在循迹上可以参考这个项目,万用板也是基于这个项目逐渐升级起来的:https://oshwhub.com/yuiasami/xiao-che

  • 主控板:本题能够使用stm32f103c8t6实现,但c8t6的引脚过少,也可使用rct6
  • 视觉:openmv不支持神经网络,k210支持
  • 双车通信:基于hc-06蓝牙模块实现双车通信
  • 药物识别:红外检测器,可以将压力检测转化为光敏电阻检测
  • 循迹方面:六红外对管模块,红外对管,见P27灰度传感器利用光敏二极管,在识别到颜色变化时会改变输出信号,单片机对七路信号同时采集,实现对偏差范围的测量,再将偏差传入角度环进行运算,得出两轮应当有的偏差数值,最终将输出PWM控制信号进行改变来实现转向。
  • 前往病房:openmv模板匹配数字识别,或k210神经网络数字识别
  • 从病房返回:基于编码器的位移记录
  • 里程计算:因为20ms这个单位速度再怎么变化也不会变得很多,就可以近似看成瞬时速度
  • openmv:主要实现病房标号、十字路口的识别

子项目 2022年电赛C题小车

在完成智能送药小车项目后,可以凭借已有的知识独立完成本题,本题考察的点有:双车通讯、视觉或灰度传感器巡线、特征识别与距离检测

题目链接如下:

题目

C题参考项目:https://oshwhub.com/yanzhen6455225/2022dian-zi-she-ji-jing-sai-xing


2023 年运动目标控制与自动追踪系统(E 题)(进阶)

学习意义:学习PID、视觉与二维舵机控制

题目:https://wusiyuan.blog.csdn.net/article/details/132073292

可以参考b站的代码,但一定要移植到万用板上自己做出来,只跑别人的代码没有任何意义

本项目仅使用OPENMV的实现效果并不好,届时大家可以用我的树莓派或者自己买一个跑起来试试


2024年自动行驶小车(H题)(进阶)

学习意义:学习PID与陀螺仪控制,如何在不依赖视觉的情况下完成题目

题目链接:题目


2019年无线充电循迹小车(A题)(进阶)

学习意义:学习超级电容与无线充放电优化,写死程序的小车控制,如何在不依赖循迹模块进行循迹

题目链接:题目