第五屆電子電路設(shè)計大賽

一、遠程溫濕度測量系統(tǒng)一、

任務(wù)制作一個遠程溫濕度測量儀，該測試儀具有溫濕度測量和遠程顯示等功能。其結(jié)構(gòu)框圖如下：二、要求1、根基要求〔1〕通過可編程操縱器或單片機、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%，溫度測量范圍0℃～120〔3〕可用電池供電；2、發(fā)揚局限〔1〕設(shè)計紅外二極管發(fā)射電路和紅外接收電路，實現(xiàn)溫濕度數(shù)據(jù)的正確可靠發(fā)送和接收；〔2〕設(shè)計射頻發(fā)射電路和接收電路，實現(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，無線傳輸距離>5米；〔4〕采納外構(gòu)發(fā)射電路和接收電路，實現(xiàn)溫濕度數(shù)據(jù)的正確可靠發(fā)送和接收；三、評分標準內(nèi)容得分設(shè)計報告20分根基局限50分發(fā)揚局限自制50分外購20分二、簡易電能質(zhì)量監(jiān)測裝置一．任務(wù)設(shè)計并制作一個能同時對一路工頻交流電的頻率、電壓有效值、電流有效值、有功功率、無功功率、功率因數(shù)、諧波等進行測量的數(shù)字式電能質(zhì)量監(jiān)測裝置〔圖C-1虛線框內(nèi)電路〕。為便于本試題的設(shè)計與制作，設(shè)定待測的交流輸進電壓100～500V，待測的交流輸進電流2～10A均經(jīng)由相應(yīng)的變換器轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的1～5V交流電壓。圖C-1二．要求2.1根基局限〔1〕測量交流輸進電壓有效值。頻率：50Hz；測量范圍：100～500V；正確度：±1％?！?〕測量交流輸進電流有效值。頻率：50Hz；測量范圍：2～10A；正確度：±1％?！?〕測量并顯示有功功率P、無功功率Q、視在功率S及功率因數(shù)PF?！?〕自制直流電源。2.2發(fā)揚局限〔1〕測量交流輸進電壓頻率，精度為±0.5%。〔2〕采納LCD顯示，能夠同時顯示一個周期的輸進電壓、輸進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，電流諧波含有率計算方法同電壓諧波含有率。測量至5次諧波，采納列表和百分數(shù)形式顯示，測量誤差＜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)試時可用函數(shù)發(fā)生器輸出的正弦信號電壓作為一路交流電壓信號；再經(jīng)移相輸出代表同一路的電流信號，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，可采納函數(shù)發(fā)生器輸出的對稱方波信號。電壓基波、諧波的測試可用函數(shù)發(fā)生器輸出的對稱方波作為標準信號。3．這道題目不得采納電能計量專用芯片實現(xiàn)。四．評分標準內(nèi)容得分設(shè)計報告20分根基局限50分發(fā)揚局限全部4項50分第1項5分第2項15分第3、4項30分

三、太陽能樓道感應(yīng)延遲照明燈操縱設(shè)計任務(wù)設(shè)計并制作一個以太陽能為電能源的樓道LED路燈照明裝置。該裝置以太陽能為能源，鉛酸蓄電池為蓄能部件和相關(guān)電路工作的電源。實現(xiàn)有人過往時路燈的自動點亮，之后，延時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，即在太陽能供電缺少情況下自動轉(zhuǎn)為交流220伏供電。要求根基要求〔1〕設(shè)計并制作太陽能光伏板對電池的充電裝置。〔2〕設(shè)計并制作以電池為電源的LED路燈節(jié)能照明裝置?！?〕設(shè)計并制作以太陽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)揚局限〔1〕給蓄電池加上充、放電保衛(wèi)裝置。防止過充電和過放電?！?〕給聲控電路增加制止瞬時噪聲〔如夜間雷電、過往車輛喊笛等〕引起誤動作的功能電路?！?〕采取各種措施落低蓄電池的工作電流，延長電池工作時刻?！?〕采納雙電源供電，即在太陽能供電缺少情況下自動轉(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。評分標準內(nèi)容得分設(shè)計報告20分根基局限50分發(fā)揚局限全部完成50分完成1、2項各15分完成3、4項各10分四、運水機器人一．任務(wù)如圖B-1所示,有A、B、C三個區(qū)，A區(qū)為給水區(qū)，有給水裝置〔簡稱A容器〕，B區(qū)為輸送線路，C區(qū)為存水區(qū)，有存水裝置〔簡稱C容器〕。在競賽開始時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，競賽開始把C容器清空。設(shè)計一套自動送水機器人系統(tǒng)，由送水機器人〔以下簡稱小車〕將水從A區(qū)通過B區(qū)運至C區(qū)。該系統(tǒng)包括A區(qū)的自動〔或手動〕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水和自動貯水功能?！?〕小車可顯示運水量和運水時刻?！?〕小車內(nèi)的貯水器水溢出時有自動報警功能。〔4〕在1分鐘內(nèi)運送盡可能多的水?！?〕小車及安放的運水容器總垂直高度不得超過300mm，小車內(nèi)的儲水裝置容量小于等于600ml,口徑小于100mm。小車所載的水卸到C容器采納自動貯水。2．2發(fā)揚局限〔1〕A區(qū)給水采納自動方式完成?！?〕小車在1分鐘內(nèi)完成100ml定量自動取水、送水和貯水，誤差＜5%。〔3〕小車在盡可能短的時刻內(nèi)，完成1000ml自動取水，送水和貯水，誤差＜5%?！?〕小車在1分鐘內(nèi)運送100ml水時必須繞過D障礙物〔放置在B區(qū)，距黑色引導(dǎo)線5cm的任意一點，直徑為5cm，高度10cm的黑色園柱體〕。〔5〕其它特色與創(chuàng)新。三、講明小車運行過程中不得人工參與，小車要自備電源，不得有任何外部引線。四．評分標準內(nèi)容得分設(shè)計報告20分根基局限50分發(fā)揚局限50分

五、寬帶前置放大電路一．任務(wù)設(shè)計一個前置放大電路，使其在較寬的頻帶范圍內(nèi)具有良好的直流和交流特性。電路包括輸進阻抗匹配、無源衰減網(wǎng)絡(luò)、有源放大等環(huán)節(jié)，采納單端輸進單端輸出方式實現(xiàn)信號變換，電路方框如圖A-1所示。輸輸進輸出輸進阻抗匹配單元無源衰減網(wǎng)絡(luò)有源放大電路單片機及顯示裝置圖A-1二．要求2．1根基要求〔1〕輸進阻抗：直流輸進阻抗50Ω和1MΩ可選，準許誤差2%?！?〕輸進過載能力：50Ω阻抗可承受5V輸進過載，1MΩ阻抗可承受36V輸進過載，過載時刻不低于1分鐘?！?〕直流零點：輸進短路時，電路輸出直流電壓偏離零點在2mV范圍內(nèi)。〔4〕大信號1倍放大寬帶特性：輸進峰值為1V的正弦信號，電路的工作帶寬為DC～10MHz，在1MΩ輸進阻抗條件下測試，示波器監(jiān)視無明顯失真。〔5〕大信號衰減10倍帶寬特性：輸進峰值為5V的正弦信號，電路的工作帶寬為DC～10MHz，在1MΩ輸進阻抗條件下測試，示波器監(jiān)視無明顯失真。(6)用單片機和顯示裝置顯示輸進信號頻率。2．2發(fā)揚局限〔1〕10倍放大帶寬特性：輸進峰值為0.1V的正弦信號，放大10倍，電路的工作帶寬為DC～10MHz，示波器監(jiān)視無明顯失真。〔2〕大信號1倍放大擴展寬帶特性：輸進峰值為1V的正弦信號，電路的工作帶寬為DC～35MHz?！?〕輸進峰值為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，輸出信號的幅度過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以上TI公司的器件〔單片機和模擬器件〕。2．根基局限在放大電路負載開路的條件下測試。發(fā)揚局限在放大電路帶1kΩ電阻負載下測試。3．有源放大電路采納正負5V電源，電源可由外部直截了當提供。4．狀態(tài)的選擇可由手動開關(guān)實現(xiàn)，禁止輸進輸出端直通短接。5．電路中設(shè)置有必要的測試點。四．評分標準內(nèi)容得分設(shè)計報告20分根基局限50分發(fā)揚局限50分六、鐵軌的傾角和間距測量裝置一、任務(wù)設(shè)計并制作一種可對兩條鐵軌之間的寬度和高度差進行測量的裝置。二、要求根基要求〔1〕、寬度測量范圍：150±20毫米〔樣機制作寬度為50MM〕，寬度測量誤差小于1毫米。〔2〕、傾角測量范圍0――30度，測量誤差小于0.1度?！?〕、可實現(xiàn)運動中測量，即有兩個小輪在軌道上運行，實現(xiàn)快速測量，運行速度0.1M/S?！?〕、具有數(shù)顯功能。提高局限〔1〕、可實現(xiàn)對測量數(shù)據(jù)的存儲和讀出，具有微打或USB接口。〔2〕、可記錄軌道誤差點和原點〔可設(shè)定〕的距離