2018年全国大学生电子设计竞赛“TI杯”H题解析

2019年电子设计转眼已经过去了快一个月了,从四天三夜的奋斗到华南理工的测速,再到综合测评,再到上海同济大学的一番旅游,真是不容易啊,我想作为广东省为数不多的国家一等奖,我想和大家分享这一番经验,如有不认同的地方还请大家多多反映,谢谢大家。
废话杂也不多说,直接上题目
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先给大家看看我们的作品
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看着很普通吧,没错就是很普通,大家很好奇怎么没有摄像头吧,哈哈在上还发回来途中被暴力的快递吧支架弄断了
废话不多说,作为本身三人小组中负责摄像头和电磁炮硬件的负责人以及制作者,我本次要分享的是电磁炮的制作和摄像头openmv,注意openmv4是本人根据官方原理图自己制作的,有兴趣的小伙伴可以联系下我qq913461865或者微信13423249685。
我先从电磁炮进行讲解
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**1.基本要求 
(1) 电磁炮能够将弹丸射出炮口。 
(2) 环形靶放置在靶心距离定标点 200~300cm 间,且在中心轴线上的位置 处,键盘输入距离 d 值,电磁炮将弹丸发射至该位置,距离偏差的绝 对值不大于 50cm。** 

大家看,电磁炮只要发射就可以拿到第一问的分数哦,看起来是不是很简单呀,于是大家纷纷上淘宝进行采购,傻眼了,没货了,我就属于没有买到的小对之一,怎么办,没有了,总不能凉拌,去买车票,回家睡觉去吧。遇到问题我们要解决。
遇到问题要解决,以后出来工作总不能都是买买买吧,还是取巧不得,来点干货,我们来看看电磁炮的制作原理吧
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在这里插入图片描述
一、电磁炮的结构和原理 电磁炮听起来很神秘,其实它的结构和原理很简单.电磁炮是利用电磁力代替火药曝炸力来加速弹丸的电磁发射系统,它主要由电源、高速开关、加速装置和炮弹四部分组成.目前,国外所研制的电磁炮,根据结构和原理的不同,可分为以下几种类型: (一)线圈炮:线圈炮又称交流同轴线圈炮.它是电磁炮的最早形式,由加速线圈和弹丸线圈构成.根据通电线圈之间磁场的相互作用原理而工作的.加速线圈固定在炮管中,当它通入交变电流时,产生的交变磁场就会在弹丸线圈中产生感应电流.感应电流的磁场与加速线圈电流的磁场互相作用,产生洛仑兹力,使弹丸加速运动并发射出去。
咱们的就是线圈炮,其实简单来说就是给由电容和线圈和一个开关组成,首先给电容充电,然后把线圈接到电容两端,电容放电,线圈产磁场,吸引铁性材料,于是炮弹发射出去了。没错就是这么简单,如果只要做出第一问,那么这样的要求就足够了。但是我们要做出第五问,这就需要我们对电磁炮有高要求了,电容的能量为w=1/2CU^2,可以看出来能量与电容和电压有关,于是我们有两种方案
(一)大电容 低电压
(二)小电容 高电压
我个人推荐采用第二种,因为在后续的要求中有时间的要求,可以看出来电压是二次方,明显更加的划算,小电容充电也会更快,这对我们发挥部分更加的有利呢。
由于题目要求采用直流稳压电源供电,那么直流高电压哪里来呢,有一个好东西叫逆变器,能够把直流电变成交流电,最后的交流电接一个整流桥加稳压管就可以得到我们要的高电压了。

那么我们的电磁炮需要的就是电源,逆变升压电路,发送电路,前面两个我们不需要制作,直接买就可以了,注意要买大功率的,充电才快,我推荐买220v的,不需要太高电压,毕竟我们需要发送的距离也就是2M到3M。那么我们需要解决的东西就是发送装置了,一个开关,一个电容,一个线圈,我们最后再说线圈,因为那里是最有讲究的,如何制作出符合我们要求,射程2-3m的距离是个大学问。开关我们选择可控硅,也就是晶闸管,能够耐很高的电压和大电流,我们用220V电压,为了质量保证我们可以选择高电压的比如1Kv的,为啥这么选呢,等我讲线圈的制作你就知道了。
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