电赛入门建议与指导文档
一、引言
电子设计大赛(简称“电赛”)是针对全国大学生的综合性电子设计竞赛。它旨在激发学生的创新意识,提高学生的实践能力和团队协作能力。有大部分院校支持电赛保研,并且电赛也是含金量极高的简历项目;所以对于初次参加电赛的同学来说,了解电赛流程并且快速入门,成为了首要解决的问题。
二、电赛流程
总体流程
校赛->确定进入省赛->备赛->竞赛器件清单发布->采购器件->省赛赛题发布->开始省赛->结束竞赛对作品封箱->作品测评->团队综合测评->出省赛结果;
比赛时间
校赛是由学校自行组织,时间并不统一。有的采用一个月完成校赛提供的项目,有的采用封闭式竞赛,在实验室内完成竞赛要求。省赛通常在7月份,需要注意的是7月份通常是在暑假期间,大家需要做好留校准备。双年最高是省赛,单年最高是国赛,今年是2024年为双年,只举办省赛。
校赛
比赛流程是各大高校先进行校赛,由学生组队报名,一队3人。校赛题目由学校组织发布,具体根据学校的安排。
竞赛器件清单
清单内容参考官方论坛:https://bbs.nuedc-training.com.cn/thread-1673-1-1.html ,器件清单通常在比赛前一周发布,发布之后赶紧购买相关器件,因电赛的热度非常高,当赛题真正发布的时候,你就会发现已经断货了。所以在购买器件和相关模块时,不要舍不得花钱,在经费充足的情况下,一定要购买最好的,多买几个。
省赛
一个省份内的各大高校进行统一时间的半封闭式竞赛,省赛的题目由电赛官方发布,学生团队在学校的实验室内完成,团队可以集体商讨设计思想,确定出设计方案,进行分工,以队为基本单位独立完成竞赛任务。但是在竞赛期间不允许与任何队外人员进行任何形式的指导或引导,包括教师和除队友外的同学;并且在竞赛期间参赛学生不能与队外任何人员交流讨论。有时还会有官方人员进行巡查。另外,竞赛所需设备、元器件等均由各参赛学校负责提供,要求在4天3夜内完成项目设计和项目报告,后统一参加项目测评,测评地点为各赛区组织省赛的院校,测评内容就是根据电赛官方提供的计分表进行打分。如果分数高还会进行综合测评。
综合测评
评测时间,一般是上午8点开始,下午3点结束,中间无休息时间采用的是全封闭的评测方式,包括现场无网络,并且不能使用手机等电子设备;常用的电子软件,如multisim、滤波器设计软件,可以U盘拷贝的方式带进测评现场;情况允许的情况下,准备自己常用的烙铁和焊锡等工具,以防现场准备的质量不高;电阻电容等器件可以准备,但是否可以带进去,看现场的政策;测评报告为完全手写,预先准备好2支笔。现场一般会提供专用纸张;测评的电路板和报告直接留在测评现场,不用也不能拿出。
国赛
因今年是2024年为双年,不举办国赛,这里不再说明国赛的具体内容。
比赛规格
分校赛、省赛、国赛
比赛时长
4天三夜 现在应该大概明白了竞赛流程,但是要如何备赛呢?
三、获取和理解比赛要求
1. 仔细阅读比赛规则
获取最新的比赛规则和要求,确保对比赛流程、评分标准等有全面的理解。电赛培训网。有一个非常经典的案例,要求屏幕显示波形和UI,波形显示+10分,UI设计+10分。
按照正常思路,大家会选择把波形显示出来之后再根据提供的UI参考图,完成UI设计的分数。但是如果你的波形做不出来,可以把UI设计的分给拿了,不必这么拿捏的死死的。
2. 研究历年赛题
通过分析历年的比赛题目,可以了解比赛的难易程度、题目的类型和方向,为选择题目方向和准备比赛策略提供参考。
- 如何收集赛题资料?
- 官方网站与资料 。访问电赛的官方网站或相关学术机构网站,这些地方通常会发布历年的赛题及其要求,比如首页_大学生电子设计竞赛 全国大学生电子设计竞赛培训网
- 师长和校友 。询问参加过电赛的学长学姐或校友,他们可能有保存的赛题资料或有实战的建议和反馈,甚至在竞赛前请求帮助备战也不是不可以。
- 网络资源 。查找网络论坛、专业社交媒体群组或技术博客,这些平台上可能分享有历年赛题的分析和讨论,比如知乎、CSDN、立创开源硬件平台、B站、gitee等。
这里提供一个带有教程视频的国赛项目:21电赛送药小车裸机版视频教程【立创·梁山派GD32F470】电机舵机驱动、软件代码调试、PID调试、K210数字识别、巡红线环的调试与实现、药物检测哔哩哔哩_bilibili
- 如何分析赛题特点?
将收集到的赛题进行标注类别(如模拟电路、数字电路、综合应用等),并尝试分析每个类别题目出现的频率和趋势,按照目前的趋势,视觉识别几乎是期期有,次次重要。还有技术难度,需要评估每个题目的技术难度,包括所需的基本知识、技能和技术创新水平,根据团队的技术缺陷确定选题,是合适做电源类题目还是控制类题目等,如细分下去发现还是有缺陷,则需要快速找到资源进行学习。
- 学习优秀作品并实践练习
寻找历年的获奖设计案例,仔细研究他们的设计报告和实际作品,重点学习优秀作品在设计思路、问题解决方法和技术创新上的处理方法。如果可能,了解评审对这些作品的评价和反馈,深入理解评审标准。
【2021年国赛】F题-送药智能小车
【2021年国赛】I题-具有发电功能的储能小车
【2021年国赛】 J题 -周期信号波形识别及参数测量装置
在确定团队的选题方向后,选择几个历年的相关赛题,按实际比赛的要求尝试完成设计。这不仅能提升团队的技术能力,还能帮助团队深入理解赛题的特点和难点。要注意的是一定要多与团队成员一起讨论这些赛题,分享彼此的见解和解决方案,电赛很忌讳一人打工二人围观。
四、基础知识和技能提升
1. 掌握电路理论基础
从最基本的电压、电流、电阻开始,逐步掌握欧姆定律、基尔霍夫电压定律(KVL)和基尔霍夫电流定律(KCL)。详细了解电阻、电容、电感、二极管、晶体管等被动和主动元件的工作原理及其应用。区分模拟电路和数字电路的基础知识,包括放大器、振荡器、逻辑门等。这里的内容可以只需要了解,至少在焊接时知道往哪里焊,焊什么。
2. 熟悉微控制器和编程
了解不同类型的微控制器(如MSP、STM32),它们的特点和应用场合,选择一款作为电赛的主要发挥方向,电赛要的就是快,与其全部了解,不如精通一款,这样在遇到问题时能够快速排故,而不是打开百度盲目的查找解决方法。
参考入门文档:
第3章.【立创·梁山派GD32F470ZGT6】入门教程资料
【立创·天空星STM32F407VET6】入门手册
【立创·天空星GD32F407VET6】入门手册
【立创·GD32E230C8T6】入门手册
【立创·ESP32S3R8N8】Arduino入门手册
【立创·ESP32S3R8N8】MicroPython入门手册
【立创·ESP32S3R8N8】IDF入门手册
第04章.【立创·实战派ESP32-C3】文档教程
学会基础的编程技能,如C或Python,重点是能够控制微控制器的GPIO、读取传感器数据、控制PWM输出、与模块进行串口通信等。通过完成如LED灯闪烁、温度传感器读取等简单项目来巩固学习,必须要掌握三大常用协议的使用方法:I2C/SPI/串口,大多数的模块都是基于这三个接口进行设计的。开头举例的python大多是用在视觉识别模块上,例如OpenMV4和K210等,它们都是基于Python进行编程的。
3. 项目设计实践
实践电路的焊接、调试以及使用基本的测量工具(万用表、示波器)进行电路测试。寻找历年的获奖设计案例进行复刻,只有实践过才能够“速通”。要想快速完成,模块少不了,例如你要完成一个波形发生器,要求产生一个1KHz的方波。没有准备的人还在想着搭什么电路,怎么编程。而有准备的人,拿一个模块通电就完成了这个要求。除了特殊说明外,官方并没有限制你打电赛必须要画电路,必须要产品级的体验,所以大家不用太过保持一种完美的心态。先用杜邦线快速验证,验证的成功后焊到洞洞板上固定,为什么要固定?因为每一期电赛的测评阶段,总有人骂骂咧咧“要不是接触不良,我就省一了”,使用固定的、稳固的板子/器件/模块是很重要的。
加强对C语言的知识巩固,熟悉至少一款微控制器。在比赛中几乎都有使用到微控制器的身影,例如采集电压变化、控制电机运动、波形变化调整、图像识别分析等功能,都可以使用现成的模块做出,而模块为了提高效率都要有一个微控制器进行通信,微控制器以目前常用的32位单片机为主,例如STM32/GD32/CW32等。使用生态完善的微控制器,可以更快的解决问题。
电赛4天3夜,如何在最快速的时间内完成竞赛要求?
快快快,打电赛最重要的是快。那么如何快?
- 快速原型设计:借助于现有的开发平台和工具比如开发板,可以快速搭建起原型系统。这些平台大多具有丰富的资料和库函数,能够加速开发进程,而不是需要你从头到尾的搭建电路。
- 模块化设计:将系统分解为多个模块,每个模块负责一项具体的功能。这样不仅有助于团队分工,还能简化调试过程,例如题目为制作一辆循迹小车,需要电机驱动,屏幕调试,循迹识别等,这样就可以分成三人一起完成,再由负责人整合完成项目。
- 利用现成的解决方案:在不违反比赛规则的前提下,可以使用市面上现成的模块资源,这可以大大节省开发时间。例如之前所说的循迹小车题目,电机驱动可买驱动模块,屏幕调试可以买资料丰富带技术支持的厂家屏幕,循迹识别可以买循迹模块等。
- 充分利用网络资源:互联网上有大量的电子设计相关的论坛、社区、开源项目等资源。比赛中遇到的问题很可能已经有人遇到并解决了,学会搜索和利用这些资源可以节省大量时间,必要时寻求指导老师或行业专家的帮助,不要让问题拖延过长的时间,当一个问题有超过10分钟没有解决方法时,就不要盲目调试了,是使用请求”“外援“。
- 演示和报告准备:在比赛中,一个清晰、凝练的演示和报告同样重要。提前准备,注重展示自己设计的特色和创新点。
五、电赛必备工具
- 焊接工具:
- 焊接台:用于固定电路板和电子元件。
- 电烙铁:焊接小型电子组件必备。
- 焊锡和焊膏:用于焊接电路。
- 助焊剂:帮助焊接过程更顺畅。
- 脱焊吸锡器/吸焊带:用于去除多余的焊锡。
焊接教程:
https://space.bilibili.com/3493269579237436/channel/collectiondetail?sid=1345933&ctype=0
- 电子测试和测量工具:
- 数字万用表:测量电压、电流、电阻等基础参数。
- 示波器:观察信号的波形和频率。
- 逻辑分析仪:分析数字信号。
- 信号发生器:生成各种波形的电信号。
- 功率供电器:为电路提供稳定的电压和电流。
- 工具套件:
- 螺丝刀套装:包括不同大小和类型的螺丝刀。
- 钳子和尖嘴钳:用于修剪导线和精确操作小型组件。
- 剥线钳:快速剥去电线外皮。
- 万能板/面包板:用于快速搭建和测试电路设计。
- 电线和跳线:连接电子元件和构建电路。
- 热胶枪:快速固定物体;
- 无线调试器:远程下载代码到开发板中;
- 软件工具:
嘉立创EDA标准版/Proteus:可以用于电路基础仿真;
嘉立创EDA专业版:用于绘制电路原理图和PCB布局,方便焊接与后期撰写设计报告;
Keil、MPLAB、IAR Embedded Workbench:用于微控制器的编程和调试,再加上串口调试工具;
另外,立创开发板除了个别开发板外,都配备了模块移植手册,收集并移植除了电源模块外的市场上常用的电子模块,包括显示类、传感器类、通信类、控制类等100+模块。
第4章.【立创·梁山派GD32F470ZGT6】模块移植手册
【立创·梁山派-天空星】模块移植手册
【立创·GD32E230C8T6】模块移植手册
第07章.【立创·ESP32S3R8N8】模块移植手册
以下举一些电赛常用模块移植好的例子:
并基于往年电赛题目,设计与征集了基于开发板的电赛完成项目:
【2021年国赛】F题-送药智能小车
【2021年国赛】I题-具有发电功能的储能小车
【2021年国赛】 J题 -周期信号波形识别及参数测量装置