2012年CEAC大学生创新电子设计竞赛题目及要求

12012年CEAC大学生创新电子设计竞赛题目及要求一、参赛要求1.在校注册学生，每组不得超过3人，超过3人无效。2.二、三年级学生独立组队，可单独按级组评奖；也可参加高级组，但不可以降级参赛。3.如果参赛队伍中有高年级和低年级学生混合组队的情况，则按高年级学生参赛（即高级组）处理。二、参赛题目大三组：1、电动车跷跷板；2、运水机器人；3、基于红外线的目标跟踪系统。大二组：4、自动跑道车；5、循迹风动车；6、简易仓库安全报警装置。三、提供条件1、开放实验室：新实验楼405，配有示波器、稳压电源；新实验楼308配有计算机（晚上开放）；2、工具：数字万用表、电烙铁、尖嘴钳子、镊子、螺丝刀2A题电动车跷跷板（大三组）一、设计任务设计并制作一个电动车跷跷板，要求跷跷板起始端一侧装有可移动的配重物体，配重物体位置可调范围不小于400mm。电动车从起始端出发，按要求自动在跷跷板上行驶。电动车跷跷板起始状态和平衡状态示意图分别如图1和图2所示。图1起始状态示意图图2平衡状态示意图二、设计要求1．基本要求（1）先将跷跷板固定为水平状态，电动车从起始端A位置出发，行驶跷跷板的全程(全程的含义：电动车从起始端A出发至车头到达跷跷板顶端B位置)。停止5秒后，电动车再从跷跷板的B端倒退回至跷跷板的起始端A，电动车能分别显示前进和倒退所用的时间。前进行驶在1分钟内、倒退行驶在1.5分钟内完成。（2）跷跷板处在图1所示的状态下（配重物体位置不限制），电动车从起始端A出发，行驶跷跷板的全程。停止5秒后，电动车再从跷跷板的B端倒退回至跷跷板的起始端A，电动车能分别显示前进和倒退所用的时间。前进行驶在1.5分钟内、倒退行驶在3分钟内完成。901600mmAB配重物体90800mmAB70mm配重物体32．发挥部分（1）由参赛队员将配重物体设定在可移动范围中的某位置，电动车从起始端A出发，当跷跷板达到平衡时，保持时间不小于5秒，同时发出声光提示，电动车显示所用的时间。全过程要求在2分钟内完成。（2）在可移动范围内任意设定配重物体的位置（由测试人员指定），电动车从起始端A出发，当跷跷板达到平衡时，保持时间不小于5秒，同时发出声光提示，电动车显示所用的时间。全过程要求在3分钟内完成。（3）其他。三、说明1.跷跷板长1600mm、宽300mm。为便于携带也可将跷跷板制成折叠形式。2.跷跷板中心固定在直径不大于40mm的圆轴上，圆轴两端支撑在两个支架上，与支架圆滑接触。跷跷板在图2所示的平衡状态下，跷跷板底距地面或桌面的距离为70mm。3.允许在跷跷板面上画有寻迹线。4.电动车（含车体上的其它装置）的外形尺寸规定：长≤300mm，宽≤210mm。测试过程中电动车外形尺寸不允许变动。5.电动车不允许采用有线或无线遥控，电动车自身应具备转弯功能。6.电动车行驶距离的测量以车尾为基准。7.平衡状态的含义是：当跷跷板出现上下摆动，且B端底部与水平状态的偏移量≤60mm范围内时，可视为进入平衡状态。四、评分标准项目满分设计报告方案比较3设计与论证4系统组成、原理和电路图6测试数据与结果分析4设计报告的结构和规范性3总分20基本要求实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项24完成第（2）项18其他8总分504B题运水机器人（大三组）一、设计任务如图1所示，有A、B、C三个区，A区为给水区，有给水装置（简称A容器），B区为输送线路，C区为存水区，有存水装置（简称C容器）。在比赛开始时A容器装一定量的水，容器大小、水量及放置方式任意；B区有一条黑色引导线，引导线两端有两条与引导线垂直的黑色边界线，线宽不大于20mm；其尺寸如图2所示。C容器的口径不得大于100mm，高度不得低于250mm，放置方式在固定底板上自定，比赛开始把C容器清空。设计一套自动送水机器人系统，由送水机器人（以下简称小车）将水从A区通过B区运至C区。该系统包括A区的自动（或手动）给水装置；往返于A、C区之间的小车（小车及安放的运水容器总垂直高度不得超过300mm，小车上的储水装置容量不超过600ml，口径不大于100mm，小车上任意部分不得超出小车边缘50mm）；C区存水装置固定。图1参考图（单位：mm）图2线路图（单位：mm）CBA2000700700AC250500起始边线返回边线2000mm20线宽5二、设计要求1、基本要求（1）开始比赛时小车放置在A区黑色起始线的左侧，车轮不得压线。（2）A区给水方式采用手动或手动，注水完毕，启动小车，同时开始计时。（3）将水由小车运到C容器，停在右边线左侧，车轮不得压线，小车所载的水人工倒到C容器中。（4）卸水后，小车自动返回A区停在起车线的左侧，车轮不得压线。重复过程（2）、（3）。（5）第二次卸水结束，将容器放回小车，B容器接触小车时，终止计时。由测试人员记量C容器中的水量，计算单位时间的运水量。2、发挥部分（1）A区给水采用自动方式完成。（2）小车可显示运行时间（单位秒），向C容器注水结束，将容器放回小车，同步停止计时。（3）其它特色与创新。三、说明1．不管运水量多少，以单位时间的运水量分档记分。2.发挥部分的（1）也可维持手动注水，但该项不得分，以便完成其他内容。3．小车运行整个过程中不得人工改变小车的状态。4．测试进行两次，计最好成绩。四、评分标准项目满分设计报告方案比较3设计与论证4系统组成、原理和电路图6测试数据与结果分析4设计报告的结构和规范性3总分20基本要求实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项24完成第（2）项18其他8总分506C题基于红外线的目标跟踪系统（大三组）一、设计任务设计一个长×宽为200mm×180mm可万向自动旋转的红外线跟踪定位仪A和一个红外线发射器B，系统示意图如下。A与B之间无线连接，采用无线通信方式进行数据双向传输。发射器B端利用白炽灯（0～200W可调）模拟热源，跟踪定位仪A能实时定位跟踪发射器B，当达到定位精度要求。A中“”表示红外接收器，位置和数量自定；A、B间距离要求在1000mm～2000mm。二、设计要求1.基本要求（1）跟踪仪A的接收面绕X轴旋转的角度大于150°，小于180°，A绕Y轴旋转角度大于330°，小于360°。A在任意非初始位置时，按复位键能自动复位。A能搜索和定位目标B（B在工作空间内随机设置）。（2）B端设置0～200W功率可调的白炽灯（现场供电220V），设计功率调整单元。根据测试要求可在0～200W范围内任意设定白炽灯功率。7（3）在工作空间内根据测试要求，将B设置在3～4个不同的位置，同时在B端设置不同的加热功率。其间，跟踪仪A能自动搜索与定位B（时间≤60秒）。定位精度要求：A的法线方向与目标B之间的定位角度X与Y两个方向均不大于30°。完成定位后（达到定位精度要求），A端有声光提示。2.发挥部分（1）在基本要求中，跟踪仪A的搜寻定位时间≤10秒，定位精度≤10°。（2）跟踪仪A具有实时跟踪功能，即目标点B在距离跟踪仪A1000mm～2000mm的某个距离上，瞬间快速移动300～400mm，A能实时跟踪，定位精度≤10°，跟踪时间≤5秒，实时显示跟踪时间。（3）B沿X轴或Y轴某一方向运动，A跟踪达到极限位置时自动停止。当目标B失踪时，A端具有目标丢失显示功能，即显示：“XLOST”或“YLOST”。三、评分标准项目满分设计报告方案比较3设计与论证4系统组成、原理和电路图6测试数据与结果分析4设计报告的结构和规范性3总分20基本要求实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项15完成第（2）项15完成第（3）项15其他5总分508D题自动跑道车(大二组)一、设计任务自动跑道小车在制定的正方形跑道区域内运行，跑道尺寸如图。图中黑色的边框均为宽2cm的黑色胶带，小车在两个正方形的区域之间运行。不允许遥控小车参赛。120cm60cm小车二、要求1.基本要求小车自动运行一圈，共二次测试机会。2.发挥部分（1）小车自动运行二圈，共二次测试机会；（2）可连续运行五圈以上，用时少者为胜；三、评分标准项目满分设计方案比较39报告设计与论证4系统组成、原理和电路图6测试数据与结果分析4设计报告的结构和规范性3总分20基本要求实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项20完成第（2）项20其他10总分50E题循迹风动车(大二组)一、设计任务应用两个直流电机及螺旋桨装置作为小车的动力，控制方向驱动小车按轨迹行驶，小车底部的车轮为无动力装置的车轮，可以为玩具车改装，但不许使用遥控装置车体长度小于30cm，宽度小于25cm。轨迹如图所示，圆周为2cm宽的黑色胶带。80cm10二、要求1.基本要求小车自动运行一圈，共二次测试机会。2.发挥部分（1）小车自动运行二圈，共二次测试机会；（2）可连续运行五圈以上，用时少者为胜；三、评分标准项目满分设计报告方案比较3设计与论证4系统组成、原理和电路图6测试数据与结果分析4设计报告的结构和规范性3总分20基本要求实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项20完成第（2）项20其他10总分50F题简易仓库安全报警装置(大二组)一、设计任务制作一个简易的安全装置，应用检测元件制作仓库安全报警装置。当有火光接近时，进行声光报警；当有比较大的声音时，产生声光报警；当货物被移出固定的区域，进行声光报警。二、要求1.基本要求（1）可以检测火光，测量可检测距离；（2）可以检测声音，声音以裁判统一采用的声源为准，测量可检测距离；（3）可以检测货物移动，检测装置距物体的距离，测量可检测距离；11（4）以上检测均实现声光报警。2.发挥部分（1）当以上检测对象消失后，可以停止报警；（2）不用人为的干预，装置可以重新正常工作；（3）可以设置预防声音和货物移动功能的取消装置；（4）基本要求中各项检测指标性能状况比较；三、评分标准项目满分设计报告方案比较3设计与论证4系统组成、原理和电路图6测试数据与结果分析4设计报告的结构和规范性3总分20基本要求实际制作完成情况50发挥部分完成第（1）项10完成第（2）项10完成第（3）项10完成第（4）项15其他5总分50四、说明（1）各项检测功能的部件安装在同一固定的结构装置内；（2）电源线为一根220V交流电源线；（3）移动的货物用一个篮球替代；（4）不许使用遥控装置。