2021全国电赛H题回顾

文章目录[隐藏]

关于选题
关于选择模块
关于自制电器
总结

在2021年11月4日8：00----11月7日20：00，我和我的队友一起参与了全国大学生电子设计竞赛。
我们是属于那种没有学习多久，没有太多经验的小白。这次电赛经历对于我们来说更多的只是增长经验与教训。
我想从选题，选模块，制定方案等方面回顾一下我此次的电设比赛。

关于选题

我们只在今年暑假时进行了电赛培训，当时做的是19年的纸张测数装置，采用的是FDC2214模块。通过该模块的电容值变换来确定纸张的数量，当时我们测了30张左右。也对比赛的软件和硬件部分有了一定的熟悉。
其他类型的题，如控制类小车，信号类以及一些对硬件要求很高的题我们都没有尝试过，也觉得暂时我们没有实力在短短的比赛时间内完成。所以在此次比赛中，我们首选的也是测量类题。
我们可以先看看该题的技术要求。

其实参加比赛的人应该很多人都可以发现这道题与17年的K题几乎一模一样，只是提出了相位与谐波的要求。
但是组委会可能屏蔽了网上17年题目解法的一些信息。因为那时候我们在网上查的时候，一些图片直接被屏蔽掉了，查看不了。
可能也是我们第一次比赛太天真了，以为有往年相似的题就可以比较容易的做出来。但从今年的情况来看，我们学校有三个组选择这个题但都没做出来。包括我了解到的似乎很多人都没做出来或者说没有完整的做出来。
现在从网上找到的成功作品也大多数是F题智能送药小车。H题的我一个也没有找到。
第一步选题往往是最关键的，这代表着你选定了一个方向。
大家可以从这几个角度来思考选择题目的问题，当然需要思考的方向有很多，这只是个人的看法。

关于选择模块

这次我们参考了17年的比赛方案，发现大多数人用到的都是CS5463模块。这种模块。此芯片具有测量瞬时电压、瞬时电流、瞬时功率、电压有效值、电流有效值、功率有效值及电能计量的功能。而且也有完善的例程可以参考。所以我们当时的第一个方案就是采用这个模块。

价格也不算太贵。但问题在于这个模块库存实在是太少，我们买的这个模块迟迟不发货，我们那时候估计可能电赛比完都发不了货。
无奈之下第二天只好买了替代模块SUI-101A。

这个也给了例程和说明书，问题在于这个给的资料实在太少，在网上也没有找到成功的案例。这个模块来时，先一直在调串口的代码。
后面我们想用一个小的交流电去接这个模块看看这个模块能否发送数据，发送的数据是怎么样的。但离谱的是我们学校实验室的所有交流电源都在另一个校区，自己搭的电路耗时又比较久。那就只能接市电了。
（这里也发现了信号发生器发送不了交流电流信号）
题目其实要求的是测量模块要连接220V，我们那时候其实挺怂的，因为要把插排里的线直接接到模块上，所以我们那时候焊接与制作都非常小心。

连接完大概是这样子。
也有连接的图示

后面我们直接插上市电去测，首先我们采用的是说明书自带的自定义协议说明，但发现仍然无法接收到数据。

说明书内还说明modbus协议可用。

但这个协议我们没有接触过，而且用keil写不了要用STM32原本的软件去写，这些我觉得在短时间内我们都无法实现。
这时候听说SUI-101A用I2C协议可以写成功，我们又去尝试了一遍，但结果仍然不理想，不是数据乱码而是完全的没有数据。
这个时候我们其实就已经有点想放弃了。
其他组的同学忘记用的是arduino还是exp那个他们在网上找到了一个modbus的例程，但最后也无法发送数据。
这个时候我们已经怀疑是这个模块本身的问题了，后面用示波器去测模块每个接口产生的电平变换，发现每个接口都会有电平变换，但是模块上面的电阻，电容也会产生类似01的电平变换！
这个时候已经来到了第三天的晚上，我们快乐的吃起了夜宵，准备弃赛躺平。

我们从中也得到了教训，因为我们的方案只制定了两个，一个是CS5463，一个是SUI-101A，哪知道一个模块没库存一个模块测不了，第一天在淘宝上搜的时候电流测量模块没搜出来几个，而第三天搜的时候突然蹦出来很多。

但这个时候我们已经没有时间再去买模块和等快递了。
所以大家以后一定要把相关的模块每个都备一下，万一你测试的模块出了问题用不到就麻烦了。不怕多就怕少。

关于自制电器

题目基本要求第四问中提出了自制电器一与电器二电流值相差不超过1ma,且相位不同并要具有谐波。并且电器一只由电阻，电容，二极管组成。电容产生相位变化，二极管可产生谐波。
那时候我们以为自制电器只能由这三个元件组成，但需要承受220V的市电，于是我们采用的功率电阻的方案。
铝壳电阻是外表面使用铝合金或者黄金铝壳进行封装，铝壳上有沟槽，起到增加散热性能的作用。它的体积相对较小，耐热性好，功率大，精度高。铝壳电阻的功率最高的可以达到200多瓦。一般用在电源，变频器和电机控制等电路中。但是铝壳电阻的成本比较高，所以价格也较高。
并且自制电器产生的电流需要在50ma以下，所以我们觉得通过串联功率电阻可以达到这个效果。

但后面比赛那边的人说可以用变压器，这个算作电源部分不算做自制电器部分。这个时候我们自制电器的制作就变得非常简单了。接上变压器后，电压表测的电压直接降至了13.16V。在通过简易的电路就可以达到效果

自制电器需要插进去插座，所以还要买几个插头。

连线如图所示

实物图忘记拍了
最后测得的实际电流17ma左右。