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A题 电动小车动态无线充电系统
使用TI的BQ51013B和BQ50012A芯片或模块完成无线充电电路,无线充电接收端要尽量靠近平板,且平板要尽量薄。
可使用5.5V的法拉电容,其容值根据小车行走时长来改变,体积尽量小。
使用红外对管做黑线巡迹。
单片机使用带FRAM的MSP430,充电时需要进入休眠状态。
整机调试完成后,去掉无用元件,加大LED灯的上拉电阻以减少功率,不使用小车原本的亚克力底盘,改用洞洞板或敷铜板,以减少小车重量,也可以切除无用的板材。
F题 纸张计数显示装置
1、电容充放电方案。
极板A、B构成平行板电容,极板B接地,极板A接上拉电阻充电,充电完毕后,接下拉电阻放电,测量充放电时长常数,来推算出电容的容值,可以使用模拟开关或继电器切换上、下拉电阻。
由于纸张数量不同,构成的电容容值不同,需要用模拟开关或继电器切换不同的上、下拉电阻。
2、RC振荡器方案。
使用文氏桥构成RC振荡器,整形后,用单片机外部中断对振荡进行计数,判断振荡频率来推算出电容的容值。
由于纸张数量不同,构成的电容容值不同,需要用模拟开关或继电器切换不同的R。
3、其它。
RC振荡器的响应速率会比电容充放电会快一些。
该题与电容触摸按键的原理类似,也就是QTouch技术。其代码可参考TI的430BOOST评估板,或者原子STM32的电容触摸按键。
G题 双路语音同传的无线收发系统
1、分立元件方案。
双FM调制解调器,语音A做一次FM调制,再用运放把已调的语音A和语音B相加,最后再做一次FM调制。
一次解调后通过低通滤波器得到语音B,再做一次FM调解得到语音A。
FM调制解调电路可参考高频电子线路。
可以使用电位器分压得到直流,再经过高频扼流圈耦合到VCO中的变容二极管以改变FM载波频率漂移。
2、单片机方案。
只做一次FM调制解调,其电路同方案1。
使用STM32同时对语音A和语音B采样,使用CIC内插将语音A上变频,再和语音B叠加一起,通过DAC输出到FM调制。
解调时,需要经过高低通两个滤波器分成两路信号,经过低通滤波器得到语音B,经过高频滤波器后进入ADC,利用STM32做CIC抽取再DAC输出得到语音A。
改变FM载波频率漂移的方法同方案1。
3、FPGA方案。
FM调制解调可使用高速ADC和DAC实现。DAC输出需要增加功率放大器。
高速ADC可使用ADC08200,高速DAC可使用DAC5662。
FPGA内部使用DDS做FM调制,使用DDC算法做FM解调。
其中语音A和语音B的处理和方案2相似,使用低速ADC和DAC做CIC内插和抽取。
使用电位器分压后,经过低速ADC,得到一个数字,再和DDS的频率控制器进行运算以改变FM载波频率漂移。
4、其它。
不建议使用74HC4046带VCO的锁相环做FM调制解调,载波频率达不到48.5MHz。
K题 简易多功能液体容器
使用HX711带支架的称重模块测量溶液的重量。
使用超声波AJ-SR04K 双头一体化模块测量溶液的液位,双头的模块死区为8cm,需要自制固定架。(不要用单头的,死区很大)
使用PH检测模块测量溶液的PH值。
利用PH可分辨出纯牛奶、白醋。
利用重量和液位可推算出溶液的密度,利用密度可分辨出纯净水、浓盐水、淡盐水、白糖水。
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