持续关注:后期会针对每一个类别给出典型器件型号以及这些器件的使用技巧!

我们要理解电子系统,首先就要将其各部分进行分解,理解每一个部分的主要功能、能够达到的性能指标,需要的外部条件,并且要知道各个部分之间是如何衔接的,也就是信号的流程和协议接口,有了这些在心里,面对任何一个项目都可以针对性地进行分解,并找出每个部位最适合用的器件,将这些器件搭配组织起来构成一个完整的体系;有了这些在心里,也就能够更有针对性地学习每一部分的知识。下图就是针对电子产品的一个简单分解:

基于上图的分解,我们将过去18年里9次大赛的元器件清单进行归类,如下:

  • 飞行器/智能车: 从地上到天上,到上一届的天上/地上协同,难说没有借鉴智能车大赛的题目,相信未来的题目会更系统化,有更多的元素加入进来。
    • 2017年:
      • 四旋翼飞行器,带防撞圈,外形尺寸(含防撞圈)限定为:长度≤50cm, 宽度≤50cm。
      • 遥控小车,外形尺寸:长度≤20cm,宽度≤15cm。 直径不大于 2.5cm 的硬质小球
      • 长方形四轮电动小车(长≥26cm,宽≥16cm,高≤20cm)。钢珠(直径≤14mm)
    • 2015年:带防撞圈的多旋翼飞行器,外形尺寸:长度≤50cm,宽度≤50cm;续航时间大于10分钟/带保护板的18650型、容量2000~3000mAh的锂离子电池
    • 2013年:带防撞圈的四旋翼飞行器(外形尺寸:长度≤50cm,宽度≤50cm;续航时间大于10分钟)
    • 2011年:小型电动车
    • 2009年:小型电动车
    • 2007年:小型电动车(最大尺寸300mm×200mm,高度不限)
    • 2005年:
    • 2003年:电动玩具车(外形尺寸:长≤35cm;宽≤15cm)
    • 2001年:电动玩具车(外形尺寸:长≤35cm;宽≤15cm)
  • 控制处理部分:要注意的是处理器的处理能力,要足够快才能干更多的活; 以及外设的连接,无外乎通过SPII2C总线连接外部的多个传感器、通过GPIO通过驱动电路控制电机等。虽然未来十年的比赛都是TI赞助,但由于TIMCU在高校的普及率并没有大的优势,而其主推的MSP430器件的可选择性比较有限,因此核心的处理器还是会以ST、NXP的MCU为主,随着树莓派在中国的普及,在比赛中树莓派也是一个选择,尤其是其强大的视频处理能力,成熟的开源代码拿了就能用。
    • 2017年:RX23T MCU(芯片型号R5F523T5ADFM)/单片机最小系统板
    • 2015年:RL78/G13 MCU 板(芯片型号 R5F100LEA)/单片机开发系统
    • 2013年:单片机最小系统板/R5F100LEA(瑞萨MCU)
    • 2011年:单片机最小系统板
    • 2009年:单片机最小系统板
    • 2007年:单片机最小系统板(仅含单片机芯片、键盘与显示装置、存储器、A/D、D/A)
    • 2005年:单片机最小系统板(仅含单片机芯片、键盘与显示装置、存储器、A/D、D/A)
    • 2003年:最小系统板(仅含单片机芯片、键盘与显示装置、存储器)
    • 2001年:单片机最小系统板(不含A/D、D/A等芯片)

      常用的器件 - STM32F407STM32F103MK60MSP430F169AT89C51

  • 数字逻辑器件/FPGA:在仪表、控制、通信等大类中FPGA都可以大有作为,只要需要或者能够通过数字逻辑/数字信号处理的部分都可以用上FPGA,大的fpga开发板不太方便用在项目中,小脚丫FPGA采用标准的DIP40封装,且供电、编程都集成在板上,可以非常方便地通过编程实现自己需要的功能而灵活地用在系统中。小脚丫团队设计了支持树莓派和Arduino生态系统的转接板,可以搭配所有为树莓派Arduino乃至PMOD打造的外设板卡、传感器模块等。
    • 2017年:可编程逻辑器件及其下载板
    • 2015年:PLD开发系统
    • 2013年:可编程逻辑器件及其下载板
    • 2011年:可编程逻辑器件及其下载板
    • 2009年:可编程逻辑器件及其下载板
    • 2007年:可编程逻辑器件及其下载板
    • 2005年:可编程逻辑器件及其下载板
    • 2003年:
      • 可编程逻辑器件下载板(仅含可编程芯片、下载电路、配置存储器)
      • 可编程逻辑器件
    • 2001年:
      • 可编程逻辑器件系统板(不含A/D、D/A等芯片)
      • 常用逻辑电路、可编程器件
  • 运算放大器/比较器:
    • 2017年:运算放大器/电压比较器/乘法器
    • 2015年:
    • 2013年:运算放大器/电压比较器/乘法器
    • 2011年:运算放大器、电压比较器
    • 2009年:运算放大器、电压比较器
    • 2007年:运算放大器、电压比较器
    • 2005年:运算放大器、电压比较器
    • 2003年:运算放大器、电压比较器/模拟开关
    • 2001年:运算放大器,电压比较器
      常用器件 - OPA227AD8056
  • ADC/DAC/DDS
    • 2017年:ADCDAC
    • 2015年:
    • 2013年:
    • 2011年:ADC、DAC
    • 2009年:ADC、DAC
    • 2007年:
      • ADC、DAC/1MHz采样频率的8位ADC
      • DDS集成芯片
    • 2005年:
      • ADC、DAC
      • DDS集成芯片
    • 2003年:ADC、DAC
    • 2001年:普通ADC、DAC,采样速率大于1MHz的8位ADC
      常用器件 - AD9288AD9708
  • 信号输入/传感器 - 各种传感器的应用场景、限制以及与这些传感器相应的算法
    • 2017年:角度传感器/超声/光电/液位(分辨率1mm)/酸碱度(PH值)/摄像头/激光笔
    • 2015年:三维角度传感器或电子陀螺仪/光电/角度/彩色摄像头(带AV端子)
    • 2013年:光电传感器/角度/超声/红外
    • 2011年:光电传感器/角度/超声/红外
    • 2009年:光电传感器
    • 2007年:光电传感器/角度
    • 2005年:光电传感器
    • 2003年:传感器(光电传感器、超声传感器、金属探测传感器、红外传感器等)
    • 2001年:反射式光电检测器/手写输入板
      常用的器件 - OV2640摄像头、OV7725摄像头、OV7620/OV7625/OV7670/OV7725摄像头、UZZ9001/KMZ41角度传感器、MPU6050、MPU9250、MMA7260加速度传感器、ENC-03M角度传感器、MP9150 9轴陀螺仪、MS5611高精度气压计、US-100超声波测距
  • 信息展示
    • 2017年:显示器件/扬声器
    • 2015年:
    • 2013年:显示器件(LCD)
    • 2011年:显示器件
    • 2009年:显示器件
    • 2007年:显示器件
    • 2005年:显示器件/话筒、耳机
    • 2003年:显示器件
    • 2001年:
  • 执行输出/电机
    • 2017年:小型电机及驱动器/直线行程 8~15cm 的驱动电机
    • 2015年:小型轴流风机(直径5~10cm,5~12V DC)/万向节(连接杆直径10mm以下)/电动机(20W以内,步进电机或带减速器直流电机)
    • 2013年:小型电机
    • 2011年:小型步进电机/小型直流风扇
    • 2009年:
    • 2007年:
    • 2005年:小型电动机
    • 2003年:小型电动机
    • 2001年:
      常用器件 - TB6600步进电机、57BYG250B步进电机、TB6600驱动电路、MG996R伺服电机、SR431舵机
  • 开关/继电器控制
    • 2017年:小型继电器
    • 2015年:小型继电器、大功率开关管、大功率二极管
    • 2013年:小型继电器
    • 2011年:小型继电器/电子开关
    • 2009年:小型继电器
    • 2007年:小型继电器
    • 2005年:小型继电器
    • 2003年:小型继电器
    • 2001年:
  • 无线收发
    • 2017年:无线发射接收模块
    • 2015年:无线收发模块
    • 2013年:
    • 2011年:无线收发模块
    • 2009年:无线收发模块
    • 2007年:
    • 2005年:
    • 2003年:
    • 2001年:
      常用器件 - HC-05蓝牙模块、RX-2B遥控芯片
  • 变压器
    • 2017年:电流互感器/电压互感器/高频磁环
    • 2015年:
    • 2013年:
    • 2011年:高频磁芯/漆包线
    • 2009年:隔离变压器:额定功率50W,3个绕组变比n1:n2:n3=20:10:1,电流依次为I1=1.5A、I2=3A、I3=0.1A/漆包线
    • 2007年:隔离变压器(>150W,220V/18V)/漆包线(直径不大于1mm)
    • 2005年:隔离变压器(>250W,220V/60V)
    • 2003年:高频磁芯
    • 2001年:
  • 二极管
    • 2017年:白光发光二极管/大功率二极管
    • 2015年:变容二极管(2~20pF)
    • 2013年:变容二极管(30pF~100pF)
    • 2011年:变容二极管(2pF~30pF)
    • 2009年:
    • 2007年:
    • 2005年:
    • 2003年:高频变容二极管/开关二极管
    • 2001年:
  • 功率电阻
    • 2017年:大功率器件
    • 2015年:大功率电阻(30Ω/50W/滑线变阻器(10Ω/3A)
    • 2013年:滑线变阻器(50Ω/2A)
    • 2011年:大功率电阻(2Ω/36W、10Ω/36W等)/滑线变阻器(100Ω/2A、10Ω/5A)
    • 2009年:电阻器:30Ω/30W,36Ω/30W
    • 2007年:康铜、锰铜电阻丝
    • 2005年:康铜、锰铜电阻丝
    • 2003年:
    • 2001年:
  • 其它:
    • 2017年: 木工板(244cmX122cm)
    • 2015年:100MHz晶体振荡器
    • 2001年:常用阻、容元器件,电位器及晶体管;