给初次参加全国大学生智能汽车竞赛的同学们的一些建议(转)

对于初入大学的电子电气类新生来说,参加一些实践竞赛是提高自己工程能力和结合实践进行理论学习的最好方式,这些竞赛包括“全国大学生电子设计竞赛”、“全国大学生智能汽车竞赛”、Robomaster机甲大师赛等等比赛。但是作为初学者,经常不知道从哪里入手开始做,知识多如牛毛而自己又啥都不会。作为当年的智能车小白,我搬运了自己在知乎和智能车论坛发的一篇文章,为小白提供一些入门的参考。
首先明确想做哪方面得工作,是软件算法,还是硬件电路的设计调试。确定好以后就建议去多逛智能车论坛。
对于大一来说,建议从软件组做起。本人也是电气工程专业,据我所知很多专业基础课诸如模电数电都在大二或大三开设,而模电数电又是对电路设计比较重要的课程,如果没学的话设计电路有可能比较吃力。而大一基本都会学习c语言。c语言学完就可以去学习比赛里用到的单片机了,像k60 KEA 之类的。新手可以直接调用库函数开发,相对来讲比硬件组设计可能更适合大一新生。
以上是一些比较简单的参考建议,我自己做硬件稍微多一点,STM32也略懂一二,所以现在来粗浅的讲一下硬件方面的入门和学习(打怪升级)的一些知识和途径。此文章适合零基础小白参考,也欢迎各路大神友善的指点和讨论。
硬件方面首先要明确你的车要有哪些硬件模块。举个例子,比如我是做的电磁四轮,那肯定要有单片机做控制,还要能够识别赛道信 ,然后驱动电机和舵机工作。写程序肯定还是PID算法,那对PID的参数肯定要能够进行调整,不能老是代码里修改再烧进去,这样非常耗费时间。这样把需求列出来以后,大致的模块分类就非常的清晰:MCU最小系统、电磁信 采集、电机驱动、一些必要的传感器(比如IMU、编码器)、人机交互(也就是调参需要的按键、显示屏、蜂鸣器之类的外设)这几个模块就非常的清晰了。
然后再考虑一个问题,就是我板子上所有的元件都要供电才能工作,但是镍铬电池电压是7.2-8.4V,不能直接给元件使用,这种情况该怎么办呢需要一些芯片把电压降下来,降到5/3.3V来给板子上的器件使用,这就产生了电源模块。这样大体分析一下,该做的模块就浮出水面了,接下来就是往这个框架里的每一个部分来填充细节了。
填充细节这个事就牵扯到具体的电路设计,对于只有电路模电理论没有实践的新手来说,多看往届的技术 告和技术检查表是最快的设计途径。大部分的技术 告都会给出一些原理图设计,znczz论坛里也有很多开源的工程和原理图。拿到这些原理图之后需要再去查找里面芯片的datasheet,明确技术细节。以电源管理为例,最常见的设计是用LDO(低压差线性稳压器),例如LM2940,TPS73xx,SPX系列的LDO。如果使用的是LM2940,就需要查看它的手册,明确输入电压、输出电压、最大输出电流、外接滤波电容等技术细节,比如固定输出5V,最大负载电流1A,输出电容要用22uF的有极性电容且电容的ESR(等效串联电阻)需要满足一定范围。直接抄别人的原理图设计或许可以正常使用,但是会有一些设计隐患存在,不知道什么时候就会爆发出来,这对硬件的稳定性非常的不利。如果不打算用LDO,想用DCDC芯片做开关电源提高转化效率,就更需要查看datasheet和原厂编写的应用指南、评估板手册、仿真实例等技术资料。以TPS63070为例,手册里明确给出了原理图设计、元件选型以及PCB layout范例,参考他们设计即可。
其他模块的设计思想和以上所述的电源模块类似,建议对电路工作原理有了深刻理解后再着手画PCB,这样对layout会有很大帮助,后期如果出现故障,排除也会比较方便。
设计完原理性的电路就需要画图了。主流的PCB设计软件就是Altium Designer,PADS,Cadence,Kicad,立创EDA这些软件,车赛一般是用Altium Designer(下面简称AD)。首先要学会AD的使用,这一部分看书就可以,没必要看视频,市面上的一些教学视频讲的确实非常详细,但是太过冗长,看一会就会看不下去,建议找本书跟着做一遍实际的案例,比如51最小系统,就可以入门了。答主大二的时候看的下面这本书,每天晚上去自习室抱着电脑边看边画,两个星期就可以基本入门PCB绘制了。

来自 Jerry 的知乎回答:
大一新生如何参加智能车比赛/p>

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