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模电、数电样样精通的超级学霸

时间:2019-11-16 来源: 关键字:国赛 H题 模拟电磁曲射炮   

2019年9月16日,TI杯全国大学生电子设计竞赛(以下简称“国赛”)获奖名单上,南京邮电大学嵇志康、陈嘉鸿、陈奎翰战队的出现绝对颠覆你的想法。参赛时他们还仅是大一学生,而且入学前电子基础几乎为零,直到现在模电知识还很欠缺,却获得了H题——模拟电磁曲射炮的国家一等奖(以下简称“国一”)。

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左起:陈嘉鸿、嵇志康、陈奎翰

三只小“弱鸡“

来自温州的陈奎翰在入学前是三人中电子实力最“雄厚”的,浙江采用的是“7选3”高考制度,7门选考科目中除了常见科目外,还有一门技术课。也就是在这门概念普及型教育的技术课上,他第一次接触到了电阻、二极管、三极管的基础知识,还在学习焊接时做了一盏台灯,一下子就喜欢上了这种动手做东西的感觉。最终他的这门课在高考中获得了97分,并促使他在填报志愿时毫不犹豫地选择了自动化方向。

此时,家住福建晋江的陈嘉鸿还不知道二极管为何物,但是天生的好奇心驱使他拆了自己一个老旧的MP3,绿色的电路板上纵横交错着金色的线路,凸起着几个小零件,如此炫目,又如此神奇。也许从那一刻起,爱好电子的种子悄悄在他心底发芽了,但由于要备战高考,并没有做过多深入的研究,而那台MP3 再也没能装回去。

日后成为三人国赛战队队长的嵇志康那时还没机会和电子产生联系,即便填报志愿时也没有明确的目标,游移在偏软件的计算机专业和偏硬件的自动化专业之间,最终被自动化系录取。

就这样,机缘巧合,2018年9月,三个电子小白注定要在南京邮电大学自动化学院和人工智能学院的自动化系相遇。起初虽然他们彼此的宿舍都挨着,而且嵇志康和陈嘉鸿同班,但相互间并不熟识,更没有交集。

半个月的新生军训之后,学院科协招新,三人不约而同地报名了,学院里与他们同期报名的约200人,占全院新生的一半。院科协主要为协会成员做一些电子设计与单片机的培训,并鼓励他们参加相关的竞赛活动。针对大一新生,科协特别开设了知识普及型的讲座,由大二的学长讲解电子基础知识和相关的学习方法。

刚开始时陈嘉鸿觉得很难,毕竟没接触过单片机,一切要从零开始,但课后自己多琢磨、多摸索,慢慢也就跟上了。此时的嵇志康、陈奎翰也是同样的情况。没多久,科协的课程竟已满足不了他们电子知识的学习进度,但将这三个年轻人对电子的兴趣彻底引燃了,同时还传递给他们一个重要的信息:电子相关专业有个最重要的比赛——国赛。

10月中旬,学校的国赛宣讲也开始了。“当时感觉国赛很强,学校的氛围就让你想要试一试,”嵇志康回忆到,同样想要试一试的,还有陈奎翰和陈嘉鸿。11月初,学校发布了国赛校内预选拔通知。南京邮电大学对于国赛的选拔与培训,主要分为初赛和系列电子竞赛两阶段进行,初赛更多的是态度的选拔,而非考察学生的电子专业知识。真正想要参与国赛的人,基本都能留下来。

初赛之后的一次科协课上,听学长提及可以去网上买模块,也许是好奇,或者是觉得有趣,他们三人不约而同地去网上寻觅,嵇志康花了7块钱购买了6个微型电动小马达,陈奎翰花了21块钱买了2个电机马达,而陈嘉鸿除了自己买之外,还会找别人借。从此他们一有空就会去网上搜搜,看到感兴趣的模块立刻入手,尝试完一个再去找下一个。电子产品“淘货”之旅的开启无形中为他们的国赛备赛起了推波助澜的作用,仅国赛备赛时期,他们每人在购买模块上都花费了上千元,这对学生而言可是一笔不小的投入。

时间一晃就到了第一次积分赛的日子。积分赛就是由学生自行组队,来完成学校设定的一系列任务目标,每次目标满分10分。最后能否参与国赛,就通过历次积分赛的成绩来确定。2018年12月5日,学校下发了第一次积分赛的题目:设计并制作激光追车系统,包括自制遥控小车和激光瞄准装置,瞄准装置包括摄像头、激光笔。嵇志康当时感觉很多都不会,摄像头又处理非常棘手,索性就放弃了,只做了车。此时,在其他两个队伍中分别担任队长的陈嘉鸿、陈奎翰的境遇也同样不佳,最终三人所在的队伍都只得到了6分。

开窍了

转眼到了寒假,浓厚的春节气氛难免让备赛的同学有些懈怠,此时专门针对国赛备赛的校冬令营如期而至,无疑再一次燃起了大家的备赛热情。针对不同的竞赛方向,学校分别安排了培训课程。嵇志康、陈奎翰、陈嘉鸿带领自己的队员所参加的自控初级组的培训,其重点就是TI MCU TM4C123GH6PM的应用和OpenCV图像识别算法。由有经验的学长给大家讲解这款芯片,并结合自己写的代码进行一行行的详细使用讲解。虽然这半年来,大家也接触过其他单片机,但TI Tiva C 系列单片机是他们深入接触的第一款单片机。学长适时地推荐了一本《基于固件的ARM Cortex M4原理及应用》,这是TI中国大学计划的教材,让感兴趣和学有余力的同学们课下自己延伸学习。为便于大家更好地理解和使用这款芯片,学校还借给每个组2块EK-TM4C123GXL评估套件。就这样连续两周的早8点到晚9点的持续学习,为备赛同学打开了电子设计重要的一块知识点MCU的大门。冬令营临近结束的2天,学校设置了一个Tiva C系列MCU应用的题目,那时大家做起来已经得心应手了,于是在后续的积分赛和国赛赛场上,都毫不犹豫地选择了这款单片机。

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TI EK-TM4C123GXL评估套件

2019年3月初,迎来了第二次积分赛,更多时候嵇志康他们对此还有些期盼,因为每次完成项目时都充满了激情,而且还能暴露出不少问题,是充实技术库的好机会。第二次的题目是简易旋转倒立摆及控制,大家最后都卡在了 PID调试上。因为是第一次调试,纵然有理论基础,实际操作起来还是遇到了各种各样的问题。大家都在一直熬夜调,但是效果并不好,心里都很焦躁,渴望彼此间交流。此前在冬令营时,由于陈奎翰与陈嘉鸿两人的座位离得比较近,陈嘉鸿有时会找陈奎翰问问题,慢慢两人就熟悉起来了。此时嵇志康会跟着同班的陈嘉鸿去找陈奎翰聊天,交流进度,结果三人越聊越投机。

最终陈奎翰、陈嘉鸿的调试没有成功,嵇志康虽然幸运地调出来了,但感觉很累很累,因为遇到这种特别棘手的问题时,只能由身为队长的自己独自解决。但团体赛中不可能单凭一己之力,要想走得更远,必须做出改变,寻找强有力的队友。于是心一横,就去打探陈嘉鸿、陈奎翰这两个他心中的强人,幸运的是,陈嘉鸿、陈奎翰也面临同样的困境。于是4月初,一个由三位组长组成的全新大一团队诞生了,陈奎翰负责电路和图像处理,陈嘉鸿负责系统框架和一些基本代码,起初负责软件部分的嵇志康中后期转了硬件部分和机械结构,他戏称是因为有更强的写代码的人在队伍中。因为是大一,三人并没有设置很高的目标,想着能拿个省奖就不错。

4月14日,第三次积分赛开始,这是重新组队后三人的首次合作,自然憋着劲儿想冲一把。项目中需要使用一款嵌入式开发板,但当时团队成员对这款嵌入式开发板的接口并不熟悉,发送数据时经常丢包,搜索了各种解决办法并进行尝试,都没有解决问题,最终只得到了4分。遭受到挫败的同时也有收获,这次积分赛证明了团队分工里的每一部分工作,交给现在负责的那个人是最放心的,强强联手的模式没有问题,只是还需要通过后续的努力来补充能力上的盲点。

5月中旬,三人如愿拿到了国赛参赛资格,这一次,是比积分赛更严苛的国赛夏令营在等着他们——以前积分赛需要一个月完成的项目,夏令营中需要在一周内完成。每周一道历年国赛题目的训练后,他们惊喜地发现:经过之前几次积分赛发现问题、解决问题的过程,积累了不少经验,此时做起项目来越做越顺,不但不比学长差,甚至有时还是最快的。

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