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1.吐槽電賽

? ? ? 2019.TI杯8月2號電賽號角其實已經吹響，雖然僅僅是清單公布，但是淘寶上早已經腥風血雨，特別是帶處理器的攝像頭openmv、大功率舵機以及云臺一售而空，作為只會控制題的本小白，當然不會錯過任何可能出現在控制題中的器件，但是越看清單就越覺得什么東西都是我們控制題的，后面直到比賽的那一天都是在買買買和看網友猜題中度過。

? ? ? 2019.TI杯全國大學生電子設計競賽開賽早上7點半題目不知道怎么滴又提前公布，本小白才剛剛起床，就看到交流群里面鬼哭狼嚎一片叫苦，控制題去哪了、電源題去哪了，內心是崩潰的，沒想到組委會還有這一手。不過都來到這個地步了，四天三夜點燈都得熬過去，左思右想，左看右看，只有電磁炮最適合我們了，是的，就這樣，我們在2019七夕這一天

我們打炮吧

開始了電賽。

2.電磁炮原理

? ? ?關于電磁炮原理自己可以去網上查找相關資料。我總結，關鍵就在于建立強磁場，利用洛倫茲力將炮彈彈出，這個過程是瞬間的，所以關鍵點在于放電過程不能太久，太久就相當于炮彈已經飛出去了，你還在打空炮。

3.電磁炮電路原理

? ? ? ? ? ? 電磁炮系統關鍵不在于識別，而在于如何將炮彈打出，所以此次賽題重點考察電路基礎。電路原理主要包括充電放電兩大部分，針對使用升壓模塊的同學，膜拜自己逆變升壓整流的大佬。其實還是建議同學們使用升壓模塊即可，因為自身做的升壓電路穩定性和可靠性會稍微差一點，而且工作量較大，得不償失，并且題目也沒有要求自制，做出來也不加分哦。首先看一下整體充放電電路圖，十分簡單，但就是這個電路我們整了三天。流淚，所以后面匆匆忙忙趕出來的識別翻車了，失去了推國的機會。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖3-1 電路原理圖

3.1 充電回路解析

? ? ? ? 電磁炮充電回路不是大問題，因為題目要求30秒內，而且未標明充電時刻，你亦可在任務開始之前充電，確保電路以及電源安全是關鍵。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖3-2 充電回路原理圖

3.1.1 升壓問題

? ? ? ? 建議使用升壓模塊，可以使用下圖的模塊（沒有打廣告的意思），當初比賽期間這塊東西可是寶貝，成敗都取決于它。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖3-3 升壓模塊

3.1.2 充電回路串FR207

? ? ? ? ?串接這個肖特基二極管，主要是防止電容反向充電，什么電容會反向充電，當電源關閉的時候，帶內容還有電量，就會往電源反向充電，如果電容電壓過高，那么可能會造成燒壞電源的后果，當時就有人把開關電源給燒了。選擇FR207的原因是耐壓值比較高，搞電磁炮幾乎都沒有考慮成本了，全部梭哈頂配。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖3-4 FR207產品圖

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??圖3-5 FR207產品參數

3.1.2 充電回路串水泥電阻

? ? ? ? ? ?串聯20歐電阻主要是為了把將充電回路的電流降下來，保護肖特基二極管、繼電器以及電源，又因為充電電流依舊比較大，能達到1-2A，選擇功率大的水泥電阻。

3.1.3 電控選擇繼電器模塊

? ? ? ? 當初網上很多人反映，一炮一個繼電器一炮一個可控硅，其實是他們充電回路沒有加電阻將電流降下來，基本上100V以上充電電壓，1000uF電容一兩秒就可以充滿，不需要太大電壓，充電回路電控也無需選擇可控硅，mos管，當然有條件的也可以考慮，我直接使用普通的繼電器模塊。

? ? ? ? 補充：使用可控硅的話可能需要自行設計一些關斷的附加電路，因為可控硅（晶閘管）是不可靠關斷的，需要在陽極負極加反向電壓才能可靠關斷。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖3-6 繼電器模塊產品圖

3.2 放電回路解析

? ? ? ?放電回路是整個電磁炮系統的關鍵，許多人一炮一個可控硅的很大原因就是放電回路設計有問題，直入正題。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖3-7 放電回路原理圖

3.2.1 線圈如何繞

? ? ? ? ?說實話，這個博主當時是直接使用實驗室之前項目的拆機貨，發現能用，也就沒有去糾結太多，不懂的同學可以去找找其資料。電賽其實就是這樣，四天三夜，爭分奪秒，哪里出問題補哪里，可能這句話不適用于大佬，對于拿電磁炮作為練手并且時間比較充足的，可以深入探究。

3.2.2 可控硅放置位置（針對不加入續流二極管系統）

? ? ? ?可控硅使用的是70TPS16，70A最大導通電流，1600V反向耐壓，對于我這個系統基本上頂配了。特別注意，70TPS具有多種耐壓型號，不同型號的封裝可能不一樣，即使是同一型號，我們也需要自己測一下分辨引腳，確保接線正確。

關于可控硅的介紹，用萬用表判斷可控硅好壞的方法

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖3-8 70TPS16可控硅產品圖

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖3-9 可控硅 70TPS16 封裝圖(1)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖3-10?可控硅 70TPS16 封裝圖(2)

? 其實這個可控硅放置位置是有講究的，特別是針對沒有加入續流二極管的系統來說，為什么呢？下面分析一下電容電量放完，電感線圈方向放電的過程，為了更好突出位置重要性，我們可以把續流二極管撤走。

? ? ? ? ? 可控硅放在線圈負側，可控硅由于反向電壓可靠關斷，充電回路繼電器也可靠關斷，電感將從電容抽取電能，出現負電壓，這個是比較危險的，如果負電壓過大，電容可能會爆炸（還是不嚇人了，大電容沒那么容易，我們當時出現20V負電容也沒事）。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖3-9?可控硅放置在電感線圈負側? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

? ? ? ? ? 可控硅放在線圈正側，可控硅雖然正負極可靠關斷，但是負極和門級在電感一側，并沒有關斷還可形成回路，在萬用表測量可控硅負極和門級都是互通的僅僅只有100多歐的電阻，所以此時電感從門級抽取大電流，這會造成什么后果，門級供電電源將會燒壞，如果繼電器模塊不加加光耦，甚至有燒壞主控的可能。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖3-10 可控硅放電感線圈正側反向放電過程圖

3.2.3 加入續流二極管

? ? ? ? ? ?加入續流二極管是這個放電回路的關鍵，可以解決電感線圈方向放電的所有問題，不過需要注意續流二級管方向問題以及反向耐壓值，同樣的，我直接上頂配FR207。下面描述加入蓄力續流二極管電感線圈放電過程。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?圖3-10 加入續流二極管放電過程圖

? ? ? ? ? ? 電感線圈放電過程，電感阻止電流突變，充當電源，右正左負，續流二極管導通形成續流回路；同時可控硅放置在電感線圈負側再加上續流二極管，既保護了控制回路，電容兩端又不會出現負電壓。

4.電賽謝幕

? ? ? ? 至此，電賽就謝幕了，從決定參賽到最后，一路走來實屬不易，掌聲送給所有電賽人。

5. 參加電賽的一些建議

? ? ? ?1. 閑著沒事多做做以前的真題，真的每一道題都有坑，多踩坑，收獲也就更多

? ? ? ?2.平時多準備，常用的傳感器、舵機驅動都需要準備好，比賽直接調用即可，比賽還在搞驅動，多半會涼，四天三夜時間一眨眼就過了。

? ? ? ?3.準備通用的一些GUI（最好帶觸屏功能），GUI不僅僅可以給評委好感，更重要的是可以提供調試接口，例如一些可設置的value就可以設置成變量，通過GUI進行設置，做成一個上位機一般，調試效率大大提高，這里推薦emWin，上手容易。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖5-1 GUI(1)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 圖5-2?GUI(2)

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??圖5-3?GUI(3)

? ? ? ? ? 4.養成良好的接線習慣，接線應該盡可能清楚明了，一團線，平時還行，但是真正比賽你時間非常緊，每次都花時間檢查接線就涼了，現場恢復的時候你也可能會犯錯誤，可以買一些纏線管或者扎帶把線綁起來，貼標簽表明線名稱。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的2019电赛----模拟电磁曲射炮的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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