《电路分析与实验》SPOC班学生案例展示(二)

学生案例展示

（二）

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村BA：我的主场

    创意介绍



  ✦ hope you have a fabulous life ✦

     当得知这次实验的主题是灌篮高手时，我们就知道得在投篮上整出活来。可我们对投篮方式，投篮触发效果等方面的创新苦苦思索无果，于是决定改换思路，设计一款能分路控制和自动化循环的装置。具体为多个篮球经障碍斜坡随机下落，到达不同位置，自动触发开关，舵机将球投出。判断球是否投进，若投进，根据不同的舵机分别计分，并再次经过斜坡随机下落，实现闭环。

     联想到近年来村BA逐渐盛行，人们对篮球的热情愈发高涨，而本装置恰好能模拟村BA投球的热闹场面，富有趣味性与观赏性，所以我们作品的名称就定为了——村BA：我的主场。



    电路设计



  ✦ hope you have a fabulous life ✦

1、分路切换及输出时长控制

     每条分路接入RS锁存器，该分路检测到球经过时（开关闭合）锁存器输出为高电平，同时其他分录锁存器输出置零。

两条分路2分球，一条分路三分球，RS锁存器输出与篮筐检测取与非，当且仅当当前分路球经过且进球时，输出对应时长高电平。

2、计分板

    有输入时，NE555不再置零，开始无稳态循环，驱动74LS192十进制加法计数，通过控制输入时长，控制NE555方波个数，计数次数，实现不同计分；

     无输入时，NE555置零，74LS192（5口）输入高电平不计数。

3、流水灯

    有输入时，NE555不再置零，开始无稳态循环，驱动CD4017循环输出，实现流水灯效果；

     无输入时，NE555置零，并将CD4017置零回到O0输出，并用与门控制LED0为低电平不工作，以此实现所有等均不亮起。

4、舵机PWM切换

    由于SG90需要占空比5-15%，频率50Hz的PWM波，NE555输出占空比大于50%，需要将输出取反。

     将每个NE555输出接入或非门，或非门另一端接延时输出模块（或其取反）：当输入为低电平时，长占空比方波输出、短占空比方波不输出（反之亦然）取或输出取或实现PWM切换。

遇到的问题及解决方法：

     原设计中，电路仅在球进入分路后给舵机一段时间的方波发现舵机不会复原；同时发现，舵机工作时会使电源电流保护导致数字芯片异常工作过热，所以我们重新设计了PWM切换电路给舵机单独供电。



    团队介绍

  ✦ hope you have a fabulous life ✦

邵熠阳（组长）  ：

1.初步确定投篮舵机工作位置，改进篮筐设计；

2.分路轨道方案设计及轨道搭建；

3.采购纸板、铁丝、胶水等实验材料。

刘屹祾 ：

1.电路逻辑模块设计与电路板绘制；

2.电路板元器件购买与电路板调试与焊接；

3.流水灯，数码管打孔装配，实装计分板微动开关；

4.电路部分PPT制作与主笔电路部分实验报告。

祁梦茹 ：

1.外观场景设计与打印;

2.购买篮球架、卡纸、小球、木板等实验材料与装饰材料;

3.小球分轨道装置的制作与实现;

4.多次ppt制作及部分视频素材拍摄与汇报视频剪辑。

刘奕呈：

1.74LS192加法计数器芯片本土化及数码管采购；

2.参与舵机调试，电路板焊接及计分处微动开关的改进；

3.小球分轨道的物理部分实现。



    SPOC感悟

  ✦ hope you have a fabulous life ✦

     在实验开始之前，我们对电路的了解还仅仅停留在书本知识上。然而，随着实验的深入，我们逐渐发现理论知识与实践操作之间的联系与差异，学会了如何根据实际需求设计电路，如何选择合适的元件，以及如何进行电路的搭建和测试。

     同时本次实验也让我们深刻体会到了团队合作的力量。在实验过程中，我们团队成员之间需要密切合作，共同解决问题。每个人都有自己的长处和短处，我们需要相互学习、相互支持。只有团队中的每个人都发挥自己的作用，我们才能顺利完成实验任务。

     另外，我们也体会到了自学的重要性，实验中的逻辑模块实现大量运用数字电路，小组成员自学了单稳态，多谐振荡器NE555定时器的运用，门电路，锁存器其相关知识，虽然是初级的数字电路知识，却也让我们花费了不少时间。



    作品展示

  ✦ hope you have a fabulous life ✦


video: https://mp.weixin.qq.com/mp/readtemplate?t=pages/video_player_tmpl&action=mpvideo&auto=0&vid=wxv_3550317078769893383



            图文：邵熠阳 刘屹祾

                   祁梦茹 刘奕呈

排版：陈   艺

审核：张志俭