《电路分析与实验》SPOC班学生案例展示(五)

S P O C















学生案例展示（五）





篮途电迹





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创意介绍

      以灌篮高手为主题，我们设计球员通过重重防守进行传球最终顺利投篮的小游戏。重重防守的赛场模拟，我们制作了倾斜斜面，利用小球的重力分力让小球进行滚动，斜面的柱子可以看做是防守方，小球进行突围，斜面设计的时候利用了道尔顿板的原理，也有微小概率会从侧面滑出，增强了游戏的不确定性；若可以顺利滑下会进入下一部分：投篮，利用舵机的转动可以形成投石机的效果，模拟了球员在三分线外投掷篮球的效果，下面的底座可以移动，舵机没有彻底固定，使用人可以适当有限范围内改变角度以及前后左右距离，若未投中则游戏失败；投中则进入最后部分：彩蛋，彩蛋设计了流水灯呼吸灯已经计数牌，模拟在场观众的看到篮球入框计数牌计数增加后的庆祝场景。



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电路设计



01

赛场模拟

      小球滚动的过程中会按压开关按键会触发灯与电子琴可以展现出小球的行驶路线，以及反映不同层级情况。

02

投篮设计

     利用舵机的转动可以形成投石机的效果，主要设计的电路是通过设计不同的占空比从而控制舵机不同的转动角度，设计合适的力矩后顺利投篮。

03

彩蛋设计

      彩蛋设计了流水灯呼吸灯已经计数牌。首先要获取到小球投进篮筐的信号：单稳态触发器的输入信号由环境光传感器控制，环境光传感器在光强高的时候输出电压增大，即导通，在光强低的时候输出电压降低，即截止。

      流水灯电路首先通过NE555产生一个方波，该方波频率较高。

      记分牌电路同样利用来自第一部分单稳态触发器发生的方波控制。方波信号输入到2脚CP时钟脉冲输入端，上升沿触发，因此在单稳态信号被触发的一瞬间，记分牌的数字就会发生变化。

      呼吸灯构成思想是利用输出跟时间相关的高低电平，具有周期性，再选择合适的电阻，有两个作用，一是确保输出电流不要过大从而烧坏LED灯，另外一个作用就是使得当在LM358AH输出计算电压值以下的时候，所提供电流无法达到LED灯的导通电流，从而灯灭。



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团队介绍

组长：张子金

      负责呼吸灯板块设计，电路焊接，电路调试，后期美工。

组员：郭宇轩

      负责投篮板块设计，电路焊接，电路调试，后期美工。

组员：李孟卓

      负责流水灯，计数器板块设计，电路焊接，电路调试，后期美工。

组员：邱于宸

      负责电子琴，延时灯板块设计，电路焊接，电路调试，后期美工。



4

SPOC感悟

      在设计PCB板的过程中，我们遇到了设计封装与元件实际封装不匹配，由于预留VCC和地端口较少给级联带来困难等诸多问题；在芯片等元件的具体使用上，也有很多细节是我们在设计原理时所不熟悉的。例如或门的引脚，不用的引脚需要将其接地而不是空置，空置可能会带来干扰。舵机的控制不仅对于电源VCC由要求，对于拉动其的电流同样有要求等等。在实验过程中，经验丰富的几位老师在我们汇报的时候就指出了许多问题，例如PCB端口设计、PCB线宽调整、舵机驱动电流等等问题。帮助我们规避了许多错误。

      在SPOC班的经历，有拓展知识盲区的振奋，有创造的激情与快乐，有小组四人工作到凌晨的坚持，也有克服一个个挑战与困难的酣畅淋漓。两个月，从理念到成果，从无到有，从零到无穷大，SPOC班对我来说是创新与创造的自由天地。创新与创造是社会发展的主旋律，也是我们每个人用手中的知识去改造世界的方式。创造者的路未必平坦，但创造者的彼岸必将辉煌。创造的意识与创新的情怀必将成为我们大学四年乃至走上社会，真正有机会按照我们胸中的蓝图改造社会之时宝贵的财富！在此也致敬每一位在创造道路上砥砺奋进的SPOC班的同学与老师们！Creation forever, innovation forever and SPOC forever！



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作品展示





【END】

           图文：张子金 郭宇轩

                   李孟卓 邱于宸

排版：陈   艺

审核：张志俭