第五届电子电路设计大赛

一、远程温湿度测量系统

一、任务

制作一个远程温湿度测量仪，该测试仪具有温湿度测量和远程显示等功能。其结构框图如下：

二、要求

1、基本要求

（1）通过可编程控制器或单片机、变换器和温湿度传感器采集温湿度数据并用LED上显示；

（2）温度误差<1℃，湿度误差<1%，温度测量围0℃～120℃，湿度测量围1%～99%；（3）可用电池供电；

2、发挥部分

（1）设计红外二极管发射电路和红外接收电路，实现温湿度数据的准确可靠发送和接收；（2）设计射频发射电路和接收电路，实现温湿度数据的准确可靠发送和接收；

（3）最好采用微型化的温湿度传感器，无线传输距离>5米；

（4）采用外构发射电路和接收电路，实现温湿度数据的准确可靠发送和接收；

三、评分标准

容得分

设计报告20分

基本部分50分

自制 50分

发挥部分

外购20分

二、简易电能质量监测装置

一．任务

设计并制作一个能同时对一路工频交流电的频率、电压有效值、电流有效值、有功功率、无功功率、功率因数、谐波等进行测量的数字式电能质量监测装置（图C-1虚线框电路）。为便于本试题的设计与制作，设定待测的交流输入电压100～500V，待测的交流输入电流2～10A均经由相应的变换器转换为对应的1～5V交流电压。

图C-1

二．要求

2.1 基本部分

（1）测量交流输入电压有效值。

频率：50Hz；测量围：100～500V；准确度：±1％。

（2）测量交流输入电流有效值。

频率：50Hz；测量围：2～10A；准确度：±1％。

（3）测量并显示有功功率P、无功功率Q、视在功率S及功率因数PF。

（4）自制直流电源。

2.2 发挥部分

（1）测量交流输入电压频率，精度为±0.5%。

（2）采用LCD显示，能够同时显示一个周期的输入电压、输入电流曲线。

（3）测量电压和电流的各次谐波含量

以N次电压谐波含有率为例，N次谐波含有率为N次谐波电压的均方根值与基波电压有效值之比，电流谐波含有率计算方法同电压谐波含有率。测量至5次谐波，采用列表和百分数形式显示，测量误差＜1%。

（4）各次电流谐波含有率在列表显示方式中除了能够以百分比显示外，还能够显示各次谐波的有效值。

三、说明

1．调试时可用函数发生器输出的正弦信号电压作为一路交流电压信号；再经移相输出代表同一路的电流信号，移相网络自制。

2．检查交流电压、交流电流有效值、电压和电流谐波时，可采用函数发生器输出的对称方波信号。电压基波、谐波的测试可用函数发生器输出的对称方波作为标准信号。

3．本题目不得采用电能计量专用芯片实现。四．评分标准

三、太阳能楼道感应延迟照明灯控制设计

一、任务

设计并制作一个以太阳能为电能源的楼道LED路灯照明装置。该装置以太阳能为能源，铅酸蓄电池为蓄能部件和相关电路工作的电源。实现有人过往时路灯的自动点亮，之后，延时60秒关断，LED路灯在白天关闭、夜间可开启。采用双电源供电，即在太阳能供电不足情况下自动转为交流220伏供电。

二、要求

基本要求

（1）设计并制作太阳能光伏板对电池的充电装置。

（2）设计并制作以电池为电源的LED路灯节能照明装置。

（3）设计并制作以太阳能光伏板为传感器的光控电路，控制LED灯在白天关闭、夜间开启。

2、发挥部分

（1）给蓄电池加上充、放电保护装置。防止过充电和过放电。

（2）给声控电路增加避免瞬时噪声（如夜间雷电、过往车辆鸣笛等）引起误动作的功能电路。

（3）采取各种措施降低蓄电池的工作电流，延长电池工作时间。

（4）采用双电源供电，即在太阳能供电不足情况下自动转为交流220伏供电。

三、说明

1、推荐选用6V，2AH铅酸蓄电池。

2、基于上述蓄电池，建议太阳能光伏板的参数为：峰值电压8.5V、峰值电流310mA、峰值功率2.5W。

四、评分标准

四、运水机器人

一．任务

如图B-1所示,有A、B、C三个区，A区为给水区，有给水装置（简称A容器），B区为输送线路，C区为存水区，有存水装置（简称C容器）。

在比赛开始时A容器装一定量的水，容器大小、水量及放置方式任意；B区有一条黑色引导线，引导线两端有两条与引导线垂直的黑色边界线，线宽不大于20mm；其尺寸如图B-2所示。C容器的形状、容量及放置方式在固定底板上自定，口径不得大于100mm，比赛开始把C容器清空。

设计一套自动送水机器人系统，由送水机器人（以下简称小车）将水从A区通过B 区运至C区。该系统包括A区的自动（或手动）给水装置；往返于A、C区之间的小车；C区存水装置；固定底板。

图B-1 参考图（单位：mm ）

图B-2 线路图（单位：mm ）

二．要求

2．1 基本要求

（1） 小车能完成运水和自动贮水功能。 （2）小车可显示运水量和运水时间。

（3）小车上的贮水器水溢出时有自动报警功能。 （4）在1分钟运送尽可能多的水。

（5）小车及安放的运水容器总垂直高度不得超过300mm ，小车上的储水装置容量小于等于600ml,口径小于100mm 。小车所载的水卸到C 容器采用自动贮水。 2．2 发挥部分

A

开始端线

停止端线

500

250

2000

C

（1）A区给水采用自动方式完成。

（2）小车在1分钟完成100ml定量自动取水、送水和贮水，误差＜5%。

（3）小车在尽可能短的时间，完成1000ml自动取水，送水和贮水，误差＜5%。

（4）小车在1分钟运送100ml水时必须绕过D障碍物（放置在B区，距黑色引导线5cm 的任意一点，直径为5cm，高度10cm的黑色园柱体）。

（5）其它特色与创新。

三、说明

小车运行过程中不得人工参与，小车要自备电源，不得有任何外部引线。

四．评分标准