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模拟邀请赛

2018年TI杯模拟电子系统设计邀请赛题B—简易水箱液位监控系统

2018-08-26 08:00
官方通知
摘要:2018年TI杯模拟电子系统设计邀请赛题B—简易水箱液位监控系统

全国大学生电子设计竞赛

2018年TI杯模拟电子系统设计邀请赛

 

简易水箱液位监控系统(B


1.任务

设计制作一套简易水箱装置,该装置由液位控制系统(包括水泵、液位高度显示)、上水箱、储水箱和一个扰动水源组成。其中,上水箱是可观察及标识液位高度的容器,容积约2升,高度不小于200mm。储水箱容积大于4升,扰动水源水箱是容积为0.5升的塑料瓶,扰动水源通过瓶盖钻孔流入上水箱。上水箱的进水口联接水泵,由水泵控制进水量;上水箱的出水口设置在瓶口,并通过在瓶盖钻不同直径流出孔的方式实现输出水流量的改变,流出的水注入储水箱。液位控制系统使用 TI公司的FDC2214电容传感器评估板采集上水箱的液位信息,与MSP430/432配合组成一个的电子控制系统,实现对上水箱的液位动态控制。该装置的示意图如图1所示。

图1 简易水箱装置示意图

2. 要求

(1)设计并制作水泵驱动电路及液位检测电路,实现可控注水,检测并显示上水箱液位,检测误差不大于2mm。                          (25分)                            

(2)上水箱预装自来水,液位高度约为50mm。上水箱放水口直径为4mm,并堵住上水箱放水口。然后启动水泵向上水箱注水,要求在10s时间内使上水箱液位上升到90mm,误差不大于2mm。                  (20分)

(3)开启上水箱流出孔向储水箱放水,同时水泵向上水箱注水,10s内控制上水箱中液位在90mm高度,并保持10s以上,液位误差<2mm。 (15分)

(4)30s内控制上水箱液位高度由90mm改变到110mm并保持稳定10s以上,液位误差<2mm。                                         (20分)

(5)在完成(4)的基础上,扰动水源水箱装入200ml的自来水,其水箱流出孔为3mm,并开始向上水箱注水,直至扰动水源水箱中的水排空,过程中控制上水箱液位稳定保持在110mm,液位误差<2mm。               (15分)

(6)其他                                               (5分)

(7)设计报告                                          (10分)


项  目

主要内容

满分

方案论证

比较与选择,方案描述

2

理论分析与计算

系统相关参数设计

4

电路与程序设计

系统组成,原理框图与各部分的电路图系统软件与流程图

2

测试方案与测试结果

测试结果完整性测试结果分析

2

总 分

10


3.说明

(1) 扰动水源水箱不能安装传感器。

(2) 电容传感器除使用TI公司配发的 FDC2214芯片外,不得使用任何其他类型的传感器用于检测液位。(3) 上水箱除液位高度标记外,不能有其他计量标记。

(4) 使用自来水,其中不能添加任何添加物。

(5) 上水箱和扰动水源水箱的出水口可根据实际情况由赛场统一改动。

(6) 液位控制精度越高越好,相关项目成绩与液位控制精度相关。

(7) 现场提供的是直流供电潜水型水泵,工作时水泵及进水口需要浸在水中,出水口及水管不能留有空气。(8) 现场提供的直流水泵实物结构如图2所示。主要参数如下:电压DC12V(6V即可工作);扬程300cm;流量240L/H;功率4.8W;口径8mm。