武汉大学 | 在TI杯,寻找那个坚定的信念

2022-02-16 10:25
媒体报导
摘要:武大的荣誉墙上又多了三个熠熠闪光的名字!

“心态是很轻松的,没有很大的精神压力,可以游刃有余地处理比赛中遇到的挑战。”


不同于以往参赛的同学,来自武汉大学罗志腾、王翔远和杨紫璇同学谈及此次三人首次参加TI杯的经历时,都运用了“轻松、没压力”来描述彼此在参赛过程中的情绪。三位大四的“老将”在经历了校赛、省赛后,面对TI杯的挑战更显得泰然自若。


从选题到实验,再到最终的成果,三位同学都将自身四年大学生涯中的积累本能地调用起来。正是由于三人在不断地学习和实验中积累下的经验,得以让他们在每个电光火石的瞬间里发挥出自身最强的实力。


大四的老玩家

不惧挑战


2021年初,武汉大学电子信息学院启动了新一届TI杯的参赛招募,罗志腾、王翔远和杨紫璇一早便彼此相识,自然而然地组成了队伍报名参赛。但由于疫情,比赛延期,原本应该暑期留守学校备赛的三人各自返回了家中。一个假期的停滞和升学的压力,再次相聚的三人也产生过动摇,当初报名时的踌躇满志随着时间的推移逐渐消磨。但最终在三人的彼此鼓励下,大家重振旗鼓,再次回到实验室,那个大家都熟悉的战场上


三位同学都经历过校内的相关实验培训,同时参加过校赛、省赛,当面对TI杯时大家不约而同地选择了平时培训中最得心应手的方向,即C题电源题。


在三人的分工中,基于三人以往的参赛经验和各自擅长的领域,作为队长的罗志腾主要负责项目的硬件设计和硬件的搭建过程。杨紫璇负责整理资料并撰写报告,同时也会参与调整算法和硬件。在实验设计之初罗志腾会与杨紫璇一起讨论系统如何搭建。王翔远在组内主要负责软件的编写,需要在硬件已经搭建好的基础上,编写软件对各个模块进行操作。在实验过程中电源在大部分情况下都需要进行反馈调节,这时就需要编写软件,通过控制AD芯片读取电压和电流信号。再根据读取数据运用各种算法,对器件进行调整,实现稳压稳流等目标功能。在电路搭建完成之后,由三人一起进行电路的测试。



团队作品:三端口DC-DC变换


“之前在校内选拔或是省赛选拔中,大家都已经锻炼出了比较优秀的能力。我们都经过了比较长时间的培训,培训中的历练给我们带来很多积累,挑战不同题目,熟悉各种器件,了解各种算法。所以面对TI杯这次比赛,大家需要的就是把自己之前所积累的创新能力,动手的经验都发挥出来。


在比赛的过程中,三人一直保持着轻松的心态,面对比赛过程中的挑战也是有条不紊的应对。在讨论之初,三名同学试探性地进行项目尝试及电路的搭建,发现效果并不尽如人意,最终在大家对彼此的信任和支持下大胆尝试更换方案。


“比赛中间是有一次重新换了板子,因为我们第一次更换的效果不是特别好,所以中途又换了一次。是在比赛第一天结束之后,由罗同学连夜赶出来的。”


正是因为在平日实践中对于TI器件的熟悉和了解,才能让三位同学在比赛中高效快速地应对临时更换方案和制作设备这样的挑战。在武汉大学的训练和比赛中,TI的器件“出镜”次数非常频繁,比如TI的电源管理芯片以及微处理器都是三位同学在日常实验中经常使用的。在TI与武汉大学合作共建的 MSP430联合实验室、模拟联合实验室、DSP联合实验室中,同学们可以学习到TI各种产品技术和解决方案,校企合作共同助力,为电子信息产业培养更多的专业人才。


“TI器件的配套资料比较丰富,数据手册也比较清楚。对于微控制器类的launchpad板卡,带有板载调试器,在线调试时非常方便,配合TI的CCS开发软件,可以大大提升开发的效率。”


除了TI的官网可以查找到数据表等文件以外,在TI的B站账号(德州仪器)以及TI论坛上,也有丰富的资料以及TI工程师间的讨论,为参赛的同学提供更多有价值的帮助。TI也与武汉大学的指导老师展开合作,在不同的领域提供宝贵的课程、教材、电赛培训等,如周立青和黄根春老师的《电子设计竞赛系列培训课程》。同时在校园里,TI的相关项目也给予同学们创新研发的土壤和不断奋进的动力。


在武汉大学暑期卓越工程师班中,TI与教育部合作,培训学有余力的学生们熟练掌握TI的器件。除了研发实验相关的支持,TI联合实验室还为竞赛打造了一面荣誉墙,收录了自1993年至今每一届荣获国赛一等奖的武大学子,是激励无数同学在实验室不断钻研、执着前行的一道曙光。


面对最终优异的成绩,三人并不意外。除了满足基本的题目要求外,三人的最终成果还具备三个发挥功能:首先是通过蓝牙进行远程电压调整;第二是系统利用蓝牙可以将一些数据传递到远程微机端进行显示,并且提供报警功能;第三是除了题目要求的恒压源功能,同时完成了恒流源功能。TI杯与时俱进、更注重实际应用的特性往往要求选手注重效率的提升。除了出色的发挥功能外,三位同学在数据要求上,也呈现出了更加优秀的最终效率数据,从94%提升至95.5%。为了达到目标,三人从硬件和软件两个方面不断地进行调整。在硬件上,削减不必要的器件同时更换新的材料进行绕制电感;在软件上,不断同步进行调试,尝试运用电阻估算法,通过数据拟合保证采样的准确性。这近1.5%的效率提升在现实应用中往往意味着更低的系统损耗。C题主要基于光伏发电的适用场景,在实际使用中,效率的提高可以降低整个系统的损耗,更好地保护储能电池,同时带来更好的储能效果。


坚定的少年们      

           继续逐梦


参赛前,因为赛事时间的推迟和大四面临的各种压力,很多参赛同学的心中若隐若现地都曾想过要放弃。


同学们在调试电路


“还是要有信念,这个事情是个很漫长的过程。从一开始我们三个就做好了坚持下去的准备,包括在得知比赛推迟的时候,很多大四的同学因为各种各样的原因退赛,但我们最后还是坚持了下来。在刚开始比赛,还没有完成实验的时候,就已经有想要冲击赛事一等奖的期盼。所以我们凭借信念,最后一直坚持到了完成了比赛。”


如今的他们已经站在了各自学术生涯中新的起点,三人都开启了研究生的生活。王翔远的研究方向是图象处理;杨紫璇的研究方向是融合感知;而队长罗志腾选择了光器件相关的研究。面对自己热爱的领域,三人如今都对未来满怀期待、踌躇满志。


如今,武大的荣誉墙上又多了三个熠熠闪光的名字,曾经落寞时、思考时、焦虑时,在实验室仰望那面荣誉墙获得激励的他们,用他们的行动继续传递起这份力量。而当走在新的校园中回想起参加TI杯的时光,三人为了共同的目标坚定信念,坚持奋斗的过程注定会烙印在彼此的记忆中,成为激励大家在日后的研究生涯中不断奋进的动力。


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