2019年9月16日,TI杯全國大學生電子設計競賽(以下簡稱“國賽”)獲獎名單上,南京郵電大學嵇志康、陳嘉鴻、陳奎翰戰(zhàn)隊的出現絕對顛覆你的想法。參賽時他們還僅是大一學生,而且入學前電子基礎幾乎為零,直到現在模電知識還很欠缺,卻獲得了H題——模擬電磁曲射炮的國家一等獎(以下簡稱“國一”)。
左起:陳嘉鴻、嵇志康、陳奎翰
三只小“弱雞“
來自溫州的陳奎翰在入學前是三人中電子實力最“雄厚”的,浙江采用的是“7選3”高考制度,7門選考科目中除了常見科目外,還有一門技術課。也就是在這門概念普及型教育的技術課上,他第一次接觸到了電阻、二極管、三極管的基礎知識,還在學習焊接時做了一盞臺燈,一下子就喜歡上了這種動手做東西的感覺。最終他的這門課在高考中獲得了97分,并促使他在填報志愿時毫不猶豫地選擇了自動化方向。
此時,家住福建晉江的陳嘉鴻還不知道二極管為何物,但是天生的好奇心驅使他拆了自己一個老舊的MP3,綠色的電路板上縱橫交錯著金色的線路,凸起著幾個小零件,如此炫目,又如此神奇。也許從那一刻起,愛好電子的種子悄悄在他心底發(fā)芽了,但由于要備戰(zhàn)高考,并沒有做過多深入的研究,而那臺MP3 再也沒能裝回去。
日后成為三人國賽戰(zhàn)隊隊長的嵇志康那時還沒機會和電子產生聯(lián)系,即便填報志愿時也沒有明確的目標,游移在偏軟件的計算機專業(yè)和偏硬件的自動化專業(yè)之間,最終被自動化系錄取。
就這樣,機緣巧合,2018年9月,三個電子小白注定要在南京郵電大學自動化學院和人工智能學院的自動化系相遇。起初雖然他們彼此的宿舍都挨著,而且嵇志康和陳嘉鴻同班,但相互間并不熟識,更沒有交集。
半個月的新生軍訓之后,學院科協(xié)招新,三人不約而同地報名了,學院里與他們同期報名的約200人,占全院新生的一半。院科協(xié)主要為協(xié)會成員做一些電子設計與單片機的培訓,并鼓勵他們參加相關的競賽活動。針對大一新生,科協(xié)特別開設了知識普及型的講座,由大二的學長講解電子基礎知識和相關的學習方法。
剛開始時陳嘉鴻覺得很難,畢竟沒接觸過單片機,一切要從零開始,但課后自己多琢磨、多摸索,慢慢也就跟上了。此時的嵇志康、陳奎翰也是同樣的情況。沒多久,科協(xié)的課程竟已滿足不了他們電子知識的學習進度,但將這三個年輕人對電子的興趣徹底引燃了,同時還傳遞給他們一個重要的信息:電子相關專業(yè)有個最重要的比賽——國賽。
10月中旬,學校的國賽宣講也開始了。“當時感覺國賽很強,學校的氛圍就讓你想要試一試,”嵇志康回憶到,同樣想要試一試的,還有陳奎翰和陳嘉鴻。11月初,學校發(fā)布了國賽校內預選拔通知。南京郵電大學對于國賽的選拔與培訓,主要分為初賽和系列電子競賽兩階段進行,初賽更多的是態(tài)度的選拔,而非考察學生的電子專業(yè)知識。真正想要參與國賽的人,基本都能留下來。
初賽之后的一次科協(xié)課上,聽學長提及可以去網上買模塊,也許是好奇,或者是覺得有趣,他們三人不約而同地去網上尋覓,嵇志康花了7塊錢購買了6個微型電動小馬達,陳奎翰花了21塊錢買了2個電機馬達,而陳嘉鴻除了自己買之外,還會找別人借。從此他們一有空就會去網上搜搜,看到感興趣的模塊立刻入手,嘗試完一個再去找下一個。電子產品“淘貨”之旅的開啟無形中為他們的國賽備賽起了推波助瀾的作用,僅國賽備賽時期,他們每人在購買模塊上都花費了上千元,這對學生而言可是一筆不小的投入。
時間一晃就到了第一次積分賽的日子。積分賽就是由學生自行組隊,來完成學校設定的一系列任務目標,每次目標滿分10分。最后能否參與國賽,就通過歷次積分賽的成績來確定。2018年12月5日,學校下發(fā)了第一次積分賽的題目:設計并制作激光追車系統(tǒng),包括自制遙控小車和激光瞄準裝置,瞄準裝置包括攝像頭、激光筆。嵇志康當時感覺很多都不會,攝像頭又處理非常棘手,索性就放棄了,只做了車。此時,在其他兩個隊伍中分別擔任隊長的陳嘉鴻、陳奎翰的境遇也同樣不佳,最終三人所在的隊伍都只得到了6分。
開竅了
轉眼到了寒假,濃厚的春節(jié)氣氛難免讓備賽的同學有些懈怠,此時專門針對國賽備賽的校冬令營如期而至,無疑再一次燃起了大家的備賽熱情。針對不同的競賽方向,學校分別安排了培訓課程。嵇志康、陳奎翰、陳嘉鴻帶領自己的隊員所參加的自控初級組的培訓,其重點就是TI MCU TM4C123GH6PM的應用和OpenCV圖像識別算法。由有經驗的學長給大家講解這款芯片,并結合自己寫的代碼進行一行行的詳細使用講解。雖然這半年來,大家也接觸過其他單片機,但TI Tiva C 系列單片機是他們深入接觸的第一款單片機。學長適時地推薦了一本《基于固件的ARM Cortex M4原理及應用》,這是TI中國大學計劃的教材,讓感興趣和學有余力的同學們課下自己延伸學習。為便于大家更好地理解和使用這款芯片,學校還借給每個組2塊EK-TM4C123GXL評估套件。就這樣連續(xù)兩周的早8點到晚9點的持續(xù)學習,為備賽同學打開了電子設計重要的一塊知識點MCU的大門。冬令營臨近結束的2天,學校設置了一個Tiva C系列MCU應用的題目,那時大家做起來已經得心應手了,于是在后續(xù)的積分賽和國賽賽場上,都毫不猶豫地選擇了這款單片機。
TI EK-TM4C123GXL評估套件
2019年3月初,迎來了第二次積分賽,更多時候嵇志康他們對此還有些期盼,因為每次完成項目時都充滿了激情,而且還能暴露出不少問題,是充實技術庫的好機會。第二次的題目是簡易旋轉倒立擺及控制,大家最后都卡在了 PID調試上。因為是第一次調試,縱然有理論基礎,實際操作起來還是遇到了各種各樣的問題。大家都在一直熬夜調,但是效果并不好,心里都很焦躁,渴望彼此間交流。此前在冬令營時,由于陳奎翰與陳嘉鴻兩人的座位離得比較近,陳嘉鴻有時會找陳奎翰問問題,慢慢兩人就熟悉起來了。此時嵇志康會跟著同班的陳嘉鴻去找陳奎翰聊天,交流進度,結果三人越聊越投機。
最終陳奎翰、陳嘉鴻的調試沒有成功,嵇志康雖然幸運地調出來了,但感覺很累很累,因為遇到這種特別棘手的問題時,只能由身為隊長的自己獨自解決。但團體賽中不可能單憑一己之力,要想走得更遠,必須做出改變,尋找強有力的隊友。于是心一橫,就去打探陳嘉鴻、陳奎翰這兩個他心中的強人,幸運的是,陳嘉鴻、陳奎翰也面臨同樣的困境。于是4月初,一個由三位組長組成的全新大一團隊誕生了,陳奎翰負責電路和圖像處理,陳嘉鴻負責系統(tǒng)框架和一些基本代碼,起初負責軟件部分的嵇志康中后期轉了硬件部分和機械結構,他戲稱是因為有更強的寫代碼的人在隊伍中。因為是大一,三人并沒有設置很高的目標,想著能拿個省獎就不錯。
4月14日,第三次積分賽開始,這是重新組隊后三人的首次合作,自然憋著勁兒想沖一把。項目中需要使用一款嵌入式開發(fā)板,但當時團隊成員對這款嵌入式開發(fā)板的接口并不熟悉,發(fā)送數據時經常丟包,搜索了各種解決辦法并進行嘗試,都沒有解決問題,最終只得到了4分。遭受到挫敗的同時也有收獲,這次積分賽證明了團隊分工里的每一部分工作,交給現在負責的那個人是最放心的,強強聯(lián)手的模式沒有問題,只是還需要通過后續(xù)的努力來補充能力上的盲點。
5月中旬,三人如愿拿到了國賽參賽資格,這一次,是比積分賽更嚴苛的國賽夏令營在等著他們——以前積分賽需要一個月完成的項目,夏令營中需要在一周內完成。每周一道歷年國賽題目的訓練后,他們驚喜地發(fā)現:經過之前幾次積分賽發(fā)現問題、解決問題的過程,積累了不少經驗,此時做起項目來越做越順,不但不比學長差,甚至有時還是最快的。





