2019年9月16日,TI杯全國大學(xué)生電子設(shè)計競賽(以下簡稱“國賽”)獲獎名單上,南京郵電大學(xué)嵇志康、陳嘉鴻、陳奎翰戰(zhàn)隊的出現(xiàn)絕對顛覆你的想法。參賽時他們還僅是大一學(xué)生,而且入學(xué)前電子基礎(chǔ)幾乎為零,直到現(xiàn)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(xué)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(shù)課。也就是在這門概念普及型教育的技術(shù)課上,他第一次接觸到了電阻、二極管、三極管的基礎(chǔ)知識,還在學(xué)習(xí)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(qū)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(chǎn)生聯(lián)系,即便填報志愿時也沒有明確的目標(biāo),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(xué)自動化學(xué)院和人工智能學(xué)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(xùn)之后,學(xué)院科協(xié)招新,三人不約而同地報名了,學(xué)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(shè)計與單片機的培訓(xùn),并鼓勵他們參加相關(guān)的競賽活動。針對大一新生,科協(xié)特別開設(shè)了知識普及型的講座,由大二的學(xué)長講解電子基礎(chǔ)知識和相關(guān)的學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)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(guān)專業(yè)有個最重要的比賽——國賽。
10月中旬,學(xué)校的國賽宣講也開始了。“當(dāng)時感覺國賽很強,學(xué)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(xué)校發(fā)布了國賽校內(nèi)預(yù)選拔通知。南京郵電大學(xué)對于國賽的選拔與培訓(xùn),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(xué)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(xué)長提及可以去網(wǎng)上買模塊,也許是好奇,或者是覺得有趣,他們?nèi)瞬患s而同地去網(wǎng)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(wǎng)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(chǎn)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(xué)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(xué)生自行組隊,來完成學(xué)校設(shè)定的一系列任務(wù)目標(biāo),每次目標(biāo)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(xué)校下發(fā)了第一次積分賽的題目:設(shè)計并制作激光追車系統(tǒng),包括自制遙控小車和激光瞄準(zhǔn)裝置,瞄準(zhǔn)裝置包括攝像頭、激光筆。嵇志康當(dāng)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(dān)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(zhuǎn)眼到了寒假,濃厚的春節(jié)氣氛難免讓備賽的同學(xué)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(xué)校分別安排了培訓(xùn)課程。嵇志康、陳奎翰、陳嘉鴻帶領(lǐng)自己的隊員所參加的自控初級組的培訓(xùn),其重點就是TI MCU TM4C123GH6PM的應(yīng)用和OpenCV圖像識別算法。由有經(jīng)驗的學(xué)長給大家講解這款芯片,并結(jié)合自己寫的代碼進行一行行的詳細(xì)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(xué)長適時地推薦了一本《基于固件的ARM Cortex M4原理及應(yīng)用》,這是TI中國大學(xué)計劃的教材,讓感興趣和學(xué)有余力的同學(xué)們課下自己延伸學(xué)習(xí)。為便于大家更好地理解和使用這款芯片,學(xué)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(xué)習(xí),為備賽同學(xué)打開了電子設(shè)計重要的一塊知識點MCU的大門。冬令營臨近結(jié)束的2天,學(xué)校設(shè)置了一個Tiva C系列MCU應(yīng)用的題目,那時大家做起來已經(jīng)得心應(yīng)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(shù)庫的好機會。第二次的題目是簡易旋轉(zhuǎn)倒立擺及控制,大家最后都卡在了 PID調(diào)試上。因為是第一次調(diào)試,縱然有理論基礎(chǔ),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(diào),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(jié)果三人越聊越投機。
最終陳奎翰、陳嘉鴻的調(diào)試沒有成功,嵇志康雖然幸運地調(diào)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(yuǎn),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(fù)責(zé)電路和圖像處理,陳嘉鴻負(fù)責(zé)系統(tǒng)框架和一些基本代碼,起初負(fù)責(zé)軟件部分的嵇志康中后期轉(zhuǎn)了硬件部分和機械結(jié)構(gòu),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(shè)置很高的目標(biāo),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(dāng)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(shù)據(jù)時經(jīng)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(xiàn)在負(fù)責(zé)的那個人是最放心的,強強聯(lián)手的模式?jīng)]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(yán)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(nèi)完成。每周一道歷年國賽題目的訓(xùn)練后,他們驚喜地發(fā)現(xiàn):經(jīng)過之前幾次積分賽發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程,積累了不少經(jīng)驗,此時做起項目來越做越順,不但不比學(xué)長差,甚至有時還是最快的。