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草根派技术男:实干为王,电工培训/LED测试中也能找到灵感

2017/10/22
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阅读需 23 分钟
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在各类高校比赛与创新比赛中,清华、北大等一流高校团队备受瞩目,与此相比,普通院校的团队受关注度要低很多。一流院校的项目往往专注于最前沿的技术与热点,而普通院校的项目更像“草根派”,发现身边的应用需求,并从此出发。

在国际第二届国际第三代半导体创新创业大赛长三角赛区就收到了来自一所普通院校的两支团队的报名,且他们都进入了复赛,在江苏常州即将举办的复赛中,他们将把自己的项目展示给众人。

与非网编辑与这两个团队的指导老师与学生负责人进行了两周多的联系,对他们踏踏实实的科研与动手实践能力无比敬佩。下面就来讲讲这两个团队与他们项目的情况。

项目一:LED 电源高效测试器
该项目的指导老师梁季彝在与 LED 厂商的接触中发现 LED 电源厂家传统测试效率低下,因此最初的想法是 LED 电源输入回路加入浪涌电流测试,因为在实际测试中很少厂这样做,通过研究得知影响 LED 电源输入回路烧毁的重要因素除了有浪涌,还有频率的影响,于是将浪涌电流结合雷电振荡、静电放电、电压突变、开关动作四种频率做适应全环境的检测。

梁老师介绍,因为 LED 照明的质量好坏主要取决于电源的输入回路的质量,因此该项目的关键技术是电流互感器监视的输出电流轨迹曲线。


输入回路由于有隔离变压器初级线圈的存在,从而导致电压突变时浪涌电流的产生,浪涌电流是对质量差的 LED 电源输入回路来说是致命的打击。我们总结了造成 LED 驱动电源输入回路可能烧毁的 4 种主要因素,雷电衰减振荡波频率、电压突变频率、开关动作频率、静电放电频率是造成电压突变浪涌电流产生的根本。由于在检测 LED 电源时加入浪涌电流测试,使老化测试效率得到了革命性的提高,同时通过电流互感器采集浪涌电流变化信号经 RMS-DC 模块及 A/D 转换后在液晶屏上输出电流轨迹曲线使一线生产者能通过电流的反馈信号精确判断 LED 电源产品质量起到实质性的意义。


 

该项目的研发始于两三年前,因此参赛产品也是经过升级的第二代产品,其第一代产品只进行合格与否的鉴定,而该代产品还可实现等级(A 优等品、B 良品、C 合格品)的鉴定。等级鉴定的原理是结合 4 种影响 LED 电源质量的频率通过旋转编码器微调后产生 PWM 波形分频后切换 6 路不同电压模拟出浪涌电流进入 LED 电源输入回路中有效地提高检测效率起到关键性作用。

在分享项目开发中的难点时,学生负责人李晋威表示,难题是电流互感器的选用方面,一开始选用了漏电保护开关的电流互感器,在监测输出电流轨迹曲线时灵敏度不符合预期指标,后来发现钳型电流表可做到精准的电流检测,于是冒出何不将它的电流互感器直接拿来替换漏电保护开关的想法,实验之后发现达到了预期的效果。

 

当问及在课程与课外项目的研发如何协调时,李晋威表示,只要有时间就去实验室,而且团队中已有部分人员毕业,所以项目的推进过程有人员的更新,靠的就是大家对项目的执着与热情。


项目二:LED 电工器件触头教学仿真接线装置
目前高校进行电工上岗证培训,一般是采用软件仿真训练与实物面板接线训练两种,然而,这两种训练都存在弊端,软件仿真训练较难把虚拟元件与真实元件对应起来,由于仿真软件版权的限制,一般只允许在实训机房中使用,受训学员必须到实训机房才能进行练习;对于实物面板接线,耗时多、使用耗材多,且没有实时接线情况反馈,因此必须有老师指导才可以。

该团队的学生在电工上岗证的培训中,发现了这个问题,并组建了一支由不同专业组成的团队,进行项目的合作。由于梁嘉濠和梁季彝对团队多数同学进行教学与实验指导,因此在此项目中,也起到了重要的指导作用。

该团队是如何实现该项目的呢?最主要的变化就是将电路图实现动态化:

利用 PLC 辅助继电器 M 的通断实现电工器件的梯型图连接,从而达到将实际电路程序化;

通过加装 LED 灯改装各器件触点,LED 的状态即可直观显示触点的接线状态;

使用触摸屏进行主体界面控制及接线状态显示,静态电路图动态化;

设备使用程序设计,开发了电工考证模拟练习模块、仿真考试模块和故障装入排障模块等三个模块;

改装交流接触器线圈,由原来的 380V 供电变为 24V,采用了交流 24V 20W 的隔离变压器,使得学员在操作时安全性大大增加。

因此,应用 PLC 作为控制平台,使用触摸屏作为显示器及基本操作面板,在一块面板上布置电工上岗证考证电气回路的元器件,让操作者在这些真实的元器件上点击要接线的端子即可实现仿真接线,设备能够实时监控操作者的操作状态,并对错误接线进行提示。本设备采用虚实结合训练,触摸屏实时监控接线,辅助学员在短时间内学会考证电路接线。

当然,据该团队学生负责人蓝嘉俊介绍现在还属于初代产品,可解决的问题还较为单一,对后期的研发能达到一个基底垫固的状态,希望以后产品通过第三代半导体能实现模块化,成本更低,加密更好性能更稳定为客户还提供更优质的产品。

与非网编辑在与团队的沟通中发现这两支团队的指导老师与学生负责人并不善言谈,是典型的技术男、工程师形象。当问及团队开发过程中的趣事时,两个团队的受访人都只是简单的用“趣事很多”来作答。他们的受访稿更像是路演报告一般,技术用词相当简洁、严谨。他们是在默默地搞科研、钻技术、强实践的工科男。

人才是创新进步的根本,而当下人才的划分却总是以 985、211、研究生、博士为硬性指标。其实人才需要很多因素综合评定,并非学历这么简单,希望通过本比赛能让这两支团队的光和热被认可,为他们以后的求职与创业路添彩。

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与非网编辑,网名小老虎。通信工程专业出身,喜欢混迹在电子这个大圈里。曾经身无技术分文,现在可以侃侃电子圈里那点事。喜欢和学生谈谈心情、聊聊理想,喜欢和工程师谈谈生活、聊聊工作。不求技术“上进”,只求结交“贵圈”的朋友!