Zobrazenie zdroja stránky MEMS meranie s A/D prevodníkom

Poznamky 2020:  https://www.qsl.net/om3cph/sw/pot.html  https://electronics.stackexchange.com/questions/231522/improving-the-linearity-of-a-potentiometer-after-loading
http://www.geofex.com/article_folders/potsecrets/potscret.htm

Poznamky 2022: https://stackoverflow.com/questions/7091294/how-to-build-a-lookup-table-in-c-sdcc-compiler-with-linear-interpolation

Na tomto cvičení je cieľom pripojiť odporový senzor k Arduinu a vylepšiť jeho prevodovú charakteristiku vybranou metódou a zlinearizovanú hodnotu zobraziť 
na nejakom miestnom displeji (LED, LCD a pod.) prípadne ju odoslať po sériovej linke do PC (v simulátore TinkerCAD).


== Potenciometrické snímače ==

# Poskladajte si odporový senzor polohy so stupnicou (ak nemáte, použite senzor v TinkerCADe). 
# Zmerajte prevodovú charakteristiku odporového senzora polohy pomocou ohmmetra (cvičenie 1).
# Senzor pripojte k A/D prevodníku mikropočítača a pomocou programu nižšie zmerajte prevodovú charakteristiku celého meracieho člena. 
# Prevodovú charakteristiku zlinearizujte a doložte úspešnosť porovnaním metrologických parametrov. 


[[Súbor:MEMS02-SchemaZapojenia21.png|300px|thumb|center|Schéma zapojenia]]

<!-- [[Súbor:MEMS02-SchemaZapojenia.png|300px|thumb|center|Schéma zapojenia]] -->

* Príklad na pripojenie analógového senzora: http://senzor.robotika.sk/sensorwiki/index.php/Acrob007
* Arduino homepage https://www.arduino.cc/

Na pridanie do TinkerCAD triedy (classroom) použite [https://www.tinkercad.com/joinclass/B5ZT5MYJJNZP tento link]. Ak od vás program pýta vstupný kód, je to B5ZT5MYJJNZP



<html>
<iframe width="725" height="453" src="https://www.tinkercad.com/embed/6Pg8q4b7Kst?editbtn=1" frameborder="0" marginwidth="0" marginheight="0" scrolling="no"></iframe>
</html>

Ak sa vám nezobrazuje vložený simulátor správne, použite prosím, [https://www.tinkercad.com/things/6Pg8q4b7Kst tento link].
<!-- Note to self: generovane linky z TinkerCADu expiruju po 336 hodinach - 14 dni -->


<source lang="cpp">
#define mySensor 0            // 0: potenciometer
                              // 3: senzor sily
                              // 5: senzor ohybu

int adcValue;
float outputValue;

void setup()
{                              // monitor sa otvara dole vpravo 
 Serial.begin(9600);           // typicke rychlosti su 9600 alebo 115200
}
 
void loop()
{
  adcValue = analogRead(mySensor); // read ADC value
  
  outputValue = adcValue;
  
  Serial.println(outputValue);        // prints value over serial

 delay(100);                       // delay in milliseconds

}
</source>


Lepší kód na poloautomatické meranie

<source lang="cpp">

// Meranie na potenciometrickej doske v.2024
// Tlacitko je na A5 a zapiseme nim meranie
// Potenciometer je na A4 a da sa citat 0/1023
//   pricom ak zmenim prepinacom charakteristiku, tak
//   tym ze je to napatovy delic, funguje stale rovnako

unsigned long int sensorValue;
unsigned      int counter;

void setup() 
{
  Serial.begin(115200);
  
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
  pinMode(18, INPUT);
  pinMode(19, INPUT);

  Serial.println("*** MISA measurement (press Red PB to start): ***\n\n");
  counter = 1;
}

void loop() 
{
  digitalWrite(13,HIGH);  // Led ON = Ready
  while ( digitalRead(19)== 1) 
     {/* wait here */}
  
  digitalWrite(13,LOW);  // Led OFF = Measuring...

  /* odmeraj N hodnot a vypocitaj priemer */
  sensorValue = 0;
    for ( int i=1; i<=64; i++) 
      sensorValue += analogRead(A4);
  sensorValue = sensorValue / 64;

  Serial.print(counter++);
  Serial.print(",");
  Serial.println(sensorValue);
  
  delay(500);        // delay in between reads for stability
  
}


</source>

== Linearizácia prevodovej charakteristiky ==



=== 1. Look-up table ===


<source lang="cpp">
 #include <avr/pgmspace.h>

 const PROGMEM int table[] = {11,12,15,...};
 
 return( table[adcValue] );
</source>

Viac info tu: https://www.arduino.cc/en/Reference/PROGMEM

=== 2. Po častiach lineárna náhrada ===

<source lang="cpp">
  /* segment 1 */
 if (adcValue > x0) && (adcValue <= x1)
   y = k1 * adcValue + q1;

  /* segment 2 */
if (adcValue > x1) && (adcValue <= x2)
   y = k2 * adcValue + q2;

 return(y)
</source>

Dá sa použiť aj funkcia map v Arduine -  https://www.arduino.cc/reference/en/language/functions/math/map/

=== 3. Aproximácia funkcie ===

<source lang="cpp">
   y = a2 * adcValue^2 + a1 * adcValue + a0;
   return(y);
</source>


* http://terpconnect.umd.edu/~toh/spectrum/CurveFitting.html

* https://www.gnu.org/software/octave/doc/interpreter/Polynomial-Interpolation.html
* http://octave.sourceforge.net/optim/function/leasqr.html
* http://octave.sourceforge.net/optim/function/expfit.html
* https://www.gnu.org/software/gsl/manual/html_node/Example-programs-for-Nonlinear-Least_002dSquares-Fitting.html
* https://www.gnu.org/software/octave/doc/interpreter/One_002ddimensional-Interpolation.html#One_002ddimensional-Interpolation





== Úlohy ==

'''Úlohy, ktoré treba odovzdať:''' 

* Graf 1: prevodové charakteristiky
* Chyby podľa EN 60 770
** Nepresnosť
** Meraná chyba
** Nelinearita
** Hysteréza
** Neopakovateľnosť
* Graf 2: chybové krivky (viď obr.)
* Program pre mikroprocesor na linearizáciu
* Porovnať namerané výsledky s predošlými

[[Súbor:Example2-1.png|500px]]

Hodnotenie: 5 bodov

Deadline: <FONT COlor="red">'''8. 3. 2022 '''</font>


* Tools: https://inkscape.org/sk/~sincoon/%E2%98%85knob-scale-generator

[[MEMS inteligentné senzory a aktuátory#Cvi.C4.8Denia|Návrat na zoznam cvičení...]]

[[Category:MEMS]]