Metódy zvýšenie presnosti A/D prevodu - História úprav

StudentMIPS: /* Algoritmus a program */

2025-05-09T14:04:08Z

Algoritmus a program

← Staršia verzia		Verzia z 14:04, 9. máj 2025
Riadok 124:		Riadok 124:
	=== Algoritmus a program ===		=== Algoritmus a program ===

	Program si ako prvé vypýta hodnotu VREF (t. j. napätie na 5V pine). Následne zoberie 100 vzoriek, ktoré si postupne ukladá do poľa. Nasleduje funkcia vyhodnotenie, ktorá zo získaných dát vykoná ich štatistické vyhodnotenie. Taktiež, ak používateľ na začiatku programu zadefinuje, že si praje zobraziť aj jednotlivé namerané hodnoty, program ich vypíše. Tento postup sa opakuje aj pre meranie s uspatým procesorom. V tomto prípade sa najprv nastaví režim spánku, následne sa spustí meranie a procesor sa uspí. Zo spánku ho prebudí prerušenie po dokončení A/D prevodu. Režim priemerovania 64 vzoriek funguje tak, že zoberie 64 vzoriek, ktoré následne spriemeruje a výsledok uloží ako jednu nameranú hodnotu do poľa. V tomto programe sa pomerne často vyskytuje násobenie a delenie mocninami čísla 2 (napr. *1024, /1024, /64 atď.), ktoré je pre zrýchlenie výpočtov realizované pomocou bitových posunov. Používateľ si môže jednoducho zmeniť pin pre meranie pomocou definície na začiatku programu.		Program si ako prvé vypýta hodnotu VREF (t. j. napätie na 5V pine). Následne zoberie 100 vzoriek, ktoré si postupne ukladá do poľa. Nasleduje funkcia vyhodnotenie, ktorá zo získaných dát vykoná ich štatistické vyhodnotenie. Taktiež, ak používateľ na začiatku programu zadefinuje, že si praje zobraziť aj jednotlivé namerané hodnoty, program ich vypíše. Tento postup sa opakuje aj pre meranie s uspatým procesorom. V tomto prípade sa najprv nastaví režim spánku, následne sa spustí meranie a procesor sa uspí. Zo spánku ho prebudí prerušenie po dokončení A/D prevodu. Režim priemerovania 64 vzoriek funguje tak, že zoberie 64 vzoriek, ktoré následne aritmeticky spriemeruje a výsledok uloží ako jednu nameranú hodnotu do poľa. V tomto programe sa pomerne často vyskytuje násobenie a delenie mocninami čísla 2 (napr. *1024, /1024, /64 atď.), ktoré je pre zrýchlenie výpočtov realizované pomocou bitových posunov. Používateľ si môže jednoducho zmeniť pin pre meranie pomocou definície na začiatku programu.

	<tabs>		<tabs>

StudentMIPS: /* • Meranie s uspatým procesorom */

2025-05-09T13:56:16Z

• Meranie s uspatým procesorom

← Staršia verzia		Verzia z 13:56, 9. máj 2025
Riadok 36:		Riadok 36:
	Táto metóda je najrýchlejšia a zároveň najmenej presná. Je rýchla vďaka tomu, že berie iba jednu vzorku. Po odštartovaní merania môže navyše procesor vykonávať iné inštrukcie a vzorku vyhodnotiť až po dokončení A/D prevodu. Nepoužíva sa pri tom žiadne opatrenie na zvýšenie presnosti prevodu.		Táto metóda je najrýchlejšia a zároveň najmenej presná. Je rýchla vďaka tomu, že berie iba jednu vzorku. Po odštartovaní merania môže navyše procesor vykonávať iné inštrukcie a vzorku vyhodnotiť až po dokončení A/D prevodu. Nepoužíva sa pri tom žiadne opatrenie na zvýšenie presnosti prevodu.

	====• Meranie s ~~uspatým~~ procesorom ====		====• Meranie s uspaným procesorom ====
	Procesor ATmega328P má niekoľko režimov spánku, táto metóda využíva režim ADC Noise Reduction. V tomto režime je vypnutý hodinový signál pre procesor, flash a aj pre input/output. Tieto hodinové signály sú pri A/D prevode zdrojom rušenia – ich vypnutím toto rušenie odstránime a získame menej zašumený prevod. Navyše má počas prevodu procesor menší odber prúdu, čo môže byť užitočné pri niektorých aplikáciách. Procesor sa prebudí zo spánku po dokončení A/D prevodu (prerušenie). Medzi nevýhody patrí napríklad to, že počas prevodu procesor spí, teda nemôže vykonávať inštrukcie.		Procesor ATmega328P má niekoľko režimov spánku, táto metóda využíva režim ADC Noise Reduction. V tomto režime je vypnutý hodinový signál pre procesor, flash a aj pre input/output. Tieto hodinové signály sú pri A/D prevode zdrojom rušenia – ich vypnutím toto rušenie odstránime a získame menej zašumený prevod. Navyše má počas prevodu procesor menší odber prúdu, čo môže byť užitočné pri niektorých aplikáciách. Procesor sa prebudí zo spánku po dokončení A/D prevodu (prerušenie). Medzi nevýhody patrí napríklad to, že počas prevodu procesor spí, teda nemôže vykonávať inštrukcie.

StudentMIPS: /* Analýza a opis riešenia */

2025-05-09T13:55:00Z

Analýza a opis riešenia

← Staršia verzia		Verzia z 13:55, 9. máj 2025
Riadok 18:		Riadok 18:
	== Analýza a opis riešenia ==		== Analýza a opis riešenia ==

	Cieľom zadania je porovnať 3 odlišné metódy získavania dát z A/D prevodníka. Po interakcii s používateľom, ktorý zadá napätie VREF (potrebné na prepočet nameranej hodnoty v bitoch na reálnu hodnotu v mV) a reálne merané napätie (potrebné na štatistické vyhodnotenie posunu), program automaticky ~~zoberie~~ potrebné množstvo vzoriek z každej meracej metódy a vykoná aj štatistické vyhodnotenie, ktoré zobrazí používateľovi. Interakcia s používateľom prebieha prostredníctvom sériovej linky – cez terminál PuTTY.		Cieľom zadania je porovnať 3 odlišné metódy získavania dát z A/D prevodníka. Po interakcii s používateľom, ktorý zadá napätie VREF (potrebné na prepočet nameranej hodnoty v bitoch na reálnu hodnotu v mV) a reálne merané napätie (potrebné na štatistické vyhodnotenie posunu), program automaticky namerá potrebné množstvo vzoriek z každej meracej metódy a vykoná aj štatistické vyhodnotenie, ktoré zobrazí používateľovi. Interakcia s používateľom prebieha prostredníctvom sériovej linky – cez terminál PuTTY.
	===Vyhodnocovacie metódy===		===Vyhodnocovacie metódy===
	Pre vyhodnotenie dát využijeme nasledujúce ukazovatele kvality nameraných údajov, aby sme mohli jednotlivé meracie metódy porovnať.		Pre vyhodnotenie dát využijeme nasledujúce ukazovatele kvality nameraných údajov, aby sme mohli jednotlivé meracie metódy porovnať.

StudentMIPS: /* • Najväčšia odchýlkaa */

2025-05-09T13:54:16Z

• Najväčšia odchýlkaa

← Staršia verzia		Verzia z 13:54, 9. máj 2025
Riadok 23:		Riadok 23:
	====• Priemerná hodnota====		====• Priemerná hodnota====
	Je aritmetický priemer nameraných hodnôt, je využívaný pri počítaní ostatných ukazovateľov a hovorí nám, aká bola priemerná nameraná hodnota.		Je aritmetický priemer nameraných hodnôt, je využívaný pri počítaní ostatných ukazovateľov a hovorí nám, aká bola priemerná nameraná hodnota.
	====• Najväčšia ~~odchýlkaa~~====		====• Najväčšia odchýlka====
	Je najväčšia odchýlka nameranej hodnoty od priemernej hodnoty. (menšie = lepšie)		Je najväčšia odchýlka nameranej hodnoty od priemernej hodnoty. (menšie = lepšie)

	====• Offset====		====• Offset====
	Je rozdiel nameranej priemernej hodnoty a reálnej hodnoty napätia na meranom pine. (bližšie k 0 = lepšie)		Je rozdiel nameranej priemernej hodnoty a reálnej hodnoty napätia na meranom pine. (bližšie k 0 = lepšie)

StudentMIPS: /* Meranie */

2025-05-09T07:57:31Z

Meranie

← Staršia verzia		Verzia z 07:57, 9. máj 2025
Riadok 115:		Riadok 115:
	\| 0		\| 0
	\|}		\|}
	Vidíme, že pri meraní 2,5 V je najlepšie meranie za pomoci priemerovania 64 vzoriek a najhoršie pri použití jednotlivých vzoriek. Keďže hodnoty 0 V a Vcc sú zároveň aj krajné hodnoty pre A/D prevod, ~~majú nulové odchýlky~~. Pre meranie 2,5 V som vytvoril aj histogram, kde na X-ovej osi je reálne nameraná 10-bitová hodnota z A/D prevodníka, na Y-ovej osi je ich počet v 100 meraniach.		Vidíme, že pri meraní 2,5 V je najlepšie meranie za pomoci priemerovania 64 vzoriek a najhoršie pri použití jednotlivých vzoriek. Keďže hodnoty 0 V a Vcc sú zároveň aj krajné hodnoty pre A/D prevod, namerané údaje sú veľmi presné. Pre meranie 2,5 V som vytvoril aj histogram, kde na X-ovej osi je reálne nameraná 10-bitová hodnota z A/D prevodníka, na Y-ovej osi je ich počet v 100 meraniach.
	[[Súbor:histogramjednotlive.png\|500px\|thumb\|center\|Jednotlivé merania]]		[[Súbor:histogramjednotlive.png\|500px\|thumb\|center\|Jednotlivé merania]]
	[[Súbor:histogramuspproc.png\|500px\|thumb\|center\|Meranie s usp. procesorom]]		[[Súbor:histogramuspproc.png\|500px\|thumb\|center\|Meranie s usp. procesorom]]

StudentMIPS: /* Meranie */

2025-05-09T07:54:49Z

Meranie

← Staršia verzia		Verzia z 07:54, 9. máj 2025
Riadok 49:		Riadok 49:

	{\| class="wikitable"		{\| class="wikitable"
	\|+ ~~Namerane udaje~~		\|+ Namerané údaje
	\|-		\|-
	! ~~Merane napatie~~		! Merané napätie
	! ~~Metoda~~ merania		! Metóda merania
	! ~~Priemerna~~ hodnota [mV]		! Priemerná hodnota [mV]
	! ~~Najvacsia odchylka~~ [mV]		! Najväčšia odchýlka [mV]
	! Offset [mV]		! Offset [mV]
	! ISE [-]		! ISE [-]

StudentMIPS: /* Analýza a opis riešenia */

2025-05-09T07:50:32Z

Analýza a opis riešenia

← Staršia verzia		Verzia z 07:50, 9. máj 2025
Riadok 21:		Riadok 21:
	===Vyhodnocovacie metódy===		===Vyhodnocovacie metódy===
	Pre vyhodnotenie dát využijeme nasledujúce ukazovatele kvality nameraných údajov, aby sme mohli jednotlivé meracie metódy porovnať.		Pre vyhodnotenie dát využijeme nasledujúce ukazovatele kvality nameraných údajov, aby sme mohli jednotlivé meracie metódy porovnať.
	====~~•Priemerná~~ hodnota====		====• Priemerná hodnota====
	Je aritmetický priemer nameraných hodnôt, je využívaný pri počítaní ostatných ukazovateľov a hovorí nám, aká bola priemerná nameraná hodnota.		Je aritmetický priemer nameraných hodnôt, je využívaný pri počítaní ostatných ukazovateľov a hovorí nám, aká bola priemerná nameraná hodnota.
	====~~•Najväčšia~~ odchýlkaa====		====• Najväčšia odchýlkaa====
	Je najväčšia odchýlka nameranej hodnoty od priemernej hodnoty. (menšie = lepšie)		Je najväčšia odchýlka nameranej hodnoty od priemernej hodnoty. (menšie = lepšie)
	====~~•Offset~~====		====• Offset====
	Je rozdiel nameranej priemernej hodnoty a reálnej hodnoty napätia na meranom pine. (bližšie k 0 = lepšie)		Je rozdiel nameranej priemernej hodnoty a reálnej hodnoty napätia na meranom pine. (bližšie k 0 = lepšie)
	====~~•ISE~~====		====• ISE====
	Je suma štvorcov odchýlok. Často sa používa ako ukazovateľ kvality. (menšie = lepšie)		Je suma štvorcov odchýlok. Často sa používa ako ukazovateľ kvality. (menšie = lepšie)

	=== Porovnanie metód===		=== Porovnanie metód===
	Keďže porovnávame viaceré metódy, tu je ich teoretické porovnanie:		Keďže porovnávame viaceré metódy, tu je ich teoretické porovnanie:
	====~~•Jednotlivé~~ meranie ====		====• Jednotlivé meranie ====
	Táto metóda je najrýchlejšia a zároveň najmenej presná. Je rýchla vďaka tomu, že berie iba jednu vzorku. Po odštartovaní merania môže navyše procesor vykonávať iné inštrukcie a vzorku vyhodnotiť až po dokončení A/D prevodu. Nepoužíva sa pri tom žiadne opatrenie na zvýšenie presnosti prevodu.		Táto metóda je najrýchlejšia a zároveň najmenej presná. Je rýchla vďaka tomu, že berie iba jednu vzorku. Po odštartovaní merania môže navyše procesor vykonávať iné inštrukcie a vzorku vyhodnotiť až po dokončení A/D prevodu. Nepoužíva sa pri tom žiadne opatrenie na zvýšenie presnosti prevodu.

	====~~•Meranie~~ s uspatým procesorom ====		====• Meranie s uspatým procesorom ====
	Procesor ATmega328P má niekoľko režimov spánku, táto metóda využíva režim ADC Noise Reduction. V tomto režime je vypnutý hodinový signál pre procesor, flash a aj pre input/output. Tieto hodinové signály sú pri A/D prevode zdrojom rušenia – ich vypnutím toto rušenie odstránime a získame menej zašumený prevod. Navyše má počas prevodu procesor menší odber prúdu, čo môže byť užitočné pri niektorých aplikáciách. Procesor sa prebudí zo spánku po dokončení A/D prevodu (prerušenie). Medzi nevýhody patrí napríklad to, že počas prevodu procesor spí, teda nemôže vykonávať inštrukcie.		Procesor ATmega328P má niekoľko režimov spánku, táto metóda využíva režim ADC Noise Reduction. V tomto režime je vypnutý hodinový signál pre procesor, flash a aj pre input/output. Tieto hodinové signály sú pri A/D prevode zdrojom rušenia – ich vypnutím toto rušenie odstránime a získame menej zašumený prevod. Navyše má počas prevodu procesor menší odber prúdu, čo môže byť užitočné pri niektorých aplikáciách. Procesor sa prebudí zo spánku po dokončení A/D prevodu (prerušenie). Medzi nevýhody patrí napríklad to, že počas prevodu procesor spí, teda nemôže vykonávať inštrukcie.

	====~~•Priemerovanie~~ 64 vzoriek ====		====• Priemerovanie 64 vzoriek ====
	Pri tejto metóde sa zoberie 64 vzoriek a tie sa aritmeticky spriemerujú. Výhodou je veľmi presné meranie, ktoré filtruje napäťové špičky vo vstupnom signáli (čo môže byť aj nevýhoda, ak chceme tieto špičky detekovať). Hlavnou nevýhodou je, že toto meranie trvá podstatne dlhšie ako meranie jednej vzorky.		Pri tejto metóde sa zoberie 64 vzoriek a tie sa aritmeticky spriemerujú. Výhodou je veľmi presné meranie, ktoré filtruje napäťové špičky vo vstupnom signáli (čo môže byť aj nevýhoda, ak chceme tieto špičky detekovať). Hlavnou nevýhodou je, že toto meranie trvá podstatne dlhšie ako meranie jednej vzorky.

StudentMIPS: /* Analýza a opis riešenia */

2025-05-09T07:50:14Z

Analýza a opis riešenia

← Staršia verzia		Verzia z 07:50, 9. máj 2025
Riadok 21:		Riadok 21:
	===Vyhodnocovacie metódy===		===Vyhodnocovacie metódy===
	Pre vyhodnotenie dát využijeme nasledujúce ukazovatele kvality nameraných údajov, aby sme mohli jednotlivé meracie metódy porovnať.		Pre vyhodnotenie dát využijeme nasledujúce ukazovatele kvality nameraných údajov, aby sme mohli jednotlivé meracie metódy porovnať.
	====~~Priemerná~~ hodnota====		====•Priemerná hodnota====
	Je aritmetický priemer nameraných hodnôt, je využívaný pri počítaní ostatných ukazovateľov a hovorí nám, aká bola priemerná nameraná hodnota.		Je aritmetický priemer nameraných hodnôt, je využívaný pri počítaní ostatných ukazovateľov a hovorí nám, aká bola priemerná nameraná hodnota.
	====~~Najväčšia~~ odchýlkaa====		====•Najväčšia odchýlkaa====
	Je najväčšia odchýlka nameranej hodnoty od priemernej hodnoty. (menšie = lepšie)		Je najväčšia odchýlka nameranej hodnoty od priemernej hodnoty. (menšie = lepšie)
	==== ~~Offset~~====		====•Offset====
	Je rozdiel nameranej priemernej hodnoty a reálnej hodnoty napätia na meranom pine. (bližšie k 0 = lepšie)		Je rozdiel nameranej priemernej hodnoty a reálnej hodnoty napätia na meranom pine. (bližšie k 0 = lepšie)
			====•ISE====
	====~~ISE~~====
	Je suma štvorcov odchýlok. Často sa používa ako ukazovateľ kvality. (menšie = lepšie)		Je suma štvorcov odchýlok. Často sa používa ako ukazovateľ kvality. (menšie = lepšie)

	=== Porovnanie metód===		=== Porovnanie metód===
	Keďže porovnávame viaceré metódy, tu je ich teoretické porovnanie:		Keďže porovnávame viaceré metódy, tu je ich teoretické porovnanie:
	==== ~~Jednotlivé~~ meranie ====		====•Jednotlivé meranie ====
	Táto metóda je najrýchlejšia a zároveň najmenej presná. Je rýchla vďaka tomu, že berie iba jednu vzorku. Po odštartovaní merania môže navyše procesor vykonávať iné inštrukcie a vzorku vyhodnotiť až po dokončení A/D prevodu. Nepoužíva sa pri tom žiadne opatrenie na zvýšenie presnosti prevodu.		Táto metóda je najrýchlejšia a zároveň najmenej presná. Je rýchla vďaka tomu, že berie iba jednu vzorku. Po odštartovaní merania môže navyše procesor vykonávať iné inštrukcie a vzorku vyhodnotiť až po dokončení A/D prevodu. Nepoužíva sa pri tom žiadne opatrenie na zvýšenie presnosti prevodu.

	==== ~~Meranie~~ s uspatým procesorom ====		====•Meranie s uspatým procesorom ====
	Procesor ATmega328P má niekoľko režimov spánku, táto metóda využíva režim ADC Noise Reduction. V tomto režime je vypnutý hodinový signál pre procesor, flash a aj pre input/output. Tieto hodinové signály sú pri A/D prevode zdrojom rušenia – ich vypnutím toto rušenie odstránime a získame menej zašumený prevod. Navyše má počas prevodu procesor menší odber prúdu, čo môže byť užitočné pri niektorých aplikáciách. Procesor sa prebudí zo spánku po dokončení A/D prevodu (prerušenie). Medzi nevýhody patrí napríklad to, že počas prevodu procesor spí, teda nemôže vykonávať inštrukcie.		Procesor ATmega328P má niekoľko režimov spánku, táto metóda využíva režim ADC Noise Reduction. V tomto režime je vypnutý hodinový signál pre procesor, flash a aj pre input/output. Tieto hodinové signály sú pri A/D prevode zdrojom rušenia – ich vypnutím toto rušenie odstránime a získame menej zašumený prevod. Navyše má počas prevodu procesor menší odber prúdu, čo môže byť užitočné pri niektorých aplikáciách. Procesor sa prebudí zo spánku po dokončení A/D prevodu (prerušenie). Medzi nevýhody patrí napríklad to, že počas prevodu procesor spí, teda nemôže vykonávať inštrukcie.

	==== ~~Priemerovanie~~ 64 vzoriek ====		====•Priemerovanie 64 vzoriek ====
	Pri tejto metóde sa zoberie 64 vzoriek a tie sa aritmeticky spriemerujú. Výhodou je veľmi presné meranie, ktoré filtruje napäťové špičky vo vstupnom signáli (čo môže byť aj nevýhoda, ak chceme tieto špičky detekovať). Hlavnou nevýhodou je, že toto meranie trvá podstatne dlhšie ako meranie jednej vzorky.		Pri tejto metóde sa zoberie 64 vzoriek a tie sa aritmeticky spriemerujú. Výhodou je veľmi presné meranie, ktoré filtruje napäťové špičky vo vstupnom signáli (čo môže byť aj nevýhoda, ak chceme tieto špičky detekovať). Hlavnou nevýhodou je, že toto meranie trvá podstatne dlhšie ako meranie jednej vzorky.

StudentMIPS: /* Offset */

2025-05-09T07:48:58Z

Offset

← Staršia verzia		Verzia z 07:48, 9. máj 2025
Riadok 26:		Riadok 26:
	Je najväčšia odchýlka nameranej hodnoty od priemernej hodnoty. (menšie = lepšie)		Je najväčšia odchýlka nameranej hodnoty od priemernej hodnoty. (menšie = lepšie)
	==== Offset====		==== Offset====
	Je rozdiel nameranej priemernej hodnoty a reálnej hodnoty napätia na meranom pine. (~~menšie~~ = lepšie)		Je rozdiel nameranej priemernej hodnoty a reálnej hodnoty napätia na meranom pine. (bližšie k 0 = lepšie)

	====ISE====		====ISE====
	Je suma štvorcov odchýlok. Často sa používa ako ukazovateľ kvality. (menšie = lepšie)		Je suma štvorcov odchýlok. Často sa používa ako ukazovateľ kvality. (menšie = lepšie)

StudentMIPS: /* Algoritmus a program */

2025-05-08T10:38:32Z

Algoritmus a program

← Staršia verzia		Verzia z 10:38, 8. máj 2025
Riadok 331:		Riadok 331:
	</syntaxhighlight ></tab>		</syntaxhighlight ></tab>

	<tab name="uart.c.h"><syntaxhighlight lang="c++" style="background: LightYellow;">		<tab name="uart.c"><syntaxhighlight lang="c++" style="background: LightYellow;">
	#include <avr/io.h>		#include <avr/io.h>
	//#include <util/setbaud.h>		//#include <util/setbaud.h>