MEMS cvičenie 2: Rozdiel medzi revíziami

Aktuálna revízia z 09:22, 27. november 2022

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.

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 tento link. Ak od vás program pýta vstupný kód, je to B5ZT5MYJJNZP

Ak sa vám nezobrazuje vložený simulátor správne, použite prosím, tento link.

#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

}

Linearizácia prevodovej charakteristiky

1. Look-up table

 #include <avr/pgmspace.h>

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

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

2. Po častiach lineárna náhrada

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

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

 return(y)

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

3. Aproximácia funkcie

   y = a2 * adcValue^2 + a1 * adcValue + a0;
   return(y);

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

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

Hodnotenie: 5 bodov

Deadline: 8. 3. 2022

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

Návrat na zoznam cvičení...

@@ Riadok 1: / Riadok 1: @@
+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.
-. Zmerajte prevodovú charakteristiku odporového senzora polohy pomocou ohmmetra.
+[[Súbor:MEMS02-SchemaZapojenia21.png|300px|thumb|center|Schéma zapojenia]]
-. Senzor pripojte k A/D prevodníku mikropočítača a pomocou programu nižšie zmerajte
+<!-- [[Súbor:MEMS02-SchemaZapojenia.png|300px|thumb|center|Schéma zapojenia]] -->
-prevodovú charakteristiku celého meracieho člena.
+* Príklad na pripojenie analógového senzora: http://senzor.robotika.sk/sensorwiki/index.php/Acrob007
+* Arduino homepage https://www.arduino.cc/
-. Prevodovú charakteristiku zlinearizujte a doložte úspešnosť porovnaním metrologických parametrov.
+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
-[[Súbor:MEMS02-SchemaZapojenia.png|300px|thumb|center|Schéma zapojenia]]
+<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 -->
-* Príklad na pripojenie analógového senzora: http://ap.urpi.fei.stuba.sk/sensorwiki/index.php/Acrob007
-* Riadiaca doska Acrob http://ap.urpi.fei.stuba.sk/sensorwiki/index.php/Acrob
-* Arduino homepage https://www.arduino.cc/
 <source lang="cpp">
+#define mySensor 0            // 0: potenciometer
-#define positionSensor 5       // define your pin here
+                              // 3: senzor sily
+                              // 5: senzor ohybu
 int adcValue;
@@ Riadok 27: / Riadok 44: @@
 void setup()
-{
+{                              // monitor sa otvara dole vpravo
-  Serial.begin(9600);           // typical values are 9600 or 115200
+  Serial.begin(9600);           // typicke rychlosti su 9600 alebo 115200
- mDelay = 1000/SampFrequency;  // calculate delay for proper sampling rate
 }
 void loop()
 {
- adcValue = analogRead(positionSensor); // read ADC value
+  adcValue = analogRead(mySensor); // read ADC value
- /*  =======  replace this section with your code ===== */
+  outputValue = adcValue;
- outputValue = adcValue;
+  Serial.println(outputValue);        // prints value over serial
- /*  ================================================== */
- Serial.println( outputValue );  // prints value over serial
-  delay(100);                     // delay in milliseconds
+  delay(100);                       // delay in milliseconds
 }
 </source>
@@ Riadok 63: / Riadok 73: @@
   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">
-  if (adcValue > x1) && (adcValue <= x2)
+  /* segment 1 */
-    y = k2 & adcValue + q2;
+  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 ===
-=== 3. Aproximácia funkcie ===
+<source lang="cpp">
+   y = a2 * adcValue^2 + a1 * adcValue + a0;
+   return(y);
+</source>
@@ Riadok 89: / Riadok 110: @@
 * 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
@@ Riadok 105: / Riadok 128: @@
 * Graf 2: chybové krivky (viď obr.)
 * Program pre mikroprocesor na linearizáciu
+* Porovnať namerané výsledky s predošlými
-[[Súbor:Example1-1.png|500px]]
+[[Súbor:Example2-1.png|500px]]
-Hodnotenie: 3 body
+Hodnotenie: 5 bodov
-Deadline: <FONT COlor="red">'''27. 2. 2018 '''</font>
+Deadline: <FONT COlor="red">'''8. 3. 2022 '''</font>