MEMS cvičenie 2: Rozdiel medzi revíziami
Z SensorWiki
(17 medziľahlých úprav od rovnakého používateľa nie je zobrazených.) | |||
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 | 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 | 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). | ||
Riadok 19: | Riadok 23: | ||
* Arduino homepage https://www.arduino.cc/ | * 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> | <html> | ||
− | <iframe width="725" height="453" src="https://www.tinkercad.com/embed/ | + | <iframe width="725" height="453" src="https://www.tinkercad.com/embed/6Pg8q4b7Kst?editbtn=1" frameborder="0" marginwidth="0" marginheight="0" scrolling="no"></iframe> |
</html> | </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() | |
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | void loop | ||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
{ | { | ||
− | + | adcValue = analogRead(mySensor); // read ADC value | |
− | |||
− | + | outputValue = adcValue; | |
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | + | Serial.println(outputValue); // prints value over serial | |
− | |||
+ | delay(100); // delay in milliseconds | ||
+ | } | ||
</source> | </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; | |
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | <source lang= | ||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | |||
− | + | /* segment 2 */ | |
− | + | if (adcValue > x1) && (adcValue <= x2) | |
+ | y = k2 * adcValue + q2; | ||
+ | return(y) | ||
</source> | </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> | </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 | ||
Riadok 319: | Riadok 128: | ||
* Graf 2: chybové krivky (viď obr.) | * Graf 2: chybové krivky (viď obr.) | ||
* Program pre mikroprocesor na linearizáciu | * Program pre mikroprocesor na linearizáciu | ||
+ | * Porovnať namerané výsledky s predošlými | ||
[[Súbor:Example2-1.png|500px]] | [[Súbor:Example2-1.png|500px]] | ||
− | Hodnotenie: 5 | + | Hodnotenie: 5 bodov |
− | Deadline: <FONT COlor="red">''' | + | Deadline: <FONT COlor="red">'''8. 3. 2022 '''</font> |
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).
Obsah
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);
- 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
Hodnotenie: 5 bodov
Deadline: 8. 3. 2022