MEMS cvičenie 2: Rozdiel medzi revíziami
Z SensorWiki
(43 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 | |
+ | 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). | ||
− | * Príklad na pripojenie analógového senzora: http:// | + | == 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/ | * 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"> | <source lang="cpp"> | ||
− | #define | + | #define mySensor 0 // 0: potenciometer |
− | + | // 3: senzor sily | |
− | + | // 5: senzor ohybu | |
− | + | ||
− | |||
int adcValue; | int adcValue; | ||
float outputValue; | float outputValue; | ||
void setup() | void setup() | ||
− | { | + | { // monitor sa otvara dole vpravo |
− | Serial.begin( | + | 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( | + | delay(100); // delay in milliseconds |
} | } | ||
</source> | </source> | ||
+ | |||
+ | == Linearizácia prevodovej charakteristiky == | ||
+ | === 1. Look-up table === | ||
− | |||
+ | <source lang="cpp"> | ||
#include <avr/pgmspace.h> | #include <avr/pgmspace.h> | ||
const PROGMEM int table[] = {11,12,15,...}; | const PROGMEM int table[] = {11,12,15,...}; | ||
+ | |||
+ | return( table[adcValue] ); | ||
+ | </source> | ||
Viac info tu: https://www.arduino.cc/en/Reference/PROGMEM | Viac info tu: https://www.arduino.cc/en/Reference/PROGMEM | ||
− | 2. Po častiach lineárna náhrada | + | === 2. Po častiach lineárna náhrada === |
+ | |||
+ | <source lang="cpp"> | ||
+ | /* segment 1 */ | ||
+ | if (adcValue > x0) && (adcValue <= x1) | ||
+ | y = k1 * adcValue + q1; | ||
− | + | /* segment 2 */ | |
− | y = k2 | + | if (adcValue > x1) && (adcValue <= x2) |
+ | y = k2 * adcValue + q2; | ||
return(y) | 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 | * http://terpconnect.umd.edu/~toh/spectrum/CurveFitting.html | ||
Riadok 67: | Riadok 113: | ||
− | |||
+ | |||
+ | == Úlohy == | ||
+ | |||
+ | '''Úlohy, ktoré treba odovzdať:''' | ||
+ | |||
+ | * Graf 1: prevodové charakteristiky | ||
* Chyby podľa EN 60 770 | * Chyby podľa EN 60 770 | ||
** Nepresnosť | ** Nepresnosť | ||
Riadok 75: | Riadok 126: | ||
** Hysteréza | ** Hysteréza | ||
** Neopakovateľnosť | ** Neopakovateľnosť | ||
− | |||
* Graf 2: chybové krivky (viď obr.) | * Graf 2: chybové krivky (viď obr.) | ||
− | * Program pre mikroprocesor | + | * Program pre mikroprocesor na linearizáciu |
+ | * Porovnať namerané výsledky s predošlými | ||
[[Súbor:Example2-1.png|500px]] | [[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...]] | [[MEMS inteligentné senzory a aktuátory#Cvi.C4.8Denia|Návrat na zoznam cvičení...]] | ||
[[Category:MEMS]] | [[Category:MEMS]] |
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