Pixel и датчик NTC 10 KOm

[tvf]

В чем не прав?

Лучше задайте вопрос: чем за это придется заплатить?

Изменение разрешения с 10 до 11 требует буфера 4 отсчета
Изменение разрешения с 10 до 12 требует буфера 16 отсчетов
Изменение разрешения с 10 до 13 требует буфера 64 отсчета
Изменение разрешения с 10 до 14 требует буфера 256 отсчетов
Изменение разрешения с 10 до 15 требует буфера 1024 отсчета

При характерном времени цикла 0,1 с буфер будет заполнен за 102,4 с это и будет характерным временем реакции.
Если запаздывание почти в 2 минуты, использование буфера в 1024 отсчета или 2048 байт и 1023 операции сложения (увеличение потребного тика) не смущают то флаг в руки. Разрядность то вы увеличите, но места под основную задачу в контроллере не останется.

[serg-el]

Т.к. Арсений Евдокимович не желает раскрывать производственные тайны , то посчитаем.

При имеющемся Pixel 2512, подключаю на Ain3 магазин сопротивлений Р4831 0,02% точности. Выставляю
Ом код АЦП
2000 2402
2001 2404
2002 2405
2003 2406
2004 2407
2005 2409

Вполне видно, что отловить Омы на этом диапазоне вполне можно (тепловой дрейф, нелинейность и другие мешающие факторы сейчас не учитываю).
Данных показаний невозможно получить от АЦП 10 бит (2000 Ом/1024=1,953125 Ом на бит), т.е. разрешение все-таки растягивают.

[ATS]

Пропустил все интересное - иногда и работать надо...

Сообщение от serg-el

Изучаем и приходим к тому, что для наших медленно изменяющихся сигналов (датчики температуры, давления и т.д.) растягивание разрешения АЦП ATMEGA2561-16AU с 10 до 15 (что мы и имеем) вполне подходит.

В чем не прав?

Это все не вчера придумали.
Но раз так все просто, то что же обычным компаратором компаратором (1 бит) не пользуются, а дальше оверсемплинг и все замечательно.
Реально можно действительно разрешение поднять на 1-2 разряда. Но строго при наличии белого шума причем лучше на Vref (опорном).
А метод по сути обычное усреднение - только для целых чисел приходится разрядность повышать иначе остаток от деления потеряем.

Сообщение от tvf

Лучше задайте вопрос: чем за это придется заплатить?

Изменение разрешения с 10 до 15 требует буфера 1024 отсчета

При характерном времени цикла 0,1 с буфер будет заполнен за 102,4 с это и будет характерным временем реакции.

Ну на уровне Лоджика это делать глупо. На уровне ядра не вижу проблем никаких по времени да и памяти не требуется совсем.

Сообщение от serg-el

Т.к. Арсений Евдокимович не желает раскрывать производственные тайны , то посчитаем.

Ну почему не раскрывает...

Сообщение от Arsie

АЦП сам по себе даёт честные 10 бит. Точность полбита обеспечивается стандартными способами оверсэмплинга. Другое дело, что точность генераторов и опорников на уровне 1%, т.е. один отсчёт туда-сюда. Фильтрация на уровне ядра "логически" отсутствует, т.к. обеспечивает постоянную времени меньшую, чем время цикла программы на лоджике.

При имеющемся Pixel 2512, подключаю на Ain3 магазин сопротивлений Р4831 0,02% точности. Выставляю
Ом код АЦП
2000 2402
2001 2404
2002 2405
2003 2406
2004 2407
2005 2409

Вполне видно, что отловить Омы на этом диапазоне вполне можно (тепловой дрейф, нелинейность и другие мешающие факторы сейчас не учитываю).
Данных показаний невозможно получить от АЦП 10 бит (2000 Ом/1024=1,953125 Ом на бит), т.е. разрешение все-таки растягивают.

Допускаю как сознался Арсений 11 бит (даже в 12 поверю, но с трудом).
Кстати, циферки кода АЦП ожидал увидеть несколько другие для 2К.
Согласен - померить получается с приемлемой точностью.
Но вот как привязать начало отсчета и коррекцию?

[tvf]

Ну на уровне Лоджика это делать глупо. На уровне ядра не вижу проблем никаких по времени да и памяти не требуется совсем.

К сожалению нам доступен только уровень Лоджика. К вкорячиванию данной процедуры на уровень ядра это к Arsie. Но просчитать баланс затрат времени примерно можно. Если исходить из того, что все процедуры должны должны происходить в течении цикла обработки, то потребность в буфере на 1024 значения отпадает. Нужен 1 суммирующий регистр и соответственно 1023 операции сложения на 1 AI. Минимальный тик с пустой программой на Пикселе это 2-3 мс. Я не знаю, на что он тратится. Давайте предположим, что все это время тратится на оцифровку 6 AI. Тогда при предположении, что имеет место мультиплексированная обработка AI имеем 0,41 мс на вход. Тогда оцифровка 1023 значений займет около 419 мс - это на 1 AI. На 6 AI - 2,5 с. И это без учета времени на операцию сложения. В реалии все может быть не столь удручающим, но затраты времени на оцифровку AI возрастут в 1024 раза и от этого не уйти.

[ATS]

Думаю ошибочные предположения.

Что такое затраты времени...

Цикл АЦП ATMEGA ну в худшем варианте 250 микросекунд. С мультиплексированием 6 каналов полторы миллисекунды.
Вот только процессор во время каждого цикла может заниматься чем пожелает. АЦП аппаратно реализован и только отдает результаты.
Сами вычисления по каждому циклу займут с большой натяжкой максимум пару микросекунд. То есть не более 1% рабочего времени процессора.
А вот частота квантования данных по входам естественно уменьшится примерно до 4 герц на канал. Общий цикл измерения 1,5 секунды.

Примерно так. Но вот 15 разрядов и не надо, 12 -уже хорошо...

[tvf]

Общий цикл измерения 1,5 секунды.

Я рад, что наши оценки времени измерения совпали, по крайней мере цифры одного порядка.

Но вот 15 разрядов и не надо, 12 -уже хорошо

А 12 разрядов уже можно реализовывать и на Лоджике. Буфер в 16 измерений не столь затратная вещь. Да и задержка в 1,6 с уже не столь критична.

[Arsie]

Сообщение от ATS

Думаю ошибочные предположения.

Что такое затраты времени...

Цикл АЦП ATMEGA ну в худшем варианте 250 микросекунд.

В худшем варианте цикл АПЦ - четверть секунды. С указанным вами циклом АЦП меги дай бог, чтобы 8 значащих разрядов выдал.

Наша текущая концепция аналоговых входов воплощена в модулях МС и дает в худшем случае 16 значащих разрядов. Этого вполне достаточно для обслуживания датчиков NTC практически любого вида.

[ATS]

Это из статьи указанной выше.

Согласно техническому описанию AVR для обеспечения эффективного 10-ти разрядного разрешения тактовая частота АЦП должна быть в диапазоне от 50 кГц до 200 кГц. По этой причине пивовар выбрал тактовую частоту АЦП 50 кГц. Это соответствует частоте дискретизации ~3800 SPS (выборок в секунду).

Это как же столько сэмплов получили?

Conversion Time max 260µs - это тоже согласно техническому описанию ATmega 128. Арифметика: 1/260µs = 3846Hz

А вот это

Наша текущая концепция аналоговых входов воплощена в модулях МС и дает в худшем случае 16 значащих разрядов. Этого вполне достаточно для обслуживания датчиков NTC практически любого вида.

ну совсем с этим не вяжется

Модуль МС поддерживает измерения 24 битным АЦП (до 8 каналов). Благодаря технологии UHAM, к измерительным входам можно подключать разнообразные датчики с иключительно программным конфигурированием. При том, что даже для датчиков температуры типа ТСМ50, точность измерений останется не хуже ±0,1 градуса Цельсия.

[serg-el]

Сообщение от Arsie

Наша текущая концепция аналоговых входов воплощена в модулях МС и дает в худшем случае 16 значащих разрядов. Этого вполне достаточно для обслуживания датчиков NTC практически любого вида.

Это очень хорошо, но что по поводу Pixel можете сказать. Общие слова про 10 бит АЦП, фильтрацию и т.д. мы уже читали, но по входам Ain0-2 получение кода 32768 с дискретностью 1 (плавающие ±5) можно получить только оверсемплингом. У Вас шум подмешивается аппаратно к опоре или просто работает по помехам на входах?

[serg-el]

Сообщение от ATS

Conversion Time max 260µs - это тоже согласно техническому описанию ATmega 128.

В Pixel 2512 стоит ATMEGA2561-16AU и MEGA88PA, в качестве опоры REF192G.

[Arsie]

Сообщение от ATS

Это из статьи указанной выше.
Это как же столько сэмплов получили?
Conversion Time max 260µs - это тоже согласно техническому описанию ATmega 128. Арифметика: 1/260µs = 3846Hz

Попробую последний раз достучаться до разума.

Сравним АЦП с автомобилем, а время измерения с временем поездки из пункта А в пункт Б.

Т.к. измерения приходится проводить в помеховом фоне, то и поездка осуществляется в городском трафике.

Вы утверждаете, что время поездки из пункта А в пункт Б всегда занимает 10 минут.

Это верно, если трафика нет. А вот если трафик есть, то 10 минут могут превратиться и в 60 минут.

При этом характеристики самого автомобиля (т.е. АЦП) не изменяются. Технически он способен преодолеть путь за 10 минут.

Я понятно объяснил?

Сообщение от ATS

А вот это
ну совсем с этим не вяжется

Объясните, пожалуйста, что с чем в этих текстах не вяжется?

[Arsie]

Сообщение от serg-el

Это очень хорошо, но что по поводу Pixel можете сказать.

Какую полезную информацию вам дадут эти знания?

Пусть там будет хоть 100000000-разрядный АЦП. Кроме самого АЦП в схеме измерения присутствует ещё как минимум три участника со своими погрешностями. И итоговая погрешность входа лишь зависит от погрешности АЦП, а не определяется ею.

[ATS]

Сообщение от Arsie

Попробую последний раз достучаться до разума.

Не надо стучать по разуму...

Цикл в данном случае от шумов не зависит - измеряем зафиксированное в УВХ мультиплексора значение.
The ADC contains a Sample and Hold circuit which ensures that the input voltage to the ADC is held at a constant level during conversion.
Если потом фильтруете это уже другой вопрос.

А для оверсемплинга эти шумы даже полезны

Объясните, пожалуйста, что с чем в этих текстах не вяжется?

24 и 16. Есть разница... Или обвязка не тянет?
Тогда лучше не упоминать о 24.

[Arsie]

Сообщение от ATS

Не надо стучать по разуму...

24 и 16. Есть разница... Или обвязка не тянет?
Тогда лучше не упоминать о 24.

Не обвязка не тянет, просто вы то ли не видите что я пишу, либо я пишу очень непонятно.

Я пишу о худшем случае, вы даже не пытаетесь уточнить, что это за случай. Выводы какие-то делаете из непойми чего.

Действительно, хватит стучаться мне в закрытую наглухо дверь.

[serg-el]

Сообщение от Arsie

Какую полезную информацию вам дадут эти знания? Кроме самого АЦП в схеме измерения присутствует ещё как минимум три участника со своими погрешностями.

Если Вы на уровне схемотехники и ядра не компенсируете нелинейности Ainx, то приходится компенсировать это на уровне математики в программе контроллера. Если есть железка, то хочется выжать из неё максимум возможностей.
Ну не нравится мне что считаю одно, а измеряется другое ...
Вроде в мануале красиво, а на практике совершенно другое ...

scientia potentia est

[Arsie]

Сообщение от serg-el

Если Вы на уровне схемотехники и ядра не компенсируете нелинейности Ainx, то приходится компенсировать это на уровне математики в программе контроллера. Если есть железка, то хочется выжать из неё максимум возможностей.
Ну не нравится мне что считаю одно, а измеряется другое ...
Вроде в мануале красиво, а на практике совершенно другое ...

scientia potentia est

Что вы измеряете и в каких единицах и на какой модели контроллера?

[serg-el]

Сообщение от Arsie

Что вы измеряете и в каких единицах и на какой модели контроллера?

Достаточно подробно?

Videre majus quiddam

[Arsie]

Сообщение от serg-el

Достаточно подробно?

Videre majus quiddam

Честно говоря, я тоже баловался измерениями сферических коней в вакууме и грузился их проблемами, пока не повзрослел.

А по факту, нужно проводить измерение внутри рабочего диапазона датчика и окружающей его среды. NTC сами крайне нелинейны и в подавляющем большинстве случаев используются на линейных участках своих характеристик.

Поэтому нет разницы, какова погрешность измерения контроллером 10 ом. 20 ом. И даже 50 или 100 ом. Датчики NTC на этих сопротивлениях уже сами глубоко нелинейны.

Хотя, формально да, малые и большие температуры ими можно измерять.

Но тут вступает второй фактор. Пиксель предназначен для использования в системах вентиляции. В этих системах только наружному датчику требуется корректное измерение в отрицательной шкале. Датчику обратной воды в принципе всё равно, вода охладилась до -1 или до -20. Всё уже давно вышло из строя. Канальному аналогично - нет разницы, дуть в помещение 5С или -5С. Оба значения слишком малы. Датчик помещения. Нет разницы, 0С в нём или -10С. В любом случае это дубак и в таком помещении нет людей.

Можете продолжить логическую цепочку самостоятельно.

[serg-el]

Сообщение от Arsie

Можете продолжить логическую цепочку самостоятельно.

Видимо я ещё не повзрослел (78г. выпуска )
У NTC датчиков НЕТ линейной характеристики!
Их сопротивление (характеристика) замечательно считается по формулам ( на основе измерения всего 3! точек).
Нелинейны NTC как раз таки во всём диапазоне.

А про температуры это заказчику надо объяснять (±0,5°С предел для разбежки в помещениях у шефа).

Да и не только в системах вентиляции Pixel можно ставить, вот только линейность поправить, и всё будет пучком

[Arsie]

Сообщение от serg-el

У NTC датчиков НЕТ линейной характеристики!

Ну всё, победа... Во-первых я говорил об участке, а не характеристике. Во-вторых в этой характеристике есть участки совсем нелинейные и более-менее линейные. Вот о последних я и говорил.

Сообщение от serg-el

А про температуры это заказчику надо объяснять (±0,5°С предел для разбежки в помещениях у шефа).

Угу, в двупроводном включении. Медный кабель 10-20-30 метров сам по себе уже термодатчик.

Сообщение от serg-el

Да и не только в системах вентиляции Pixel можно ставить, вот только линейность поправить, и всё будет пучком

Можно где угодно. Но входы рассчитаны именно под вентиляцию. Это нужно всегда помнить.

Контроллер общего назначения - SMH-2G/2Gi с модулем МС. Там всё замечательно везде.

[serg-el]

Сообщение от Arsie

Во-вторых в этой характеристике есть участки совсем нелинейные и более-менее линейные.
Медный кабель 10-20-30 метров сам по себе уже термодатчик.

Скорее менее чем более, и применимо к контроллеру с FBD без разницы (всё можно посчитать).

МКЭШ 2х0.75 - 50м - 20°С - 2,3 Ом
МКЭШ 2х0.75 - 50м - 100°С - 3,08 Ом
Для NTC как слону дробина ...

P.s. пора все мои сообщения по поводу Pixel и Ainx выносить в отдельную тему ...
Aut bene, aut nihil

[ATS]

Все меньше начинаю верить Арсению...

Перечитал тему, посчитал цифры в Код АЦП Pixel 2512.xls (странно что раньше его не видел).

И вынужден признать полную правоту serg-e.
Тоже пришел к однозначному выводу что оверсэмплинг до 15 бит имеет место быть.
Тогда становится понятным утверждение Arsie о цикле АЦП в 250 миллисекунд. Просто это уже с учетом оверсемплинга...
Да время цикла с рассчетами совпадает.

[Arsie]

Сообщение от ATS

Все меньше начинаю верить Арсению...

Тогда становится понятным утверждение Arsie о цикле АЦП в 250 миллисекунд. Просто это уже с учетом оверсемплинга...

Да время цикла с рассчетами совпадает.

Я никогда и нигде не говорил, что в Пикселе цикл 250 мсек. Речь шла об АЦП AVR и его корректном использовании в промышленности.

Сообщение от ATS

Перечитал тему, посчитал цифры в Код АЦП Pixel 2512.xls (странно что раньше его не видел).

К данной табличке ни я ни фирма Сегнетикс никакого отношения не имеет. Если ещё хотя бы один человек примет испытания единственного образца за расчётные данные серийной продукции, я полностью удалю эту тему.

[ATS]

Сообщение от Arsie

Я никогда и нигде не говорил, что в Пикселе цикл 250 мсек. Речь шла об АЦП AVR и его корректном использовании в промышленности.

Ссылочку на документик по AVR дадите?

[Arsie]

Сообщение от ATS

Ссылочку на документик по AVR дадите?

Нет, конечно. Такое не пишут в документах, тем более в этом плане не очень многое зависит от Atmel в целом и AVR в частности.

Atmel даёт возможности. Эти возможности описаны в даташите на AVR. Ваш опыт позволяет или не позволяет использовать эти возможности. Документа "мой опыт.txt" у меня нет.

[ATS]

Словоблудие однако.
Я данные из даташита и приводил. Для минимальной частоты АЦП.

[Arsie]

Сообщение от ATS

Словоблудие однако.
Я данные из даташита и приводил. Для минимальной частоты АЦП.

Тогда соберите схему по даташиту и получите на ней хотя бы все 10 значащих разрядов в условиях вентиляционного щита и близко расположенных частотников без дросселей. Т.е. чтобы шумы и дрейфы были ниже минимального разряда.

Если получите 15 значащих разрядов при помощи любых программных способов, я обязуюсь отдать вам свою зарплату за год.

И да, на схему накладываются следующие ограничения:

1) стоимость вашей схемы должна быть не выше хотя бы 10% от Пикселя-12

2) Процессор - Мега128 в любом из своих воплощений

3) Одновременно с измерением напряжения должны переключаться электромагнитные реле с индуктивной нагрузкой и происходить опрос хотя бы по одному из встроенных в процессор последовательных портов с временными диаграммами модбаса, т.е. с паузами не более 3.5 битов в передаче

Пока не увижу такой схемы в работе, считаю нашу дискуссию бессмысленной. Т.к. я знаю, что при чётком следовании даташиту в этих условиях получится что-то типа 6-7 значащих разрядов.

PS. Чтобы отрезать претензии, скажу, что Пиксели работают в гораздо более жёстких условиях (опрос модулей (расширения, памяти и сетевого), супервизора, некачественное питание).

[serg-el]

Сообщение от Arsie

К данной табличке ни я ни фирма Сегнетикс никакого отношения не имеет. Если ещё хотя бы один человек примет испытания единственного образца за расчётные данные серийной продукции, я полностью удалю эту тему.

Данная таблица составлена мною лично, на основании Вашего серийного контроллера.
Если данные в ней неправильны,то так и скажите.
Ведь это в Вашей документации нет никакой информации по этому поводу.
Просто получив контроллер в руки, я задался вопросом - а почему, а как, а если - и не найдя в документации ответов, снял характеристику входов.


Если так уж надо,то могу и ещё для 2-4 контроллеров снять ...

Но это не быстро ( 1 съём в 180сек, для ПОЛНОГО устаканивания).

И ПОЖАЛУЙСТА, приведите формулы для расчетов (как высчитывается код АЦП).

[serg-el]

Сообщение от Arsie

Чтобы отрезать претензии

Претензий нет, есть вопросы.
Коллегиально видимо не решить...


Арсений,что по поводу моих макросов можете сказать?

[ATS]

Сообщение от Arsie

Я никогда и нигде не говорил, что в Пикселе цикл 250 мсек. Речь шла об АЦП AVR и его корректном использовании в промышленности.

Да именно про АЦП. А Вы всё же про Pixel. Не вяжется.
А про сложности применения любой электроники в различных условиях я в курсе.

Сообщение от serg-el

И ПОЖАЛУЙСТА, приведите формулы для расчетов (как высчитывается код АЦП).

Хотелось бы взглянуть.