ATmega + 12bit ADC

[slav0n]

это ты не в "ту степь" попал я считал по коду от Dimon456 для АТмеги.

я тоже

[Dimon456]

Starichok51,

Спойлер

Код: Выделить всё

volatile bool ain_status;

volatile uint16_t sum_u;
volatile uint16_t sum_i;

volatile uint16_t u_izm;
volatile uint16_t i_izm;

// ADC interrupt service routine
// with auto input scanning
ISR(ADC_vect)
{
static uint8_t count = 0;
static uint16_t adc_data[2]={0,0};

// Read the AD conversion result
adc_data[count%2] += ADCW;

   if (count++ > ((63*2)))  {
      count = 0;
      sum_u = adc_data[0]; adc_data[0]=0;
      sum_i = adc_data[1]; adc_data[1]=0;
	  ain_status = 1;
   }

// Select next ADC input
ADMUX=(0 | ADC_VREF_TYPE) + count%2;

// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage
_delay_us(10);	// если требуется, если без нее будет работать то хорошо

// Start the AD conversion
ADCSRA|=(1<<ADSC);

}


// где-то в цикле while
		if(ain_status) {
			ain_status = 0;

			  u_izm = sum_u >> 3;	// 13 bit
			  i_izm = sum_i >> 3;
		}

и в моих проектах есть секундомер.

Прерывание идет с частотой 104мкс, ну милли секунды ты же не отображаешь на экране.
Добавь в прерывание счетчик. 1/104мкс = ~9615 прерываний на 1 секунду.

[Starichok51]

Dimon456, мне не надо приближенное число прерываний за 1 секунду.
но тут могу согласиться, что можно сделать непрерывные измерения по счетчику, по 1024 (или даже по 4096) напряжения и тока. а оставшееся время до окончания секунды АЦП будет отдыхать.
но зачем мне перелопачивать прошивку ради таких изменений, если меня полностью устраивает существующая прошивка?

[Dimon456]

Насколько мне помнится [uquote="Starichok51",url="/forum/viewtopic.php?p=4077242#p4077242"]а вы оба приводили текст на Си, где вообще нет привязки к реальному времени - "тупое" непрерывное суммирование в цикле.[/uquote]вот я предложил свой вариант, а использовать его или нет, это ваше право.

мне не надо приближенное число прерываний за 1 секунду.

все равно у тебя, как и у меня, нет прибора, что бы измерить с точностью до 9 знака. Точно идут только DS3231.

[Starichok51]

если ты про точность времени, то мне не нужна офигенная точность. мне достаточно купленного кварца на 8 МГц.

[Alexeyslav]

здесь это не подходит, здесь надо накапливать шум

шум как раз накапливать не нужно, его нужно усреднять. За счет шума проявляется дробная часть разряда в пределах которого находится измеряемая величина. Но для этого шум должен быть с нормальным распределением(а не тот цифровой что проникает на вход контроллера) и усреднением он не теряется.

на входе стоит у меня фильтр - делитель 51к-10к и параллельно 10к конденсатор 220 нФ. то есть, постоянная времени около 2 мс, что соответствует предлагаемым тобой 500 Гц.

мало. Это аккуратно прямо впритык к необходимому, а надо чтобы надёжно перекрывало, ибо фильтр 1 порядка очень плавный. Поскольку тебе не надо измерять напряжение настолько быстро, можно фильтровать с частотой среза 10Гц.

Альтернативный вариант, как увеличить разрядность - сделать небольшой ЦАП с выходом в 2...4мВ(сколько там доля младшего разряда?) на 3 бита и использовать его как "землю" делителя входного, таким образом у вас появится возможность перемещать входной сигнал на кратные доли младшего разряда, 8 измерений с перебором этой опоры и подсчет статистики(усреднение?) даст вам дополнительную разрядность, уже не зависящую от наличия шума в исходном сигнале.

[slav0n]

шум как раз накапливать не нужно, его нужно усреднять. За счет шума проявляется дробная часть разряда в пределах которого находится измеряемая величина. Но для этого шум должен быть с нормальным распределением(а не тот цифровой что проникает на вход контроллера) и усреднением он не теряется.

просто накапливать и усреднять шум нужно окном не короче 4^N

[Dimon456]

можно фильтровать с частотой среза 10Гц.

Да вы, уж 10мкф поставьте и будем вам счастье, а лучше 200мкф или 4700мкф.
Частота среза фильтра должна быть половине частоты работы ацп. Если вы будете еще резать, вы будете урезать динамический диапазон АЦП.

даст вам дополнительную разрядность, уже не зависящую от наличия шума в исходном сигнале.

Шум, не зависимо какой он носит характер, амплитудой к примеру 2милли вольта, а при режиме ограничения тока он может достигать 100 милли вольт, нельзя идентифицировать как полезный сигнал.
Хоть заусредняйтесь, всему есть предел.

Хотите еще тест, давайте, к примеру, попробуем измерить микро амперы, сейчас у меня максимум 15 ампер на 12 битный АЦП, на 1 бит получается 3,6 милли ампера, давайте микроамперы попробуем измерить?

[slav0n]

Шум, не зависимо какой он носит характер, амплитудой к примеру 2милли вольта, а при режиме ограничения тока он может достигать 100 милли вольт, нельзя идентифицировать как полезный сигнал.

а если при этом полезный сигнал будет не менее 100 мВ, то почему нет?

[Dimon456]

slav0n, давай так. не менее 100 мВ, у Starichok51, 20 вольт максимум 10 бит АЦП, на 1 бит получается 20 милли вольт, шум идет амплитудой 100 милли вольт, 10 бит АЦП с легкостью справляется без всякого там оверсемплинга.

Давай мой пример, 1 миро ампер, 10 битный АЦП не пойдет, слишком много отсчетов надо.
12 битный АЦП, 32768 отсчетов, получается 28 бит, сдвигаем на 3 бита, получаем 25 бит, чисто теоретически 15000000*1/16777216=0,8 микро ампера. Правильно или нет?

[slav0n]

12 битный АЦП, 32768 отсчетов, получается 28 бит, сдвигаем на 3 бита, получаем 25 бит, чисто теоретически 15000000*1/16777216=0,8 микро ампера. Правильно или нет?

неправильно.
32768 отсчета могут дать максимум +7 бит с усреднением 2.
(4^7 + 4^7 = 32768)

[Dimon456]

slav0n, правильно, не правильно, не важно.
1 видео

Спойлер

без СС, АЦП 12 бит, скорость одного преобразования 6 мкс, количество отсчетов 131072
Верхняя строка сумма после сдвига на 5 бит

2 видео

Спойлер

без СС, АЦП 12 бит, скорость одного преобразования 18 мкс, количество отсчетов 4096
Верхняя строка сумма без сдвига, сдвиг не требуется

Микро амперы не удалось померить, померим милли амперы
3 видео

Спойлер

без СС, АЦП 10 бит, скорость одного преобразования 18 мкс, количество отсчетов 1024
Верхняя строка сумма после сдвига на 6 бит

да, я тут нагрузку добавил дополнительную в ~1 ампер
Вот это можно усреднять.

[Starichok51]

Верхняя строка сумма после сдвига на 5 бит

у тебя в первых двух видео 24 бита, а на экран выведено только 16 бит.
какие биты выведены и где остальные?
если тебе интересно смотреть в двоичном виде, как скачут самые младшие биты, то могу посоветовать старшие (стабильные) биты выводить в 16-ричном виде, а младшие, прыгающие, в двоичном. тогда можно увидеть все 24 бита и даже больше.

[slav0n]

slav0n, правильно, не правильно, не важно.

ну как же не важно.
ты же сам видишь, что самое правильное 3-е видео, ибо оно сделано согласно правилам.
первые два видоса показывают мусор

[Dimon456]

какие биты выведены и где остальные?

младшие 16 бит, блин, я только сейчас заметил, на верхнию строку выведен результат преобразования

Код: Выделить всё

sum*15000000UL/(4096UL << 12)

Добавлено after 1 minute 58 seconds:

первые два видоса показывают мусор

по чему мусор, как раз шум который нельзя идентифицировать как полезный сигнал.

[slav0n]

шум который нельзя идентифицировать как полезный сигнал.

это и есть мусор, который бесполезно учитывать и тем более показывать

[Dimon456]

который бесполезно учитывать и тем более показывать

ну вот, значит у оверсемплинга есть предел, бесполезно повышать количество отсчетов вытягивая разрядность оверсемплинга.

Жаль АЦП на 1мкс не завелся, отказался калибровку проходить, а так бы я бы его нагнул 500к выборок.

[slav0n]

Микро амперы не удалось померить

сколько тебе надо добавить бит, что бы померить микроамперы?

Добавлено after 13 minutes 21 second:

у тебя в первых двух видео 24 бита

у него там не 24 бита, а полная ерунда и хаос.
чтобы получить 24 бита, т.е. +12, надо сделать сумму 4^12 = 16777216 семплов и сдвинуть ее на 12

[Starichok51]

Dimon456, что-то мне кажется, что при таком малом времени преобразования когда главный цикл увидит флаг готовности, успеет что-то просуммироваться перед обнулением сумм.

[Dimon456]

что-то мне кажется,

А мне не кажется.
Есть stm32 - это 32 битная шина данных, есть PLP, и есть 48МГц, есть DMA, есть буфер на 1024, прерывание DMA срабатывает по половинке и полный,
грубо говоря у меня есть половина времени 1024 буфера, 512 * на скорость АЦП, что там в 1 видео было, 6мкс, и того 512*6=3072мкс, вот мое время.

Вот мой код прерывания DMA

Спойлер

Код: Выделить всё

#define dsp_count 4UL	// 1024 выборки

void DMA1_Channel1_IRQHandler(void)
{
	static uint32_t avg_u;
	static uint32_t avg_i;
	static uint32_t avg_t_u;
	static uint32_t avg_t_i;
	static uint16_t count=0;
	uint16_t *dp;
	uint32_t irq; uint16_t n;

	DMA1->IFCR = irq = DMA1->ISR & DDS_IRQ_MASK;	/* Get and clear the irq flags */
	dp = &ADC_values[(irq & DMA_ISR_TCIF1) ? ARRAYSIZE / 2 : 0];	/* Last or Half transfer? (determins which part of circular buffer to be filled) */

	n = ARRAYSIZE / 4;			/* Number of samples (fill half of the circular buffer) */
	avg_u = 0; avg_i=0;
	do {
	avg_u += *dp; dp += 1;
	avg_i += *dp; dp += 1;
	} while (--n != 0);

	avg_t_u += avg_u;
	avg_t_i += avg_i;

	if(count++ == (dsp_count-1)) {

	ain[0] = avg_t_u;
	ain[1] = avg_t_i;

	ain_status = 1;

	count=0; avg_t_u=0; avg_t_i=0;
	}

}

А если рассматривать с такой стороны, когда флаг ain_status, а он поднимается раз в 1024 выборки на каждый канал, а это 2048 всего выборок, то 6мкс * 2048 уже получается 12288мкс - вагон времени когда ain[0] и ain[1] обновятся.