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Searcher

127 virtuelle Fotodioden - Proof of Concept

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Habe nun den TT mit Liniensensoren ausgestattet - wie immer Testaufbau und schon geht was in Richtung Linienfolger.

aktueller berichtigter Schaltplan:
Code:
Schaltungsname: Linienfolger_mit_FB

             4,8V NiMh                     IR-  ___  IR-LEDs
               VCC       .-->|---|<--.  .--->|--|___|-->|-------o---o----------.
                +        | Fotodioden|  |        150            |   |          |
                |        |           |  |                 330µ \-/ --- 100n    |
          .-----o--------)-----------)--o---------o--------.   === ---         |
          |              |           |  |         |        |   +|   |          |
    TSOP .-.             |  1 __ 8   |  |    .----o        o----o---o          |
   36kHz | |             '--o|  |o---)--'    |    |        |        |          |
         | |----------------o|  |o---'       |    |Motor1  |Motor2  | Schottky |
         '-'         .------o|  |o--.        -   / \      / \       - SS12     |
          '-----o----)------o|__|o- |        ^  (   )    (   )      ^          |
                |    |      4    5  |    SS12|   \ /      \ /       |          |
                |    |              |        |    |        |        |          |
                |    |     ATtiny45 |        '----o        o--------'          |
                |    |              |             |        |                   |
                |    |              |     BS170||-+        |                   |
                |    |              |    ___   ||<-        |                   |
                |    |              '---|___|--||-+        | BS170             |
                |    |                   100      |     ||-+                   |
                |    |       ___                  |     ||<-                   |
                |    '------|___|-----------------)-----||-+                   |
                |            100                  |        |                   |
                |                                 |        |                   |
               ===                               ===      ===                 ===
               GND                               GND      GND                 GND
Die Fotodioden werden vom ADC mittels "Bipolar Differential Conversion" gemessen. Die Meßwerte sind auf einen Bereich von -63 bis +63 getrimmt und werden dann mit einfachstem Steuerprogramm zum Ansteuern der Motore genutzt. Die doch etwas langsame und wackelige Fahrt wurde gemacht, um zu sehen ob es Sinn macht, die Richtung weiter zu verfolgen. Ich meine: JA.

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Aktualisiert: 09.05.2011 um 17:35 von Searcher (Schaltplan berichtigt)

Stichworte: - Stichworte bearbeiten
Kategorien
Projekte , ATtiny45 , Root , Linienfolger

Kommentare

  1. Avatar von radbruch
    Die Richtung ist super!

    Die Fotodioden werden vom ADC mittels "Bipolar Differential Conversion" gemessen.
    Diese Funktion des ADCs habe ich noch nicht verwendet. Mit meinen kläglichen Englischkenntnissen steige ich auch bei der Beschreibung im Datenblatt nicht ganz durch. Könnest du vielleicht das Setup und die Abfrage des ADC zeigen? Wie funktionieren die Fotodioden, bzw. wie erkennst du mit dieser spartanischen Schaltung die Linie? Ist der Pin1 des Tiny45 aktiv?

    Es ist immer wieder interessant deinen Projekten zu folgen. Danke für den Blog ;)

    Gruß

    mic
  2. Avatar von Searcher
    Hallo radbruch,

    danke für Dein Intresse. Ich habe das Programm vom Video gerade noch ein bißchen mehr kommentiert und werd es in einem weiteren Kommentar einfügen (Hier geht's nicht, nur 10000 Zeichen erlaubt und im Hauptblogeintrag aus gleichem Grund auch nicht). Ist ein bißchen zurechtgestrickt zur Linienfolgung aus Programmstücken, die ich vorher schon gemacht hatte. Einfach nur nachfragen, wenn da was unklar ist. Da geht bestimmt noch was eleganter zu machen - wollte eben nur schnell fahren

    Grober Programmablauf:
    1. Initialisieren (Timer und ADC Einstellungen)
    2. Messung in der Endlosschleife starten
    3. Wenn Messung fertig ist, wird vom ADC ein Flag gesetzt, das zum Interrupt führt.
    4. In der ISR den Meßwert auslesen und die PWM entsprechend einstellen.

    4.a Ist der ADC auf bipolar gestellt, wird die Spannung zwischen den beiden ausgewählten Anschlüssen gemessen. Wird die verpolt, können da auch nagative Werte rauskommen, die im 2er Komplement dargestellt werden.
    4.b Zum Losfahren stelle ich einfach mit FB die PWM Werte auf 62 versteckt in "Case &H01 : Quarter_power = 62". Dazu addiere oder subtrahiere ich einfach in den Compareregistern die auf +-63 getrimmten Meßwerte (ich weiß, da ist noch was nicht ganz sauber und muß sowieso überarbeitet werden)

    Im Prinzip ist der Gedanke:
    Beide Dioden mittig über der Linie -> Meßwert = 0 -> nix addieren, fährt gerade weiter
    Kurve -> Meßwert zb = (-33) -> PWM wird leicht korrigiert
    Kurve -> Meßwert zb = (+33) -> PWM wird in andere Richtung korrigiert
    etc.

    Wie funktionieren die Fotodioden
    Wenn man eine Fotodiode beleuchtet, kann man an ihren Anschlüssen eine Spannung messen. Schaltet man zwei wie im Schaltbild gegeneiander, überwiegt die Spannung der am hellsten beschienenen Fotodiode. Die Gesamtspannung kann man an den Enden der Reihenschaltung messen. Werden beide gleichhell beleuchtet ist die Spannung Null. Je nach Beleuchtung wird die gemessenen Gesamtspannung über der Reihenschaltung auch positiv oder negativ. (Soweit meine laienhafte Erklärung)

    Das gleich Prinzip wird beim Herbie mit einem LM386 genutzt, den ich auch mal modifiziert nachgebaut hatte. Jetzt messe ich mit dem ADC die Spannung und war überrascht, daß das geht.

    Ist der Pin1 des Tiny45 aktiv?
    Ja, RESET ist aktiv - hab da nichts geändert, weil ich ISP verwenden möchte. Hat mich auch gewundert, weil ich da auch noch den externen 10k Widerstand dran hab. Ich werde nochmal die Meßwerte genau unter die Lupe nehmen müssen um zu sehen, ob da nicht doch irgenwas und wenn ja wieviel verfälscht wird. Läuft aber wie im Video zu sehen. Bei Vortests auf dem Steckbrett lief es auch gut. So hab ich noch einen Pin frei. Wenn es jedoch eine nicht mehr tolerierbare Grenze gibt, kann man noch ein zweites Paar Pins für die differenzielle Messung nutzen - dann stehen aber größere Umordnungsarbeiten an

    EDIT: RESET war wg Aufbaufehler NICHT mit dem 10k Pullup beschaltet. Der Widerstand hing "in der Luft" Schaltplan wurde berichtigt. Siehe auch über- übernächsten Blogeintrag.

    Gruß
    Searcher
    Aktualisiert: 09.05.2011 um 18:32 von Searcher (Meine Unklarheit wg RESET Pin Beschaltung)
  3. Avatar von Searcher
    Code zum "Proof of Concept"

    Erklärungen: siehe meinen vorherigen Kommentar

    Code:
    '###############################################################################
    'File: RC5_Linie_01.bas
    'noch nicht ausgereifte Funktionen:
    '1. Fernbedienung eines Dreirades mit RC5 Fernbedienung
    '2. Linienfolgung
    'IDE: BASCOM-AVR Demoversion 1.11.9.8
    '
    'HW circuit: Linienfolger_mit_FB.aac
    'PWM Erzeugung mit Timer1
    'TSOP an PB3. BASCOM Kommando Getrc5 nutzt Timer0 !!!
    '###############################################################################
    
    $regfile = "attiny45.dat"
    $eepleave
    $framesize = 32                         'default?
    $swstack = 32                           'default?
    $hwstack = 32                           'default?
    $crystal = 8000000
    $lib "mcsbyteint.lbx"                   'only byte and word operations
    
    Dim Address As Byte , Command As Byte   'variables for getrc5
    
    Dim Helperbyte1 As Byte
    Dim Dummy As Byte
    Dim Helperword As Word At Helperbyte1 Overlay
    Dim Top As Byte
    
    Dim Helperbyte2 As Byte
    
    Dim Limit_slower As Byte
    Dim Limit_faster As Byte
    Dim Limit_low_curve As Byte
    Dim Limit_high_curve As Byte
    Dim Quarter_power As Byte
    Dim Half_power As Byte
    
    Dim Prescaler As Byte
    Prescaler = 3                           'preset for 8kHz PWM freq
    
    Dim Adc_low As Byte                     'variables for adc result
    Dim Adc_high As Byte                    'variables for adc result
    Dim Adc_result As Word At Adc_low Overlay       'variables for adc result
    
    Config Portb = Input                    'ports initialisieren
    Portb = Portb Or &H1F                   'ports mit pullups auf definierten Pegel
    
    Config Rc5 = Pinb.3                     'TSOP at PB3
    
    Config Portb.4 = Output                 'PB4 as output, OC1B
    Config Portb.1 = Output                 'PB1 as output, OC1A
    
    Top = 249                               'OCR1C wert für PWM Frequenz
    Half_power = Top
    Shift Half_power , Right , 1
    Quarter_power = Half_power
    Shift Quarter_power , Right , 1
    Quarter_power = 0
    
    Limit_slower = 7
    Limit_faster = Top - 8
    Limit_low_curve = 3
    Limit_high_curve = Top - 4
    
    
    Tccr1 = Tccr1 Or &B01100000             'set PWM1A & OC1A (PB1)
    Gtccr = Gtccr Or &B01100000             'set PWM1B & OC1B (PB4) clear TCNT1 on OCR1C match
    Ocr1a = 0                               'initialise OCR1A -> low, no pulses at OC1A
    Ocr1b = 0                               'initialise OCR1B -> low, no pulses at OC1B
    Ocr1c = Top                             'set pwm frq. 8Mhz / 4 / (Top + 1)= 8kHz
    Tccr1 = Tccr1 Or Prescaler
    
    '#### ADC Setup begin
    Admux = &B10101011                      '010 1,1V internal reference, ADLAR=1 (left adjusted), PB5 PB2 gain 20
                                            'REFS bits f. Vref im Register ein bißchen durcheiander!
    Adcsra.3 = 1                            'ADIE ADC Interrupt enable
    
    Adcsra.2 = 1                            'ADC prescaler auf 128 (62500Hz at 8MHz systemclock)
    Adcsra.1 = 0                            'ADC prescaler auf 128 (62500Hz at 8MHz systemclock)
    Adcsra.0 = 1                            'ADC prescaler auf 128 (62500Hz at 8MHz systemclock)
    
    Adcsrb.7 = 1                            'bipolar mode
    
    Didr0.2 = 1                             'power save
    'Didr0.3 = 1                            'TSOP darf nicht abgeschaltet werden
    Didr0.4 = 1
    Didr0.5 = 1
    
    Adcsra.7 = 1                            'turn on ADC
    
    On Adc Adcmessung_to_pwm                'Wenn Messung fertig -> Interrupt
    
    Enable Interrupts                       'nötig für RC5 Empfang und ADC auslesen
    
    Do
       If Quarter_power <> 0 Then Adcsra.6 = 1       'start conversion
    
       '####### folgende Zeilen für RC5 Fernbedienungsempfang ##########
       Getrc5(address , Command)            'procedure returns FF FF if no RC5 message
       If Address <> &HFF Then              'RC5 Nachricht empfangen then...
          Command = Command And &B01111111  'toggle bit auf Null
          Select Case Command
             Case &H17 : Helperword = Ocr1a + Ocr1b       'OK Taste - geradeaus
                         Shift Helperword , Right , 1       'durch zwei teilen
                         Ocr1a = Helperbyte1
                         Ocr1b = Helperbyte1
             Case &H0F : If Ocr1a > Limit_slower And Ocr1b > Limit_slower Then
                              Ocr1a = Ocr1a - 8       'langsamer bei Pfeil nach unten
                              Ocr1b = Ocr1b - 8
                            Else
                              Ocr1a = 0     'bei Reg.überläufen Notstop
                              Ocr1b = 0
                         End If
             Case &H0E : If Ocr1a < Limit_faster And Ocr1b < Limit_faster Then
                              Ocr1a = Ocr1a + 8       'schneller bei Pfeil nach oben
                              Ocr1b = Ocr1b + 8
                            Else
                              Ocr1a = Top   'schneller geht's nicht
                              Ocr1b = Top
                         End If
             Case &H13 : If Ocr1a > Limit_low_curve And Ocr1b < Limit_high_curve Then
                              Ocr1a = Ocr1a - 4       'rechts bei Pfeil nach rechts
                              Ocr1b = Ocr1b + 4
                            Else
                              Ocr1a = 0
                              Ocr1b = 0
                         End If
             Case &H0B : If Ocr1a < Limit_high_curve And Ocr1b > Limit_low_curve Then
                              Ocr1a = Ocr1a + 4       'links bei Pfeil nach links
                              Ocr1b = Ocr1b - 4
                            Else
                              Ocr1a = 0     'bei Reg.überläufen Notstop
                              Ocr1b = 0
                         End If
             Case &H1D : Quarter_power = 0
                         Ocr1a = Quarter_power       'stop bei home Taste
                         Ocr1b = Quarter_power
             Case &H01 : Quarter_power = 62
                         Ocr1a = Quarter_power       '1/4 Gas mit Taste 1
                         Ocr1b = Quarter_power
             Case &H02 : Ocr1a = 187        '3/4'Half_power '1/2 Gas mit Taste 2
                         Ocr1b = 187        '3/4'Half_power
             Case &H03 : Ocr1a = Top        'Vollgas mit Taste 3
                         Ocr1b = Top
             Case &H04 : Ocr1a = Half_power
                         Ocr1b = 80         'Kurve links
    '         Case &H05 : Gosub Testprogram
             Case &H06 : Ocr1a = 80         'Kurve rechts
                         Ocr1b = Half_power
             Case &H37 : Ocr1a = 0          'Pirouette rechts mit Taste Audio
                         Ocr1b = Top
             Case &H36 : Ocr1a = Top        'Pirouette links mit Taste View
                         Ocr1b = 0
             Case &H07 :                    'Gtccr = Gtccr Or &B00000010
                         Prescaler = Prescaler + 1
                         If Prescaler = 8 Then Prescaler = 7
                         Tccr1 = Tccr1 And &B11111000
                         Tccr1 = Tccr1 Or Prescaler
                         Waitms 300
    
             Case &H08 :                    'Gtccr = Gtccr Or &B00000010
                         Prescaler = 4      '4kHz
                         Tccr1 = Tccr1 And &B11111000
                         Tccr1 = Tccr1 Or Prescaler
                         Waitms 300
    
             Case &H09 :                    'Gtccr = Gtccr Or &B00000010
                         Prescaler = Prescaler - 1
                         If Prescaler = 0 Then Prescaler = 1
                         Tccr1 = Tccr1 And &B11111000
                         Tccr1 = Tccr1 Or Prescaler
                         Waitms 300
    
          End Select
          Waitms 30                         'Änderungen nicht zu schnell bei gehaltener Taste
       End If
       '############# ENDE RC5 FB Emfang ##############
    
    Loop
    
    
    Adcmessung_to_pwm:                      'ISR f. ADC Auslesen und Setzen der PWM
       Adc_result = 0                       'irgendwelche Reste beseitigen
       Adc_low = Adch                       'nur 8 bit der Messung nutzen
                                            'Adc_low variable wg overlay mit Adc_result
       Helperbyte2 = Adc_low And &B10000000
       If Helperbyte2 = &B10000000 Then     'negativer Wert vom ADC
             Adc_result = Not Adc_result    'umsetzen des 2er Komplements
             Adc_result = Adc_result And &B0000000011111111
             Adc_result = Adc_result + 1
             Shift Adc_result , Right , 2   'Trimmen des Meßwertes/Abschneiden Meßschwankungen
             Shift Adc_result , Left , 1    'Trimmen des Meßwertes/Abschneiden Meßschwankungen
             Ocr1a = Quarter_power + Adc_result
             Ocr1b = Quarter_power - Adc_result
          Else                              'Meßwert positiv - keine Umwandlung
             Shift Adc_result , Right , 2   'Trimmen
             Shift Adc_result , Left , 1
             Ocr1a = Quarter_power - Adc_result
             Ocr1b = Quarter_power + Adc_result
       End If
    Return
    Gruß
    Searcher
    Aktualisiert: 01.05.2011 um 15:19 von Searcher (Programm Remarks ausgebessert)
  4. Avatar von radbruch
    Danke für die umfangreiche und sehr ausführliche Antwort. Aber bitte entschuldige, dass hier klingt, auf den ersten Blick, für mich wie ein verspäteter Aprilscherz:
    Schaltet man zwei (Leuchtdioden) wie im Schaltbild gegeneinander, überwiegt die Spannung der am hellsten beschienenen Fotodiode. Die Gesamtspannung kann man an den Enden der Reihenschaltung messen.
    Auf den zweiten Blick wird mir klar, dass ich vom falschen Ansatz ausging. Meine Versuche mit der Lichtempfindlichkeit von LEDs verwendeten immer den kapazitiven Effekt der Beleuchtungsstärke:

    http://www.roboternetz.de/community/...-Sensor-am-RP6
    http://www.roboternetz.de/community/...l=1#post495721

    In deiner Schaltung wird aber die Summe der Spannungen gemessen, die die Leds selbst aktiv erzeugen. Das ist genial! Ist das letzlich auch der Grund warum die "moderneren" AVRs 1,1V anstelle von 2,56V als interne Referenz verwenden?
    1,1V internal reference, ADLAR=1 (left adjusted)
    Wieder was gelernt. Danke :)

    Gruß

    mic

    [Edit]Ähm, so wirklich verstehe ich es trotzdem noch nicht. Funktioniert das nur mit Fotodioden oder auch mit normalen LEDs? Wie groß sind eigentlich die Spannungen die von den Dioden erzeugt werden? Warum sind es +-63 von 1,1V? SummeDerDiodenspannungen gegen GND/Pin1/Pin7/VCC/VREF?
    Aktualisiert: 01.05.2011 um 16:12 von radbruch
  5. Avatar von Searcher
    In deiner Schaltung wird aber die Summe der Spannungen gemessen, die die Leds selbst aktiv erzeugen. Das ist genial!
    Leider nicht von mir sondern abgekupfert von hier: http://www.beam-wiki.org/wiki/Herbie_line_follower
    Ist das letzlich auch der Grund warum die "moderneren" AVRs 1,1V anstelle von 2,56V als interne Referenz verwenden?
    Genau, sonst bekäm ich den TT nicht als Linienfolger zum laufen
    Funktioniert das nur mit Fotodioden oder auch mit normalen LEDs? Wie groß sind eigentlich die Spannungen die von den Dioden erzeugt werden?
    LEDs gehen im Prinzip auch, bringen aber eine zu geringe Spannung.

    Habe gerade den TT über die Linie wie im Video gefahren, die Zuleitungen zu den gegeneinander geschalteten

    Fotodioden abgezogen und an Oszi geklemmt - ein Anschluß Meßspitze, der andere an Masse. Die IR LEDs eingeschaltet

    und gemessen. Bei guter Ausrichtung über der Linie - 0 Volt. Über der Linie verschieben -> größter Unterschied = 28 mV.

    Es kommt sehr auf den Untergrund an. Gleiche Messung mit weißer Linie auf schwarzem Teppichboden - größter

    Unterschied = 98 mV.

    Die Spannung liegt dann an den ADC Pins an und mit der im Datenblatt verwendeten Formel 0,098V * 512 / 1,1V *20 = 912 wäre der im bipolaren Mode maximal anzeigbare Wert überschritten. Meßergebnis deshalb nur 511 ADC-Einheiten.

    Verwendete IR-LEDs: L_934SF4BT
    Verwendete Fotodioden: SFH203FA

    Warum sind es +-63 von 1,1V? SummeDerDiodenspannungen gegen GND/Pin1/Pin7/VCC/VREF?
    Es sind +-63 des Auslesewertes des ADCH Registers. Hab jetzt kaum Zeit. Genauere Erklärung später.
    Die Summe der Diodenspannung wird gegen 1,1V verglichen und auf den Wertebereich -512 bis +511 ?? umgerechnet und in ADCH und ADCL Register abgelegt. Bis später, muß weg.

    Gruß
    Searcher
  6. Avatar von radbruch
    Hab jetzt kaum Zeit ... Bis später, muß weg.
    *lol*

    "-->|-->|---|<--|<--"?
  7. Avatar von Searcher
    Hallo,

    Es sind +-63 des Auslesewertes des ADCH Registers. Hab jetzt kaum Zeit. Genauere Erklärung später. Die Summe der Diodenspannung wird gegen 1,1V verglichen und auf den Wertebereich -512 bis +511 ?? umgerechnet und in ADCH und ADCL Register abgelegt. Bis später, muß weg.
    auch *lol* (war wohl etwas in Druck )

    Noch mal ansetzen.

    Im bipolar differential conversion mode liefert der ADC, der ja generell eine 10bit Auflösung hat, einen Wertebereich von -512 bis +511. (512 + 511 = 1023 -> max Wert mit 10bit darstellbar) Der Meßwert wird in den beiden Registern ADCH und ADCL als high und low Byte abgelegt und ist normalerweise "right adjusted" - niederwertigstes Bit in ADCL an der Bit 0 Stelle. Ist es ein negativer Wert, erkennt man das an dem höchstwertigen Bit, das dann 1 ist und man muß die Zahl als 2er Komplement behandeln. Positive kann man direkt verwenden.

    In den ADC Einstellungen im Programm stelle ich aber "left adjusted" ein. Bewirkt, das das höchstwertige Bit des 10 stelligen Meßergebnisses an Bitposition 7 des ADCH registers geshiftet wird und natürlich alle anderen Bits mitgeshiftet werden.

    Ich lese nur ADCH aus und bekomme einen 8 Bit Wert (Vorzeichen plus 7 höchstwertige Bits des Meßwertes) also einen Wertebereich von -128 bis 127. Verliere da schon mal an Auflösung, die ich aber sowieso nicht nutzen könnte bzw störend wären Negative Werte werden im Programm in positive gewandelt; die positiven werden dann zweimal nach rechts geshiftet (Bereich (-)32 bis 31 ) und einmal wieder nach links. (-)64 bis 63.

    Warum gerade diesen Bereich? Paßte gerade zu dem PWM Einstellungen und Geschwindigkeit um den Kurs zu bewältigen.

    OK, hier muß ich auch noch was tun, da die Auflösung durch das links shiften gelitten hat. Vielleicht reicht nur einmal statt zweimal nach rechts shiften - wie gesagt ist auf die Schnelle und durch zusammenfrickeln aus anderen Programmen entstanden.

    Puhh, kann nur hoffen, daß ich mich jetzt nicht blamiert habe. Grundsätzlich paßt es aber.

    "-->|-->|---|<--|<--"?
    Weis nicht, ob ich das beim Herbie nicht schon mal probiert hatte. Jetzt war ich zu sehr mit dem ADC und Linienherstellung beschäftigt Danke, ist auf jeden Fall ein Versuch wert. Sollte man auch einfach mit DMM messen können. Wär das die Lösung der Energieprobleme?

    Nur weiter fragen oder kommentieren. Sattelfest bin ich da sicher nicht.

    Gruß
    Searcher
  8. Avatar von radbruch
    Puhh, kann nur hoffen, daß ich mich jetzt nicht blamiert habe. Grundsätzlich paßt es aber.
    Soweit ich es beurteilen kann ist das alles richtig. Der ADC ist ja für mich kein Neuland, lediglich der "Bipolar Differential Conversion Mode" irritiert mich. Die Summenspannung der Dioden ist sicher kleiner als VCC, deshalb ist die an Pin7 gemessene Spannung immer größer als GND. Weshalb beginnt dann der Wertebereich bei -63? Wann liefert der ADC negative Werte? Wenn die Spannung an Pin7 kleiner als die Referenzspannung ist oder wenn sie negativer als GND ist? Warum sind die Fotodioden an Pin1 und nicht an GND angeschlossen? (Ich könnte es ja selbst testen, aber mein Equipment ist zur Zeit "eingemottet" wegen anstehender Sommerprojekte.)

    Nochmals Danke für die Infos.

    Gruß

    mic

    [Edit]
    Noch 'ne kleine Anmerkung zum Thema "blamieren":

    Das ist mir ins Auge gesprungen:
    " Adc_result = Not Adc_result 'umsetzen des 2er Komplements"

    Nach über einer Stunde Programmanalyse weis ich jetzt, das Adc_result als Overlay definiert ist und deshalb über "Adc_low = Adch" gefüllt wird. Wer als Microkontrollereinsteiger solche Programme schreibt kann sich nicht blamieren!

    Warum du zum Invertieren "Not" verwendest kann ich nicht nachvollziehen (bin Bascom-Laie). In C würde das der logischen Verküpfung "!" entsprechen: Wenn Adc-result true ist wird es False sonst wird es True. Bitweises Invertieren in C ist die Tilde "~". ("Logical Operators" in Kapitel "Language Fundamentals" der Bascomhilfe.)
    Aktualisiert: 02.05.2011 um 00:01 von radbruch
  9. Avatar von Searcher
    Hallo,

    Warum du zum Invertieren "Not" verwendest kann ich nicht nachvollziehen (bin Bascom-Laie). In C würde das der logischen Verküpfung "!" entsprechen:
    Na ja. Wahrscheinlich geht das auch viel eleganter. Ich wollte doch einfach nur das 2er Komplement als "normale" Zahl vorliegen haben. Zu C kann ich da gar nix sagen.

    Weis auch nicht mehr, wie ich Folgendes gefunden habe und warum dann auch noch in den Code aufgenommen habe
    http://de.wikipedia.org/wiki/Zweierk..._Dezimalsystem
    "Zahl ist negativ: Man subtrahiert 1 und negiert die einzelnen Ziffern. (Dieser Schritt lässt sich für den Menschen vereinfachen: Man negiert zuerst die einzelnen Ziffern und addiert hinterher 1, was zum selben Ergebnis führt.)"

    Den Zusatz in den Klammern hab ich einfach 1:1 in Code übernommen.

    Aus der BASCOM help (Language Fundamentals) http://avrhelp.mcselec.com/language_fundamentals.htm :
    "Logical Operators
    Logical operators perform tests on relations, bit manipulations, or Boolean operators.
    There four operators in BASCOM are :
    NOT - Logical complement
    ..."

    NOT Invertiert alle Bits in der Variablen. Diesen Hinweis fand ich auch irgendwo, kann ihn aber nicht wiederfinden. Vor Anwendung auch in Simulator ausprobiert. NOT testet also nicht nur sondern man kann auch bits damit manipulieren/invertieren.

    Code:
    Helperbyte2 = Adc_low And &B10000000              Wenn in Adc_low höchstwertiges Bit gesetzt ist
                                                      wird es in Helperbyte2 übernommen 
    If Helperbyte2 = &B10000000 Then                  Ist höchstwertiges Bit gesetzt, dann Zahl negativ
    Adc_result = Not Adc_result                       Alle Bits in Adc_result invertieren
    Adc_result = Adc_result And &B0000000011111111    wg WORD Variable die "oberen", nicht benötigten Bits auf Null setzten
    Adc_result = Adc_result + 1                       zum Schluß noch laut Wiki 1 addieren
    .

    .
    Wann liefert der ADC negative Werte?
    Da muß ich doch mal aus dem Datenblatt des ATtiny45 (doc2586) zitieren:Kapitel 17.11.3
    </pre> "...In the bipolar input mode two sided voltage differences are allowed and thus the voltage on the negative input pin can also be larger than the voltage on the positive input pin...
    ...The result is presented in two’s complement form, from
    0x200 (-512d) through 0x000 (+0d) to 0x1FF (+511d). The GAIN is either 1x or 20x...."

    Frei mit Interpretation übersetzt: Die Polarität an dem positiven und negativen Anschluß des Gain Amplifier darf auch umgedreht sein. Falls verpolt, dann negativer Meßwert in ADCH/ADCL, oder anders ausgedrückt: Bekommt man einen positiven Wert, braucht man nur die beiden gemessenen Pole vertauschen und bekommt dann einen negativen Wert; Werte werden im 2er Komplement dargestellt. (sollte die gleiche Größe besitzen - das ist aber noch ein anderes Thema im Datenblatt bezüglich Kalibrierung)

    Auf dem Blockschaltbild (Figure 17-1) kann man den "Gain Amplifier" finden, der den negativen und positiven Eingang hat.

    Die Pins des µC werden nach Table "17-4. Input Channel Selections" im ADMUX Register mit den MUX[3:0] Bits ausgewählt. (Einstellung der vor dem Gain Amplifier liegenden MUXe)

    In meinem Fall:
    Code:
    Bitkombination  pos.diff.Input neg.diff.Input  gain
    1011            ADC0 (PB5)     ADC1 (PB2)      20x
    Die Summenspannung der Dioden ist sicher kleiner als VCC, deshalb ist die an Pin7 gemessene Spannung immer größer als GND.
    Die Spannung im bipolar mode wird nicht nur an einem PIN gemessen! Also nicht von einem PIN gegen GND oder VCC oder sonsitge Ref. Es wird gegen den zweiten mit MUX[3:0] ausgewählten PIN gemessen und mit der 1,1V Ref verglichen / Die 1,1V Ref Spannung wird benutzt um den gemessenen Wert in den 10Bit für ADCH ADCL zu wandeln. Etwas rückwärts erklärt, aber ich kenne die Innereien des µC ja auch nicht genau, so stellt sich das für mich zunächst mal dar. (Vielleicht ist hier der Vergleich mit einem DMM angebracht - messen -> positive Anzeige - Meßspitzen vertauschen -> negative Anzeige)

    Warum sind die Fotodioden an Pin1 und nicht an GND angeschlossen?
    Liegt daran, das ich die Herbieverwendung der Fotodioden auf den µC umsetzen wollte. Fand den bipolar mode und war glücklich Falls ich versuchen würde, die Dioden "herkömmlich" zu messen, müßte ich beide Dioden jeweils zB gegen GND schalten. Im Programm müßte man zwei Messungen durchführen und die Differenz SW-mäßig behandeln. So hab ich mit einer Messung das Ergebnis (mal abgesehen von der Nachbereitung) Ist also eine Wahl zwischen den Möglichkeiten gewesen.

    EDIT: Kann mich wage erinnern, daß wenn man die Reihenschaltung der gegeneinander geschalteten Dioden an einen PIN und zB GND schaltet, sich die Störeinstrahlungen zB Netzbrumm sehr stark bemerkbar machen. Bei differentieller Messung heben die sich auf. Hab dazu jedoch keine weiteren Versuche gemacht, war einfach eine Beobachtung; ohne Gewähr.

    Hoffe hab keine Deiner Fragen übersehen. Wie gesagt: Einfach weiterfragen, das hilft mir auch besser durchzublicken.

    PS wg Overlay: Hab schon früher ein wenig programmiert. BASCOM und µC sind neu und Overlay threads gibt es im Forum und im RN-Wissen steht auch was. Ob es hier notwendig ist - ich hab es einfach mal ausprobiert.

    noch ein EDIT:
    Weshalb beginnt dann der Wertebereich bei -63?
    Auf was beziehst Du Dich da? Falls es der Hauptblogeintrag ist, habe ich da in meiner Euphorie eine Ungenauigkeit reingebracht. Durch die Shifterei ist es genauer -64 bis 63 wie in meinem anderen Kommentar vorher schonmal durchgerechnet. Mit dem Meßwert 0 wären es dann schon 128 virtuelle Fotodioden (nicht sooo ernst gemeint)

    Gruß
    Searcher
    Aktualisiert: 02.05.2011 um 17:52 von Searcher (Ergänzungen vorgenommen)
  10. Avatar von Searcher
    @radbruch: Hallo, jetzt hab ich endlich mal in die Links von Dir geschaut. Die kamen mir sehr bekannt vor und ich habe damala, als ich sie gelesen hatte, nicht wirklich verstanden, was Du da genau mißt.

    Es gibt bei der differential conversion auch den unipolar mode. Den kann man verwenden, wenn die Polarität der angelegten Spannung bekannt ist. Mißt man da keine gegeneinander geschalteten LEDs, sondern nur eine LED, könnte die sogar genug Spannung liefern um ein brauchbares Meßergebnis mit 10Bit Auflösung zu bekommen. Dann hat man nicht die Last des 2er Komplements und liest den ADC "normal" aus.

    ADC_PIN1---->|------ADC_PIN2

    Gruß
    Searcher
  11. Avatar von radbruch
    ... ich habe damals nicht wirklich verstanden, was Du da genau mißt.
    In Sperrrichtung geschaltet bilden LEDs eine kleine Kapazität die man aufladen kann. Abhängig von der Beleuchtungsstärke stellt sich zusätzlich ein Entladestrom ein. Die Entladungskurve ist deshalb proportional zur Beleuchtungsstärke und kann sogar mit einem digitalen Eingang erfasst werden.
  12. Avatar von Searcher
    @radbruch: Ein etwas spätes Danke für die Erläuterung. Sieht so aus, als wenn die email Nachricht bei Kommentaren auf ältere oder nicht letzte Blogeinträge nicht geht. Hab mich in der letzten Zeit mit, im weiteren Sinne, Odometrie Messungen beschäftigt. Komme sicher nochmal auf Deine Untersuchungen bezüglich LED-Entladekurve zurück.

    Gruß
    Searcher