Arduino Mega 2560 Расширение SRAM

Дело в том что нужно форму сигнала записать. Из-за этого нужно хранить значения всех 10000 так называемых отсчетов...

 

Куда вы её записываете? Вы на дисплее, подключённом к дуне, строите графики, или просто во внешний мир данные пихаете? Если второе - то можно и без такого огромного массива обойтись, там в расчётах фигурируют соседние ячейки, следовательно, алгоритм прост: получили N значений, нужных для расчёта очередной точки, посчитали - выплюнули, далее по кругу.

 

Суть такая, снимаю 10000 отсчетов непрерывно, фильтрую, далее запись на SD. Выплевываю рассчитанное среднеквадратичное значение сигнала на дисплей.

 

Если фильтровать и реализовывать математику в цикле то увеличивается время, тем самым падает частота опроса ацп(как я понимаю).

 

Кто мешает за раз снимать не 10000, а 100? Фильтровать, записывать на SD, как только записали 100 таких пакетов - прочитать их из SD, рассчитать среднеквадратичное, вывести на дисплей? Экономия памяти - в 100 раз

 

ТЗ мешает, для актуальности данных(мониторинга) - 100 значение мало. Технологический процесс на котором будет тестироваться устройство имеет множество оговорок, а так же факторов как шум и за 100 отсчетов возможно поймать только шум и наводки. Поэтому и ставится задача получить непрерывно 10к отсчетов и уже на их основе рассчитать среднеквадратичное значение.

 

Хотя возможно я вас не так понял, было бы интересно посмотреть на то что вы предлагаете, и сравнить с тем что мне нужно пусть не на 10к записях а хотя-бы на 1к. Если не затруднить можете накидать примерчик.

 

Я предлагаю считывать те же 10000 показаний, только не сразу в память, а порциями: считали 100 показаний (пусть даже там один шум, вы же всё равно читаете из порта), рассчитали по формулам, что надо, записали на SD, повторили 100 раз этот цикл. По итогу - имеем на SD 100 записей по 100 рассчитанных значений. Поскольку по формуле фильтрации видно, что в расчёте принимают участие только соседние ячейки - получили РОВНО ТОТ ЖЕ результат, что и при считывании 10000 значений сразу, с одной поправкой: паузы между съёмом показаний, т.к. для расчёта и записи нужно время. В алгоритме следует учесть момент, что при расчёте очередного блока нужно иметь в наличии N последних значений из предыдущего блока, судя по алгоритму расчёта.

Но проще, конечно, перелезть на другой камень, где памяти будет достаточно.

 

Тогда еще 2 вопроса возникает:
1. Форма сигнала же получится с дефектами?(если до то как бороться с этим? интервал какой то рассчитывать?)
2. Как просчитать время пауз между съемом показаний.
Примеры приветствуются.

 

1. analogRead - тоже небыстрая операция, чтобы на графике при паузах не было дефектов - можно рассчитывать промежуточные значения, сглаживая график в тех местах, где паузы.

2. millis()

 

1. При серфинге я нашел данную тему, http://dml.compkaluga.ru/forum/index.php?showtopic=54850
проверил выборка из 10000 значений происходит за 150~400 мсек, что вполне приемлемо.
2. Спасибо буду пробовать.

 

Код (C++):

// Цикл для 100 пачек
for (int i = 0; i < 100; i++)
{
  // Цикл для получения 100 значений
  for (int i = 0; i < 100; i++)
  {
    val[i] = analogRead(pinA1);
    //Serial.println(val[i]);
  }
  // Конец цикла для получения 100 значений
 
  // Цикл записи 100 значений
  for (int i = 0; i < 100; i++)
  {
    myFile = SD.open(Str, FILE_WRITE);
    //Serial.println((val[i]/204.6)-2.15);
    myFile.println((val[i]/204.6)-2.15);
    myFile.close();
    //Serial.println((val[i]/204.6)-2.15);
  }
  //Конец цикла записи
}
// Конец цикла для 100 пачек

как то жестко получается на запись 3 минуты уходит...

 

Дело небыстрое Может, действительно взять другой камень, и не париться?

 

Возможно, думаете DUE для таких целей подойдет? или что-то посерьезнее надо?

 

Ну у Due 96 Кб SRAM, есличо. Тактовая повеселее, 84 МГц против 16-ти, да и вообще - это ARM, камешек годный.

По вашей задаче: 10 000 * 4 = 40 000 байт, меньше половины памяти, хватает. Так что есть смысл попробовать на Due, порог вхождения - тот же, что и для обычной дуньки. Но - стоимость Закажите у китайцев плату, пробуйте.

 

Лично мне для задач типа осциллографа очень нравится использование модуля DMA, которые есть в ARMах. Конечно, все зависит от ТЗ, особенно от требуемой частоты опроса АЦП. Но при использовании DMA сам опрос как раз проводится без затрат процессорного времени с записью в ОЗУ. Для единичного устройства смотрел бы в сторону модульков на STM32F103RE (RC, RD, RE и далее - 64к ОЗУ). Стоимость +- 10 уе. Или что-либо постарше из 205-207 серии, а может быть и на 4хх серию бы замахнулся. Цены достаточно демократичные. Ардуино-совместимые.

 

Средне квадратичное значение можно подсчитать и без всяких буферов, так сказать на лету. Некоторый небольшой буфер может пригодиться для гарантии того, что бы не пропустить какой-нибудь отсчёт.

А это должно быть в ТЗ, какова частота замера сэмплов нужна? Ну или какая частота исследуемого сигнала?

Все зависит от частоты сэмплирования и частоты исследуемого сигнала. Форма оцифрованного сигнала всегда будет с дефектами, но количество дефектов будет зависеть от разности частоты сэмплирования и частоты исследуемого сигнала. По теореме Котельникова частота сэмплирования должна быть как минимум в два раза выше частоты сигнала, но при этом оцифрованный сигнал будет мало похож на исходный. Чем выше будет разница между частотой сэмплирования и частотой сигнала, тем более точно оцифрованный сигнал будет повторять исходный. Так думаю, что при разнице в 10 раз можно получить вполне приемлемый оцифрованный сигнал. В этом случае, учитывая что Мега2560 штатно сэмплирует с максимальной частотой ~15 кГц, частота входного сигнала не должна превышать ~1500 Гц. Хотя у Меги2560 можно поднять частоту сэмплирования до ~74 кГц, но тогда снизится точность АЦП. Тут уже надо думать что важнее -- точность преобразования или скорость преобразования.

 

Исследуемые сигнал находится в диапазоне 600 - 3000 Гц