ИК паяльная станция на Arduino Mega 2560. Доработка скетча "ARS_v2_Lilium_JSN"

Да, вот с локальными переменными будут проблемы. Но я бегло просмотрел код внутри switch (reflowState), их там почти нет. Как вариант, сделать часть локальных переменных глобальными, тогда увеличится расход ОЗУ.
И немного не по теме. Я вчера на почте получил нагреватель для верхнего подогрева, продавец засранец, сэкономил на упаковке и нагреватель добрался уже с трещиной. Как думаете, насколько критично повреждение и чем можно трещину залить, чтобы дальше не расходилась?

 

Предлагаю посмотреть такой вариант борьбы с простынями кода ). В Ардуино IDE в настройках есть пунктик "включить сворачивание кода" который позволяет скрыть все что находится в фигурных скобках. В прилагаемых картинках пример как может выглядеть код программы.

 

Это рампа для нижнего нагревателя. Точно такая-же сделана для верхнего во всех наших скетчах. snmar4enko решил так ограничить скорость роста температуры низа. В принципе разумно, но можно и лучше сделать. Значения "счётчика" должны совпадать с реальной температурой по задумке автора.

Вот это шедевральное решение. Не знаю насколько оно оправдано и эффективно, но решение интересное и заслуживает внимания. Если честно, то такого я ни у кого ещё не встречал.

Там так просто и не сложится. Есть "косяки" и "непонятки".
Давайте по порядку.
Жестокий косяк о котором я раньше предупреждал. Он есть практически у всех. А заключается он в конструкции такого вида

Код (C++):

if (millis() > nextRead3)
    {
     
      nextRead3 += PID_SAMPLING_TIME;
...

Дело вот в чём. Мы включаем станцию, делаем настройки, ставим плату, датчики и т.д. Всё это время значение millis() возрастает на 1000 каждую секунду. А вот переменная nextRead3 остаётся равной нулю. Затем мы запускаем пайку и что в итоге имеем? А мы имеем выполнение кода после условия не через PID_SAMPLING_TIME а сразу как попадаем на это условие, пока переменная nextRead3 не "догонит" millis(). И чем дальше убежало millis() тем дольше догонять. А в итоге ПИД молотит по полной через неравные промежутки времени, а даже если и через равные, но не равные установленные переменной PID_SAMPLING_TIME. Изменение времени пересчёта ПИД эквивалентно пропорциональному изменению всех коэффициентов со всеми вытекающими последствиями.
Следует отметить, что там где работает стандартная библиотека ПИД сбоя в работе ПИД из-за вышеуказанного косяка не будет. Ибо библиотека сама решает когда ей пересчитывать ПИД. Но остальной код будет молотить по полной.
А вот из-за такой самостоятельности стандартной библиотеки возникает "непонятка". А именно. Автор решил разогнать ПИД и установил PID_SAMPLING_TIME = 50. И в уверенности что ПИД считается каждые 50мс накрутил соответственно коэффициенты. Всё бы хорошо, но стандартная библиотека сама знает, сколько ей пересчитывать ПИД и ей PID_SAMPLING_TIME побоку.
Такая проблема возникла из-за того, что "мы" не смотрим чужие библиотеки и не читаем описание. А в описании написано, что стандартное время пересчёта 100мс. Это время можно изменить если дать команду SetSampleTime(int NewSampleTime). При этом происходит автоматический пересчёт коэффициентов ПИД.
Отсюда возникает вопрос - как будем сохранять коэффициенты ПИД? По задумке автора или по тому как они идут в скетче?

 

Вот подправленная версия 2.0.9 UNO(nano)+LCD1602+2*MAX6675+ZCC. Эта версия(для тех кто не в курсе) с низкочастотным ШИМ на выходе(оно же фазовое управление). В архиве 2 файла - скетч и файл моих изменений.

 

Коэффициенты выводятся на экран дробными, например 5.5, 0.03 6.2, смысловой нагрузки по сути никакой, просто для красоты ну может ближе к теории, где они не целые числа. На функционал никак не влияют.

Оно написало, что функция void WriteEEPROM_Long(uint8_t, uint32_t) ему не нравится и работать она может неправильно(это вольный перевод). Мы эту функцию не используем, поэтому можно не обращать на неё внимание.

 

Похоже найдена замена фильтру Калмана. Я проведу пару экспериментов и предоставлю результат.

 

Вот посмотрите на графики. Красный цвет(канал0) - фильтр Калмана, оливковый цвет(канал1) - наша замена, желтый цвет(канал2) - реальный выход max6675.

 

Из графиков видно, что замена получилась с меньшей реакцией и задержкой, а также более точное повторение реальной температуры.

 

На графиках температура умноженная на 100, т.е 2600 = 26градусов

Да

Да, и плавность с точностью можно регулировать

 

Смотрите как реализован у нас Калман

Код (C++):

float varTerm1 = 0.25;  // среднее отклонение (ищем в excel)
float varProcess1 = 0.0125; // скорость реакции на изменение (подбирается вручную)
float Pc1 = 0.0;
float G1 = 0.0;
float P1 = 1.0;
float Xp1 = 0.0;
float Zp1 = 0.0;
float Xe1 = 0.0;

float filter1(float val_1) {  //функция фильтрации показений "Верхней" термопары
  Pc1 = P1 + varProcess1;
  G1 = Pc1/(Pc1 + varTerm1);
  P1 = (1-G1)*Pc1;
  Xp1 = Xe1;
  Zp1 = Xp1;
  Xe1 = G1*(val_1-Zp1)+Xp1; // "фильтрованное" значение
  return(Xe1);
  }

И ТАКИХ 2 КОМПЛЕКТА(ВЕРХ И НИЗ)

ВОТ ТАК ВЫЗЫВАЕМ
Input1 =filter1(max6675_read_temp(thermoCLK,thermoCS,thermoDO));
Input2=filter2(max6675_read_temp(thermoCLK,thermoCS2,thermoDO));

А теперь альтернатива

Код (C++):

Input1 =Input1*0.6 + 0.4*(max6675_read_temp(thermoCLK,thermoCS,thermoDO));
Input2 =Input2*0.6 + 0.4*(max6675_read_temp(thermoCLK,thermoCS2,thermoDO));

И все!

От коэффициентов-множителей Input1*0.6 + 0.4*(max6675_read_temp(thermoCLK,thermoCS,thermoDO1)); Зависит точность и скорость. Сумма этих коэффициентов всегда должна равняться единице. Для нас имеет смысл брать коэффициенты от 0,6-0,4 до 0,75-0,25. Чем больше первый(ну и соответственно меньше последний) тем более гладкий получаем график(более медленный). Вот графики для нескольких значений коэффициентов в сравнении с Калманом.

 

Поверьте мне, все работает точно. Конечно, как и Калман при изменении температуры задержка реакции есть, но у Калмана она больше и Калман медленнее.

 

вход №1 = вход №1 умноженный на коэффициент 0,6 прибавить то_что_мы_прочитали_из_мах6675 умноженное на 0,4

Код (C++):

Input1 =Input1*0.6 + 0.4*(max6675_read_temp(thermoCLK,thermoCS,thermoDO));

Т.е мы берём 60% от предыдущего значения температуры и добавляем ещё 40% от только что прочитанного.