Re: Estudiando firmware pues hay un ligero error de medición

[juan <juan iearobotics com>]

Hola Xavi,

  Antes de entrar en los detalles te adelanto la conclusión: la
crhonopic 3.0 la puedes mandar a fabricar. Da igual si al final se pone
o no el condensador C4. Con no soldarlo es suficiente. No hay que hacer
modificaciones en la placa.

  Es también muy importante que se compare una chronopic sin el
condensador con el Biopac para detectar a qué son debidas las
diferencias.


---- ANALISIS DE LAS CHRONOPICS ------

 -Vamos a dividir el hardware en dos partes: Cronómetro digital y
plataforma. Dentro de "plataforma" se incluyen todos los componentes
necesarios para acondicionar la señal (y no sólo la plataforma en sí).

CRONOMETRO DIGITAL
------------------

  - Lo que cronometra es un temporizador interno del PIC. NO es el
firmware, sino el propio PIC. El firmware lo que hace es que activa este
cronómetro cuando llega un evento y empaqueta los datos para enviarlos
por el puerto serie. Además incluye un sistema antirrebotes de manera
que señales de periodos inferiores a 50ms se ignoran.

  -La precisión de este cronómetro se ha probado conectando un generador
de ondas cuadradas: es decir, NO HAY REBOTES NI CONDENSADORES
CONECTADOS. Los resultados son los que están documentados en la hoja de
cálculo que envié.

  -CONCLUSIONES de estos datos:

1) Para tiempos de vuelo reales la precisión está por debajo de 0.1ms
2) Para tiempos mayores (del orden de segundos) el error crece. Parece
que hay un error acumulativo.

  Discusión del punto 2:

* Las medidas se realizaron utilizando un generador de ondas cuyo uso
típico es para aplicaciones de electrónicas. Dudo de su precisión para
señales por debajo de 1Hz. Habría que repetir estas mediciones con otro
generador adaptado a bajas frecuencias.

* En cualquier caso y tomando el dato peor: Señal de periodo 2000ms,
valor leído: 2000.5ms, el error relativo es de 0.5ms/2000ms = 0.025%. Un
error muy bajo.

-DIFERENCIAS ENTRE LOS CRONOMETROS DE DOS CRONOPICS
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  Los cronómetros de dos cronopics pueden dar valores diferentes debido
a las tolerancias en el cristal y los componentes del oscilador.
Normalmente estas tolerancias son muy pequeñas. En un pic con un cristal
de 4Mhz, el reloj interno funciona con un periodo de 1us (micro-seg)(La
señal de 4Mhz se pasa previamente por un divisor entre 4). Debido a
estas tolerancias, el tiempo del reloj de una cronopic podría ser de
1,001 us y el de otra de 0,999us. Una diferencia de 2ns. Este es un
error que se va acumulando.

  Así, 2seg reales son 2.000.000 tics de 1us. Para una Chronopic
representarán 2.000.000x1,001us =  2,002 seg reales y para la otra 1.998
seg. Una diferencia de 4ms.

  -> CONCLUSION:
     -----------

    -> Hay que hacer un estudio en detalle a partir de las tolerancias
de los cristales
    -> Suponiendo una tolerancia del 0.2% la diferencia maxima entre dos
cronopics sería de 4ms por cada 2segundos.
    -> Es un error acumulativo.
    -> En cualquier caso, el error relativo debido a esto es muy
pequeño.
    -> Este error es independiente del firmware



ANALISIS DE LA PLATAFORMA
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  La señal que le llega al cronómetro NO ES PERFECTA sino que aparecen
rebotes y retrasos. Hay que conocer y estudiar el comportamiento de su
circuito equivalente. Este comportamiento puede variar en función de la
distancia de los cables y el material empleado para su construcción.

  Para eliminar rebotes por "hardware" se añadió un circuito
antirrebotes constituido por el condensador C4 y la resistencia R3. Sin
embargo no se tuvo en cuenta que este condensador introduce retrasos. Y
además, la tolerancia del condensador es grande, lo que incrementa las
diferencias entre una crhonopic y otra.

  En principio el software ya filtra los rebotes por lo que este
condensador sería innecesario, pero hay que probarlo.

  PRUEBA: Comparar las mediciones de la Crhonopic 3.0 sin el condensador
C4 con Biopac. En principio, salvo que aparezcan problemas de rebotes
que el software no detecte, se debería disminuir la diferencia entre
biopac y las chronopics.
  
  No haría falta volver a conectar un generador de ondas a la Chronopic.
Esto ya se probó (sin el condensador) y los resultados fueron muy
buenos.

Saludos, Juan


-- 
Juan Gonzalez Gomez
juan iearobotics com
www.iearobotics.com