From 6c88a493bae27019e657a5df0d8e02d326c96fce Mon Sep 17 00:00:00 2001
From: Paul Goeser <ryx@rakka.de>
Date: Sat, 9 Apr 2011 01:02:45 +0200
Subject: [PATCH] filter tested, fixed, curve working, found an analog hardware
 bug

---
 TODO                        | 12 +++++++---
 firmware/slavechip/Makefile |  4 ++++
 firmware/slavechip/filter.c | 45 +++++++++++++++++++++++++++++--------
 firmware/slavechip/main.c   |  4 ++--
 4 files changed, 51 insertions(+), 14 deletions(-)

diff --git a/TODO b/TODO
index dc1673d..214ee0b 100644
--- a/TODO
+++ b/TODO
@@ -3,15 +3,14 @@ Was will ich jetzt tun?
 Mess-software:
 -[B] besseres protokoll, mit funktionen mit returnwerten
 -[C] ringbuffer für debug-printf
--[A] clean muxer mit offset implem
--[A] Kennlinien-code verwenden
 -[A-] "Event-driver" für die korrekte Messabfolge
--[C] Rauschen bewerten
+-[C] Rauschen besser bewerten
 
 Mess-hardware:
 -[A2] Weitere Kanäle löten
 -[A1] Blockkondensatoren bewerten
 -[A] Pt1000-Messbrücke bauen
+-[A] Lösung für das offset-zeuch finden, EMV-Filter impedanz durchrechnen
 
 Hardware:
 -[B] Gehäuse
@@ -23,6 +22,13 @@ generelle Software:
 -[C3] besserer Softtimer mit statistik
 
 
+Zum offsetfilterzeuch:
+Der FET hat einen zu großen On-Widerstand (oder interagiert irgendwie böse mit dem Filter) um mit anliegender Thermospannung gut zu nullen.
+Ich habe in einem Test bei Raumtemperatur -4.5°C offset gemessen, bei +40°C über Raumtemperatur allerdings nurnoch -0.5°C offset. Mit einem 470ohm-widerstand in Reihe zum Sensor ist das Offset bie +40°C wieder bei etwa -4.3°C, die Temperaturmessung unterscheidet sich um weniger als 0.3°C.
+Das Offsetkompensator-konzept sollte überdacht werden.
+Der INA leistet nicht genug. Zu warm geworden? (alternativ: statischer offset?)
+
+
 TODO für ersten funktionierenden Stand:
 
 Hardware: 
diff --git a/firmware/slavechip/Makefile b/firmware/slavechip/Makefile
index 8d11541..264de00 100644
--- a/firmware/slavechip/Makefile
+++ b/firmware/slavechip/Makefile
@@ -2,6 +2,10 @@ include ../Makefile.inc
 
 DEFINES += -DF_CPU=8000000
 
+CFLAGS += -Wl,-u,vfprintf -lprintf_flt -lm  # add float to snprintf
+CFLAGS += -ffunction-sections -Wl,--gc-sections -Wl,--relax 
+
+
 COMPILE = avr-gcc $(CFLAGS) $(DEFINES)
 
 OBJECTS = main.o mcp_adc.o i2c_simple.o softtimer.o spi_proto.o spi.o spi_pointers.o muxer.o debug.o filter.o
diff --git a/firmware/slavechip/filter.c b/firmware/slavechip/filter.c
index a2658be..5f19a3b 100644
--- a/firmware/slavechip/filter.c
+++ b/firmware/slavechip/filter.c
@@ -25,7 +25,7 @@ uint8_t filter_average_done(uint8_t channel, uint8_t samples){
 
 float filter_average_temp_result(uint8_t channel){
 	float out = avg_cumul[channel];
-	out /= avg_count[channel];
+	out = out / (float)avg_count[channel];
 	return out;
 }
 
@@ -50,10 +50,10 @@ uint16_t filter_float_to_decimal8(float f){
 
 //uint16_t calc_temp(int16_t val, uint8_t channel) {
 //	float mV =  ((float) avg_temp(val, channel))/1000000;
-float filter_voltage_to_temp(float mV){
-	float temp = 0;
-	if(mV < 0) {
-		/* t in mV
+float filter_temp_to_voltage(float temp){
+	float mV = 0;
+	if(temp < 0) {
+		/* t in temp
 		E = sum(i=0 to n) c_i t^i.		; n=10
 		*/
 		const static float coef[] = {
@@ -70,11 +70,11 @@ float filter_voltage_to_temp(float mV){
 			-0.163226974860E-22
 		};
 		for(int i=0; i<11; i++) {
-			temp += coef[i] * pow(mV, i);
+			mV += coef[i] * pow(temp, i);
 		}
 	} else {
 		/*
-		  t in mV
+		  t in temp
 		  E = sum(i=0 to n) c_i t^i + a0 exp(a1 (t - a2)^2).     ; n = 9
 		 */
 		const static float coef[] = {
@@ -91,12 +91,39 @@ float filter_voltage_to_temp(float mV){
 		};
 		const static float a[] = {0.118597600000E+00, -0.118343200000E-03, 0.126968600000E+03};
 		for(int i=0; i<10; i++) {
-			temp += coef[i]*pow(mV, i);
+			mV += coef[i]*pow(temp, i);
 		}
 		// ich glaube das summenzeichen erstreckt sich nicht auf das exp
-		temp += a[0] * pow(exp(a[1]*(mV - a[2])), 2);
+		mV += a[0] * pow(exp(a[1]*(temp - a[2])), 2);
 		
 	}
+	return mV;
+}
+
+
+
+
+
+float filter_voltage_to_temp(float mV){
+	//TODO: evtl kennlinien für <0°C und >500°C
+	
+	// Kennlinen aus http://srdata.nist.gov/its90/download/type_k.tab
+	float temp=0;
+	const static float coef[] = {
+		  0.000000E+00,
+		  2.508355E+01,
+		  7.860106E-02,
+		 -2.503131E-01,
+		  8.315270E-02,
+		 -1.228034E-02,
+		  9.804036E-04,
+		 -4.413030E-05,
+		  1.057734E-06,
+		 -1.052755E-08,
+	};
+	for(int i=0; i<10; i++) {
+		temp += coef[i] * pow(mV, i);
+	}
 	return temp;
 }
 
diff --git a/firmware/slavechip/main.c b/firmware/slavechip/main.c
index edccbcc..25b40d9 100644
--- a/firmware/slavechip/main.c
+++ b/firmware/slavechip/main.c
@@ -65,13 +65,13 @@ int __attribute__((noreturn)) main(void) {
 				// total gain is 100 (50 from INA, 2 from ADC)
 				// full signed range on ADC is +-2.048V
 				// with 16bit, 1LSB is worth 0.0625mV
-				// with the gain added in that's 0.000625
+				// with the gain added in that's 0.000625mV
 
 				filter_average_input(active_sensor, f);
 				if(filter_average_done(active_sensor,16)){
 					float noise = filter_average_noise(active_sensor);
 					float temp = filter_average_result(active_sensor);
-					dbgLog("temp: %3.3f°C (lastval %i), noise: %3.5f",temp, data, noise);
+					dbgLog("temp: %3.3f°C (lastval %i), noise: %e\n",temp, data, noise);
 				}
 			}
 		}