ЭкоСреда ecoins - Фильтры

[ecoins]

======Фильтры=====
Доработаны и созданы блоки фильтров:
1.Ускоренный фильтр медианный 3-го порядка.
2.Медианный фильтр N-го порядка.
3.Фильтр бегущего среднего.
Работа фильтров обсуждалась на форуме.
Перечисленные фильтры хорошо описаны https://alexgyver.ru/lessons/filters/
4.Фильтр критических отклонений - на выходе фильтра вырабатывается событие при скачкообразном изменении входного значения.
Фильтры поддерживают форматы byte,word,long,float.
По входу EN (0->1) выполняется сброс фильтра с заполнением буфера последним значением.
Фильтры могут соединяться последовательно.
Каждый фильтр имеет выход времени работы фильтра(подключаемый). который позволяет получить объективное измерение быстродействия фильтра при разных типов переменных, размера выборки и пр.
В фильтре имеется опция, позволяющая выводить на консоль (монитор порта) протокол работы фильтра с выводом промежуточных значений и буфера.
Указанная опция помогает при отладке и также помогает лучше понять работу фильтра.
Ниже тесты фильтров с выводом результатов на lcd.

Test_ADC_filter_median3.zip

(1.18 МБ) 56 скачиваний

Test_ADC_filter_medianN.zip

(1.19 МБ) 54 скачивания

Test_ADC_filter_ringAverage.zip

(1.17 МБ) 44 скачивания

Test_ADC_filter_critical_ringAverage.zip

(1.46 МБ) 49 скачиваний

Основным выводом проведенных измерений является то, что фильтры можно безболезненно использовать в проектах даже с большими выборками - они работают очень быстро.
------------
По мере необходимости будут добавляться новые фильтры.

[ecoins]

Тест совмещенного фильтра критических отклонений и бегущего среднего:

Test_ADC_filter_critical_ringAverage_simple.zip

(1.38 МБ) 44 скачивания

СпойлерПоказать

Результаты выводятся на lcd и плоттер Arduino IDE.

[Rovki]

А на esp8266 ,будет работать? что то в таблице не увидел

[ecoins]

А на esp8266 ,будет работать? что то в таблице не увидел

Да, будет. Просто на испытаниях разложил пять стендов, а ESP8266 не использовал.
Отчасти внутренне продвигая мысль о полном отказе от ESP8266. Сейчас третьей волной возвращаюсь к тестированию ESP32-C3 - получил много разных плат м модулей на этой основе.
Можете проверить самостоятельно (тесты выложены) - в силу особенности архитектуры ESP8266 должен показать лучшие результаты по быстродействию, чем ESP32S.
Повторюсь, что результаты исследований меня удивили, если не поразили - фильтры можно и нужно использовать широко, там где это надо, в том числе и с большми выборками - 25, 50, 100,200. Выше заложены ограничения в блоках, но можно и изменить.

[Dryundel]

О! Супер! Даже говорить ничего не буду. Критика не уместна.
Только спрошу.
Rovki, как результат? Хорошо фильтрует? Разобрался что к чему? Удалось интегрировать в Ваш проект?

Отдельная благодарность ecoins за создание отдельной профильной темы для группы блоков!

[Rovki]

Это вы ранние птички , а мне надо принять кофффе, ваннну..., найти место на столе, снова собрать стенд . Как сделаю ,доложу

[Dryundel]

Как сделаю ,доложу

Ок. Ждем с нетерпением.
PS
Речь идет не о тесте тестового примера, а о понимании что к чему и интеграции в Ваш проект.

[Rovki]

Как сделаю ,доложу

Ок. Ждем с нетерпением.
PS
Речь идет не о тесте тестового примера, а о понимании что к чему и интеграции в Ваш проект.

естественнно

[ecoins]

Спасибо Rovki, выявлена ошибка при работе c ESP8266(правили систему ввода-вывода для новой библиотеки 1-Wire и вновь всплыли особенности архитектуры и используемого компилятора. Похоже поддержка ESP8266 от производителя чипов отстает, возможно просто утрачен интерес к разработке, которую они объявили устаревшей).
Новую версию библиотеки нужно скачать заново - там исправлена (скорее применена "затычка", но работает и в т.ч. 1-Wire) для ESP8266.
Заодно не помешает скачать новые блоки - там исправления по сенсору HC-SR04 в части работы со встроенным фильтром медианным.
-----
Проверил ESP8266 на фильтре ringAverage - действительно быстрее. Это имеет больше исследовательский интерес, поскольку все показатели в пределах нескольких микросекунд.

[ecoins]

B еще проверил на ESP32-C3(тестирую)
ringAverage(выборка 32) int16_t <3; float <3;

[ecoins]

Тест для ESP8266
с "упором" на стандартные блоки (по запросу на тестирование)
Блоки ecoins - фильтры.
Блоки ecoins - вывод на консоль и lcd HD44780 i2c(адрес 39): платы 3,4 не обязательны и могут быть убраны.

Test_ADC_filter_ringAverage.zip

(1.17 МБ) 36 скачиваний

[ecoins]

Развитие теста для ESP8266
После обсуждения с Rovki пришли к выводу развести функции разрешения работы блока и сброс фильтра(заполнение буфера фильтра) ringAverage() через раздельные входы.
Теперь блок имеет раздельные подключаемые входы EN и reset.
Соответственно доработан блок.

Test_ESP8266_filter_cric_ring_v02.zip

(613.11 КБ) 34 скачивания

Новый блок можно брать из теста.
Возможны будут новые решения, возможно комбинированный блок из трех тестов.
Для ESP8266: блок из FLProg ограничивает частоту опроса ADC периодом 500мс. Подробности в надписи в тесте.

[Gordon0007]

Доброго дня, появился вопрос. Если я правильно понимаю то все это сделано на основе сбора данных?
Если это так и у меня буфер на 50 значений и опрос происходит раз в 10 секунд, то я получу более менее корректные значения спустя 500 секунд? Или я чего то не понимаю?

[Rovki]

Провел визуальные испытания фильтров для цифрового индикатора от двух авторов ecoins, Dryundel,
Оба показали себя замечательно . Фильтры проверял при одинаковых частотах тактирования и глубине стека (32). У ecoins, это фильтр скользящее среднее ,у Dryundel, экспоненциальный . + медианный фильтр последовательно, в начале
Особое требование к фильтрам- "мгновенный" вывод входного напряжения на выход фильтра при старте обеспечен в обоих фильтрах , Замечательно.
В фильтре от ecoins, удобно и широко представлены настройки фильтра ,возможность работы с разными типа данных и задание глубины стека в широком диапазоне. Во втором фильтре настроек меньше (задача такая не ставилась) . Dryundel, как автор сам выложит свои фильтры, если посчитает нужным.
Совместными усилиями созданы новые фильтры с новыми возможностями(свойствами) для своих областей применения. Всем СПАСИБО!

Отправлено спустя 7 минут 51 секунду:
PS Сами фильтрующие свойства фильтров и их сравнение, а так же код не исследовал, на предмет оптимальности.

Отправлено спустя 5 минут 50 секунд:
В принципе, для такого фильтра можно не делать отдельный вход заполнения , а сделать внутри- при старте всегда заполнение буфера значением со входа тем самым компенсировать задержку фильтра при включении автоматически

[ecoins]

Доброго дня, появился вопрос. Если я правильно понимаю то все это сделано на основе сбора данных?
Если это так и у меня буфер на 50 значений и опрос происходит раз в 10 секунд, то я получу более менее корректные значения спустя 500 секунд? Или я чего то не понимаю?

Не так.
Медианные фильтры не усредняют, а выбирают средний результат.
Бегущего среднего при первом включении заполняет входным значением, а потом только усредняет. И делает это быстро - в каждом цикле все элементы буфера не складываются. При необходимости по переднему фронту reset (подключаемый вход) можно повторно заполнить буфер входным значением. Можно реализовать любую логику средствами FLprog. Можно и использовать предложенный фильтр критических отклонений.
-----------
Почти всегда полезен медианный фильтр 3-го порядка - быстрый и отбрасывает выбросы.
Затем может быть полезен фильтр медианный N- го порядка - тоже быстрый.
И для окончательного сглаживания (если это надо) - фильтр бегущего среднего с небольшим размером буфера.
Так мне кажется.

[Kot]

там какая то библиотека нужна ?

[ecoins]

там какая то библиотека нужна ?

#include "RT_HW_BASE.h"
Ниже скетч из проекта с одним блоком фильтра - компилируется:

[Dryundel]

ecoins, блоки фильтров на ESP8266 не компилируются.
На всякий случай.
Это не претензия. Просто надо бы поправить что то.

Отправлено спустя 3 часа 24 минуты 43 секунды:
ecoins, я серьезно.

expected '}' at end of inputПоказать

100.flp

(1.46 МБ) 24 скачивания

[ecoins]

У меня компилируется:
FLProg 1.8.10, CORE ESP8266 3.1.1, RT_HW_BASE.h от 27.02.23 и выше.

[Dryundel]

Все понятно.
Насторожила фраза...

RT_HW_BASE.h от 27.02.23 и выше.

Ничего выше этой в шапке нет. Именно с ней и не компилируется.
Считая себя нормальным человеком, решил, что актуально именно то, что последнее в шапке темы.
Вероятно я ошибаюсь по поводу своей нормальности.
А искать и выбирать что то в чреве темы нет не сил не времени. Слишком уж это энергозатратно.
Вот с этой 1000_EIS_Library_1.10e_04.03.23 скомпилировалось.