Программирование ПЛК110 [М02] для задач реального времени

[rovki]

Из-за смены фаз А и В при реверсе и алгоритме обработки их .

[Владимир Ситников]

Из-за смены фаз А и В при реверсе и алгоритме обработки их .

Можете на пальцах объяснить?

Попозже добавлю тест, который будет случайным образом крутить фазы A/B (ну, в смысле, виртуальный энкодер будет крутиться в случайных направлениях, и его ABZ будут подаваться на вход тестируемому блоку) и проверять, что распознаётся правильно.

Такой тест работает:

    abz.setA(cpu, 1); // A: 0 -> 1
    executeBlock(cpu);
    assertEquals(abz.getCounter(cpu), 1, "counter");
    assertEquals(abz.getPosition(cpu), ((-1) & 0xffff), "position");
    assertEquals(abz.getZeroDetected(cpu), 0, "zero detected");

    executeBlock(cpu); // Если входы не менялись, выходы меняться не должны
    assertEquals(abz.getCounter(cpu), 1, "counter");
    assertEquals(abz.getPosition(cpu), ((-1) & 0xffff), "position");
    assertEquals(abz.getZeroDetected(cpu), 0, "zero detected");

    abz.setB(cpu, 1); // B: 0 -> 1
    executeBlock(cpu);
    assertEquals(abz.getCounter(cpu), 2, "counter");
    assertEquals(abz.getPosition(cpu), ((-2) & 0xffff), "position");
    assertEquals(abz.getZeroDetected(cpu), 0, "zero detected");

    abz.setA(cpu, 0); // A: 1 -> 0
    executeBlock(cpu);
    assertEquals(abz.getCounter(cpu), 3, "counter");
    assertEquals(abz.getPosition(cpu), ((-3) & 0xffff), "position");
    assertEquals(abz.getZeroDetected(cpu), 0, "zero detected");

    // Теперь крутим обратно
    abz.setA(cpu, 1); // A: 0 -> 1
    executeBlock(cpu);
    assertEquals(abz.getCounter(cpu), 4, "counter");
    assertEquals(abz.getPosition(cpu), ((-2) & 0xffff), "position");
    assertEquals(abz.getZeroDetected(cpu), 0, "zero detected");

    abz.setB(cpu, 0); // B: 1 -> 0
    executeBlock(cpu); // Если входы не менялись, выходы меняться не должны
    assertEquals(abz.getCounter(cpu), 5, "counter");
    assertEquals(abz.getPosition(cpu), ((-1) & 0xffff), "position");
    assertEquals(abz.getZeroDetected(cpu), 0, "zero detected");

    // Теперь снова меняем направление

    abz.setB(cpu, 1); // B: 0 -> 1
    executeBlock(cpu); // Если входы не менялись, выходы меняться не должны
    assertEquals(abz.getCounter(cpu), 6, "counter");
    assertEquals(abz.getPosition(cpu), ((-2) & 0xffff), "position");
    assertEquals(abz.getZeroDetected(cpu), 0, "zero detected");

    abz.setA(cpu, 0); // A: 1 -> 0
    executeBlock(cpu);
    assertEquals(abz.getCounter(cpu), 7, "counter");
    assertEquals(abz.getPosition(cpu), ((-3) & 0xffff), "position");
    assertEquals(abz.getZeroDetected(cpu), 0, "zero detected");

[Scream]

Владимир, объясните на пальцах как java даёт команды в плк110?
Через сеть?

[Владимир Ситников]

Владимир, объясните на пальцах как java даёт команды в плк110?
Через сеть?

Объясню: пока ещё никак.
Код выше работает на эмуляторе PRU сопроцессора.

Эмулятор повторяет логику процессора (регистры, память, IO), поэтому мне не нужен ПЛК, чтобы тестировать логику ФБ. Тем не менее, тут тестируется почти тот же самый бинарный код, который будет загружен в ПЛК.

До тестирования "в железе" ещё доберёмся, но попозже

[rovki]

Можете на пальцах объяснить?

]

Приходит фаза А ,а В сигнала еще нет ...и приходит команда на реверс или есть А и В и приходит команда не реверс ...То есть может потеряться импульс с энкодера при реверсе ...

[Владимир Ситников]

Приходит фаза А ,а В сигнала еще нет ...и приходит команда на реверс

Начальные состояния: 0,0.

    // Приходит фаза A; B ещё нет
    abz.setA(cpu, 1); executeBlock(cpu);
    System.out.println("position = " + (short)(abz.getPosition(cpu)) + ", counter = " + abz.getCounter(cpu));

    // Реверс -- фаза A пропала, B тоже молчит
    abz.setA(cpu, 0); executeBlock(cpu);
    System.out.println("position = " + (short)(abz.getPosition(cpu)) + ", counter = " + abz.getCounter(cpu));

Вывод:

position = -1, counter = 1 
position = 0, counter = 2

Если при исходных нулях моргнёт и пропадёт фаза B, то будет такой вывод:
position = 1, counter = 1
position = 0, counter = 2

Импульсы не пропали. Сначала один посчитался как -1, потом рервес и он учёлся как +1 -- в итоге 0.

есть А и В и приходит команда не реверс ...То есть может потеряться импульс с энкодера при реверсе ...

Тут немного непонятно. Что значит "есть A и B и команда на реверс". В каком порядке должны мигать A/B?

[rovki]

энкодер.jpgКоманда на реверс может придти в любое время (00,10,11,01,00 или 00,01,11,10,00) ..однозначно можно судить ,что это не помеха ,в момент +- импульс .-то есть ловим задний фронт А или В на одном и потенциал "1" на другом входе В или А .

[Владимир Ситников]

энкодер.jpgКоманда на реверс может придти в любое время (00,10,11,01,00 или 00,01,11,10,00) ..однозначно можно судить ,что это не помеха ,в момент +- импульс .-то есть ловим задний фронт А или В на одном и потенциал "1" на другом входе В или А .

Предлагается ловить только 1 фронт одной фазы? (при одном направлении вращения)
Это же в 4 раза снижает точность получаемых данных.

Можно же ловить все фронты (и передние и задние обоих сингалов) и тем самым повысить получаемую точность.

И, да, в моём алгоритме все переходы между 00,10,11,01,00 будут правильно обрабатываться. Грубо говоря: мы знаем прошлое состояние, мы видим какой фронт пришёл, и можем понять в какую сторону крутили.

О каких потерях идёт речь -- не могу понять.

[rovki]

Фронты по алгоритму ловятся все ,а не один ,но кроме фронта нужного я еще всегда анализирую потенциал на противоположном входе ,что бы уменьшить влияние помех .

[Владимир Ситников]

Фронты по алгоритму ловятся все ,а не один ,но кроме фронта нужного я еще всегда анализирую потенциал на противоположном входе ,что бы уменьшить влияние помех .

Рад за вас и ваш алгоритм. Но в моей PRU программе используется не ваш алгоритм.

Как и обещал, проверил на случайном вращении "виртуального энкодера".
Забегая вперёд скажу, что проблем не нашлось. Т.е. программа работает верно.

Иными словами, вращение из любого состояния в любом направлении будет отрабатывать правильно.

10'000'000 импульсов эмулируются за 2-4 секунды.

Собственно, класс "эталонного энкодера". Это тот, который выдаёт эталонные A-B импульсы.

package com.github.vlsi.pru;

import static com.github.vlsi.pru.VirtualAbEncoder.EncoderState.S01;
import static com.github.vlsi.pru.VirtualAbEncoder.EncoderState.S10;
import static com.github.vlsi.pru.VirtualAbEncoder.EncoderState.S11;

public class VirtualAbEncoder {
  private final static EncoderState[] ENCODER_STATES = EncoderState.values();

  enum EncoderState {
    S00,
    S01,
    S11,
    S10,
  }

  private EncoderState state = EncoderState.S00;
  private int count;
  private int position;

  public boolean getA() {
    return state == S10 || state == S11;
  }

  public boolean getB() {
    return state == S01 || state == S11;
  }

  public void reset() {
    state = EncoderState.S00;
    count = 0;
    position = 0;
  }

  public void left() {
    step(true);
  }

  public void right() {
    step(false);
  }

  public void step(boolean left) {
    count++;
    int diff = left ? 1 : -1;
    position += diff;
    state = getStateByOrdinal(state.ordinal() + diff);
  }

  private EncoderState getStateByOrdinal(int i) {
    int length = ENCODER_STATES.length;
    return ENCODER_STATES[(i + length) % length];
  }

  public int getPosition() {
    return position;
  }

  public int getCount() {
    return count;
  }
}

Теперь натравливаем рандомное вращение на исходную PRU программу:

  @Test
  public void drunkEncoder() {
    PRU_ABZ_ENCODER_CodeGenerator abz = new PRU_ABZ_ENCODER_CodeGenerator();

    Pru cpu = new Pru();
    CodeEmitter ce = new CodeEmitter();
    abz.accept(ce);
    cpu.setCode(ce.visitEnd());

    VirtualAbEncoder encoder = new VirtualAbEncoder();

    ThreadLocalRandom random = ThreadLocalRandom.current();
    for(int i = 0; i < 10_000_000; i++) {
      encoder.step(random.nextBoolean());

      abz.setA(cpu, encoder.getA() ? 1 : 0);
      abz.setB(cpu, encoder.getB() ? 1 : 0);
      executeBlock(cpu);
      assertEquals(abz.getCounter(cpu), encoder.getCount() & 0xffff, "counter");
      assertEquals(abz.getPosition(cpu), encoder.getPosition() & 0xffff, "position");
    }
  }

Ничего особенного не происходит, всё отрабатывает верно.