aversum_variance_fast01.ino

Go to the documentation of this file.

/*   nov 25/JDN
 ESP32 kan have en ret dårlig ADC 
 Her er lidt SW der tager 1,2,3,.-.. hvor mange vil have så hurtigt som muligt og lave en middelvaerdi
 Det burde fjerne lidt støj på signalet
 Prisen er at det teger lidt tid
 
JEG har brugt en esp32 dev kit v1 
 
ADC måler på en spændingsdeler med to modstande  der spændingsdeler de 3.3V der er forsyningsspænding til esp32
 
 
Dette program laver NRSAMPLES (11000) målinger på ADC så hurtig som muligt
 
ADCen (pin 36)  måle på en spændingsdeler af Vsupply (3.3V)
 
ADC kører 12 bit
 
Der regnes middelværdi og standard afvigelse ud for at få en ide om støjen
 
Data gemmes i mV
 
Der køres et simpelt midlingsfilter der er 1,2,3...10,20,30,...,1000 langt  pr sample
Du kan selv rette de tal nede i setup funktion
 
Så kan man få en ide om hvor mange samples man skal midle for at få støjen ned
 
*/
 
 
// https://en.wikipedia.org/wiki/Probability_distribution
 
// 11000 for er der plads til et maks 1000 pins averfilter
// brugbare data ligge så fra +1000 til enden
 
#define NRSAMPLES 11000
#define DATASTART 1000
 
#define RESOLUTION 4095
#define VSUPPLY 3.3
float fSampleValues[NRSAMPLES], fAverSampleValues[NRSAMPLES];
 
 
 
 
 
void doSampling(float dAr[]) {
  int v;
  for (int i = 0; i < NRSAMPLES; i++) {
    v = analogRead(36);
    dAr[i] = 1000.0 * VSUPPLY * v / RESOLUTION;  // mV
  }
}
 
float calcMean(float a[]) {
  float m = 0.0;
 
  for (int i = DATASTART; i < NRSAMPLES; i++)
    m += a[i];
  return m / (NRSAMPLES - DATASTART);
}
 
void calcAverage(float dstAr[], float valAr[], int averSize) {
  float fSum;
  //if (1000 < averSize)
  for (int i = DATASTART; i < NRSAMPLES; i++) {
    fSum = 0.0;
    for (int j = i - (averSize - 1); j <= i; j++) {
      fSum += valAr[j];
    }
    dstAr[i] = fSum / averSize;
  }
}
 
float calcVariance(float valAr[]) {
  float fMean = 0.0, fVariance = 0.0;
 
  for (int i = DATASTART; i < NRSAMPLES; i++) {
    fMean += valAr[i];
  }
 
  fMean /= (NRSAMPLES - DATASTART);
 
  for (int i = DATASTART; i < NRSAMPLES; i++) {
    fVariance += (valAr[i] - fMean) * (valAr[i] - fMean);
  }
 
  return (fVariance /= (NRSAMPLES - DATASTART));
}
 
 
float plainVariance, averageVariance;
 
#define SP(X) Serial.print(X)
#define SPLN(X) Serial.println(X)
 
#define BUGP
#define DATAP
void setup() {
  Serial.begin(115200);
 
#ifdef BUGP
  SPLN(__FILE__);
  SPLN(__DATE__);
  SPLN(">>>>>>>>>>>>>>>");
#endif
 
  doSampling(fSampleValues);
#ifdef DATAP
  for (int i = 1; i < 20; i += 1) {
 
    calcAverage(fAverSampleValues, fSampleValues, i);
 
    plainVariance = calcVariance(fSampleValues);
    averageVariance = calcVariance(fAverSampleValues);
 
    SP("average window: , ");
    SP(i);
    SP(" , mean data: , ");
    Serial.print(calcMean(fSampleValues), 4);
    SP(" , aver: ,  ");
    Serial.print(calcMean(fAverSampleValues), 4);
    SP(" , std dev - data: , ");
    Serial.print(sqrt(plainVariance), 8);
    SP(" , aver: , ");
    Serial.println(sqrt(averageVariance), 8);
  }
 
 
 
  for (int i = 20; i < 1000; i += 10) {
 
    calcAverage(fAverSampleValues, fSampleValues, i);
 
    plainVariance = calcVariance(fSampleValues);
    averageVariance = calcVariance(fAverSampleValues);
 
    SP("average window: , ");
    SP(i);
    SP(" , mean data: , ");
    Serial.print(calcMean(fSampleValues), 4);
    SP(" , aver: ,  ");
    Serial.print(calcMean(fAverSampleValues), 4);
    SP(" , std dev - data: , ");
    Serial.print(sqrt(plainVariance), 8);
    SP(" , aver: , ");
    Serial.println(sqrt(averageVariance), 8);
  }
#endif
}
 
 
void loop() {
  return;
 
  static int index = DATASTART;
  Serial.print(fSampleValues[index], 8);
  Serial.print(" , ");
  Serial.print(fAverSampleValues[index], 8);
  Serial.println(" ");
  index++;
  if (NRSAMPLES <= index)
    index = DATASTART;
}