ADC logarithmieren mit Assembler und Tiny10

Karl M. schrieb:
> Und die erste Frage ist, warum nur ein 1/2 atTiny und kein 1/1, wie ein
> atTiny85?
Weil der reicht und schön klein ist.

Karl M. schrieb:
> Hier eine ganz einfache Form: f(x) = a*x + b; a,b E |R evtl. kann man
> a,b näherungsweise als z/n; z E |Z und n E |N darstellen.
Auf einen Tiny10. ;-)

Karl M. schrieb:
> Was Du textlich beschreibst ist eher die Umkehrfunktion
> von log10(x) also exp10(x).
Schon klar. Nur die diesbezüglichen Potis werden ja auch logarithmisch 
genannt.

Aber ich sehe schon: Es wird wohl doch auf eine Tabelle hinauslaufen. 
Man kann die ja in 5er Schritten anlegen.
Ich hoffte halt auf eine schöne tricky Lösung, mit dem man eine solche 
Funktion annähern kann.

Mit den oberen Bits eine Tabelle der Stützstellen adressieren und mit 
den unteren Bits den Wert zur nächsten Stützstelle interpolieren. Je 
nachdem wo die Teilung erfolgt, ändert sich die Größe der Tabelle bzw. 
die Genauigkeit des Ergebnisses.

Mario M. schrieb:
> die Genauigkeit des Ergebnisses.
Darum geht es hier weniger. Es ist ein Trimmer, den man mit einem 
Schraubenzieher einstellt. Eine grobe Näherung reicht zu diesem Zweck. 
So viel Feinmotorik setze ich bei Trimereinstellungen nicht voraus. ;-)

Am einfachsten wäre eine Schiebefunktion. Die verdoppelt den Zahlenwert 
mit jeder Linksschiebung. So könnte man z.B. aus den 16 Stufen eines 4 
Bit ADC eine 16 Bit Zahl von Null bis 32768 erhalten. Für feinere Stufen 
des 8 Bit ADC müsste man noch das zweithöchste Bit toggeln usw.

Christoph db1uq K. schrieb:
> Am einfachsten wäre eine Schiebefunktion.

Die resultierende Funktion bleibt dann aber immer noch linear

Zum Log ... https://www.ibrtses.com/embedded/logarithms.html

Jürgen S. schrieb:
> Wobei ich glaube, daß der ATTiny10 schon beim Einbinden der math.h
> platzt g
Da bleibe ich dann doch lieber bei der Tabelle. ;-)

>Die resultierende Funktion bleibt dann aber immer noch linear
nein, quadratisch ansteigend, mit jedem Linksschieben verdoppelt sich 
die Zahl.

Ich weiß nur nicht, ob es noch eine einfachere Näherung gibt. 
Potenzreihen brauchen einen Multiplizierer, soweit ich weiß fehlt der 
dem Tiny.

ich glaube das war jetzt der 2. hit bei google...

https://www.johndcook.com/blog/2021/03/24/log10-trick/

log10 x ≈ (x – 1)/(x + 1)

Da wird angegeben, dass du so in der größenordnung von 1/3...3 bleiben 
sollst.

damit wäre log10 ( 100 * (ADC / 100) ) nichts anderes wie 
2+log10(ADC/100)
Das dann ausmultipliziert

log10 ADC = 2+(ADC-100)/(ADC+100)

Hab das schnell mal in octave angesehen... für Werte über 20 gar nicht 
schlecht.

Wenn du also die untern 10% "abscheiden" kannst (also alles unter einem 
ADC-Wert von 20 entspricht 3s), dann wäre das eigentlich eine elegante 
Lösung.

73

Moin,

Hans W. schrieb:
> Hab das schnell mal in octave angesehen... für Werte über 20 gar nicht
> schlecht.

Mag ja sein, aber eine Division ist aufm kleinen Prozessor halt schon 
arg schlecht...

Gruss
WK

Ist zwar immer interessant, Mathetricks zu sehen, aber hier geht es doch 
um einen überschaubaren Wertebereich, der in einen ebenso überschaubaren 
Ergebnisbereich überführt werden soll. Dazu kommt noch der bescheidene 
Controller und da bleibt doch nur eine Tabelle. Selbst wenn der 
Controller für jeden neuen Wert alle Zeit der Welt hätte, würde man sich 
doch hier nicht mit großartiger Rechnerei aufhalten. Rechnen kann z.B. 
Exel :-)
Gruß Rainer

Dergute W. schrieb:
> Moin,
>
> Hans W. schrieb:
>> Hab das schnell mal in octave angesehen... für Werte über 20 gar nicht
>> schlecht.
>
> Mag ja sein, aber eine Division ist aufm kleinen Prozessor halt schon
> arg schlecht...
>
> Gruss
> WK

there is not such a thing as a free lunch :)

Laut der App-Note: 
https://ww1.microchip.com/downloads/en/AppNotes/doc0936.pdf kostet die 
16-bit Division gerade mal 39 Wörter und 255 Takte... Das wäre für mich 
noch i.O.

In sehr, sehr vielen Situation hast du aber ohnehin irgendwo eine 
Division.
Damit ist die Zusätzliche dann vom Platzverbrauch fast gratis.

73

Dann kann er der Tiny gleich noch durch einen '555 ersetzen und spart 
sich die Programmiererei.

c-hater schrieb:
> Was spricht dagegen, einfach einen Trimmer mit logarithmischer Kennlinie
> zu verwenden?

Zwei Dinge. Zeig mir mal einen Trimmer mit log. Kennlinie und dann zeig 
mir mal, wie der 8-Bit-Adc das wohl auflöst :-)
Gruß Rainer

>eine log ähnliche Skalierung
ich denke, das war die falsche Formulierung. Es geht um die 
Umkehrfunktion dazu, also eine exponentielle Funktion.
Wenn ich das Ergebnis eines 8 Bit ADC auch noch logarithmiere, um z.B. 
eine dB-Skala zu erhalten, bekomme ich eine miserable Dynamik. 8 Bit * 
6,02 dB sind 48 dB Dynamikumfang. Hier sollen aber aus 8 Bit 16 werden. 
Eine Zahl zwischen 0 und 255 soll auf 0 bis 65535 aufgebläht werden.

Du musst einfach folgende Formel berechnen:

Christoph db1uq K. schrieb:
> nein, quadratisch ansteigend, mit jedem Linksschieben verdoppelt sich
> die Zahl.
Ah, ok, da hatte ich Dich falsch verstanden. Du meinstest die Anzahl der 
Schiebeoperationen als Argument. Dann ist es exponentiell, richtig.

c-hater schrieb:
>> Zwei Dinge. Zeig mir mal einen Trimmer mit log. Kennlinie
>
> Siehe Anhang.
Das hätte ich jetzt allerdings auch nicht gedacht, daß es so etwas gibt. 
Wermutstropfen: Ich habe die Trimmer schon. Es ist auch Baugröße 3314J 
(soll ja klein sein).

Mario M. schrieb:
> Dann kann er der Tiny gleich noch durch einen '555 ersetzen und spart
> sich die Programmiererei.
Wenn es nur der Timer wäre. Aber auch das wäre ja unsportlich. ;-)

Mario M. schrieb:
> Du musst einfach folgende Formel berechnen:
Ja, der Tiny freut sich drüber. ;-)

c-hater schrieb:
> Die bestmögliche Alternative mit Lookup-Tabelle wurde bereits genannt.
> Kostet halt 0,5k Flash,
Das wäre mir schon zu teuer. Eine Tabelle in 5er Schritten reicht. Dann 
sind es nur 51 Bytes. Nur die beiden letzten Werte liegen dann über 255 
(wenn man 300s als max nimmt). Das kann man dann extra abfragen (ADC 
Wert >253) und das eine Bit im Ergebnis danach setzen. 50 Positionen bei 
einem solchen Trimmer einzustellen, muß man erst mal vormachen.

Danke an alle für die Vorschläge. Ich denke nochmal drüber nach.
Als sinnvolle Möglichkeiten sehe ich hier die altbewährte Tabelle (mit 
o.g. Trick) oder das schieben als Argument mit anschließender 
Multiplikation.

Für die Multiplikation mit Faktor 1.5 statt 2 fällt mir da gerade ein, 
daß man dazu den nach rechts geshifteten Wert addieren könnte. Ebenso 
Faktor 1.25 mit Addition des 2x geshifteten Wertes. Hmm, das eröffnet 
wieder schöne Möglichkeiten der Multiplikation....

So, jetzt habe ich mich mal dran gemacht. Als erstes mußte ich 
feststellen, daß der Tiny10 keine Tabellen aus dem Programmspeicher 
verarbeiten kann. Den Befehl LPM haben die kleinen nicht. :-(
Also mußte die Shiftmethode her. Hier mein Elaborat:

1

; exp of ADC

2

   lsr rADCvalue

3

   lsr rADCvalue

4

   inc rADCValue

5

   ldi rDelayL, 24

6

   clr rDelayH

7

expLoop:

8

   mov YL, rDelayL

9

   mov YH, rDelayH

10

   lsr YH

11

   ror YL               ; DIV 2

12

   lsr YH

13

   ror YL               ; DIV 4

14

   lsr YH

15

   ror YL               ; DIV 8

16

   lsr YH

17

   ror YL               ; DIV 16

18

   add rDelayL, YL

19

   adc rDelayH, YH

20

   lsr YH

21

   ror YL               ; DIV 32

22

   lsr YH

23

   ror YL               ; DIV 64

24

   add rDelayL, YL

25

   adc rDelayH, YH      ; eff * 1.078125

26

   dec rADCvalue

27

   brne expLoop

28

   ror rDelayL

29

   lsr rDelayH

30

   ror rDelayL

31

   lsr rDelayH          ; DIV 4

32

   clr rTemp2

33

   ldi rTemp, 3

34

   sub rDelayL, rTemp

35

   sbc rDelayH, rTemp2  ; SUB 3

Die Grundidee ist folgende:
Der gelesene ADC  Wert wird durch 4 geteilt und eins dazugezählt. Das 
ist die Anzahl der Schleifendurchgänge.
Anfangswert des Delays ist 24.
Dann wird in jedem Schleifendurchgang Delay mit 1.078125 multipliziert. 
(1/16 und 1/64 hinzugezählt)
Das Endergebnis wird nochmal durch 4 geteilt und 3 abgezogen.
Die Werte habe ich durch herumspielen mit einer Tabelle (Anhang) 
gefunden. Als Vergleich habe ich noch die Quadrate hinzugezogen wie von 
c-hater vorgeschlagen.
Getestet und paßt (soweit ich bis jetzt sehen kann).

c-hater schrieb:
>> Zwei Dinge. Zeig mir mal einen Trimmer mit log. Kennlinie
>
> Siehe Anhang.

Hi, bin echt überrascht...das hats früher nicht gegeben :-)
Danke und Gruß, Rainer

LostInMusic schrieb:
> Mein Vorschlag:
Eine schöne Variante für eine Tabelle auf den kleinen. Muß ich mir mal 
merken. Danke!

c-hater schrieb:
> Die hättest du natürlich noch durch ca. 13 teilen müssen.
Dann schau Dir mal die Tabelle genauer an (oder schau sie Dir überhaupt 
mal an): Auf der Hälfte hat die Funktion eben nicht 10% des 
Gesamtwertes. Das bei einer quadratischen Funktion aber auch nicht 
verwunderlich.
Überdies ist die Division durch 13 bereits in der folgenden 
Tabellenspalte.
Also bitte erst gucken, dann meckern.
Die Laufzeit ist mir übrigens relativ wurscht, weil der Trimmer nur beim 
Start ausgelesen wird.

c-hater schrieb:
> Da du scheinbar unfähig bist, das selber zu tun, habe ich dir das
> einfach mal abgenommen. Siehe Anhang.

Nochmal, ganz groß für Dich: Die Division durch 13 ist in der original 
Tabelle bereits enthalten.
Und immer noch ist die quadratische Funktion erheblich anders als die 
von mir errechnete e-funktion. Auch wenn die quadratische Funktion jetzt 
doppelt in der Tabelle steht, wird sie dadurch nicht besser.