Использование высокоскоростной съемки для оценки переходных процессов

Дисклеймер: В данном топике описывается лайфхак, совмещающий все достоинства аналоговой техники, подкрепленной современной цифрой.

Эта статья — продолжение эпопеи про позиционный электропривод, энкодер и задатчик интенсивности. Так сложилось что сейчас я занимаюсь приводом и тестирую его всевозможные узкие места.
Мне вдруг показалось, что работающее во благо энкодера прерывание халтурит в период разгона привода. Вот как это проверить? Ответ под катом:

Сразу скажу — ничего мне не показывалось. Просто мой цифровой осциллограф не может зарегистрировать импульс в 5мкс. Отсюда, кстати, пропуски на осциллограмме.

Но обо всем по порядку. Первым делом рекомендую читателю вспомнить мою статью про диспетчер. Мне стало интересно, сколько времени требуется диспетчеру, чтобы выполнить все задачи? Я выделил отдельную ножку, включаемую в начале обработки и отключаемую в конце. В итоге получилась следующая осциллограмма:

Как можно видеть, диспетчеру в нормальном режиме требуется 180мкс на обработку данных при частоте 100Гц. т.е. мгновенная загрузка контроллера составляет 1,8%. Если запустить привод, то загрузка увеличивается до 3%, что вполне приемлемо. Если нажать на кнопку, то обработка этого события подчас требует и все 40милисекунд. Такой метод, к слову, является хорошим способом на этапе отладки определить время выполнения тех или иных задач.

Теперь к сути дела. За считывание данных с энкодера отвечает прерывание PCINT2. Для того, чтобы понять когда оно начинается а когда заканчивается, выделим контрольную ножку, которую будем включать и выключать:

ISR (PCINT2_vect){//срабатывает энкодер
 PORTJ|=(1<<PJ0);
cli();
//код обработчика прерывания, содержащий вложенные функции. 
sei();//На практике оказалось, что оттуда его могут выдернуть другие прерывания. Посему блочим их.
  PORTJ&=~(1<<PJ0);
}

Включаю. Один канал осциллографа цепляю на выход энкодера. Второй — на контрольную ножку. Осциллограмма (та самая, в начале статьи)показывает полный бред. На помощь приходит старый добрый аналоговый осциллограф. Смотрим:

Ну вот же! Если не обращать внимания на особенности цифровой фотосъемки совсем другое дело. Да, все отрабатывается абсолютно верно, на всех скоростях. Возникла мысль — вот бы увидеть процесс разгона. Цифровой осциллограф дает возможность записать сигнал, но он не видит и половины импульсов с прерывания! Взор падает на мой фотоаппарат, позволяющий производить видеозапись со скоростью 320кадров в секунду в вырвиглазном, 320х112пикселов качестве. Честно сказать, ради этой функции я его и купил год назад…
Включаем фотоаппарат на съемку и запускаем разгон привода от 0 до 50% скорости. а как наберет — обратно его до нуля.
Снимал без штатива, ибо у него развалился шарнир, а новый мне купить лень.

Внимательно изучаем видео — процесс разгона отображается весьма и весьма наглядно. Еще бы вот данные бы как-то передать о текущей скорости, чтобы в начале видео было понятно что и как, а так вообще красота.
Аналоговая техника в таком интересном формате — это отличный метод проверки и тестирования переходных процессов вообще и определенных узлов в частности.

Послесловие:
К слову сказать, на моем операционном столе сейчас находится аналоговый запоминающий осциллограф С8-17, на котором вот все это можно будет провернуть без лишних телодвижений. Правда у осциллографа серьезная деградация собственно блока памяти. Но, думаю это не такая большая проблема.