Пришло время подвести итоги. После большого количества безуспешных испытаний, было решено перенести всё в proteus и протестировать алгоритм в нормальной обстановке. Для этого "собрал" схему для симуляции дребезга, и вот что у меня получилось:
Алгоритм стабильно держит синхронизацию даже в самых худших условиях, пожалуй которые можно себе представить. Жёлтый луч - это эталон с генератора сигналов; красный это после обработки "дребезгатором", а синий это выходной-инвертированный.
Архив со всем необходимым для симуляции в proteus находится во вложении.
А вот собственно скетч для esp8266:
#define IN 4
#define OUT 5
bool interruptor;
bool oldInterruptor;
bool advanceGranted;
unsigned long fuseTime;
unsigned long newTime;
unsigned long oldTime;
unsigned long midTime;
unsigned long periodTime;
unsigned long chargeTime;
unsigned long ignitionAdvance;
int ignitionDegree;
long int rpm;
void setup() {
Serial.begin(115200); // Start the Serial communication to send messages to the computer
Serial.println("\n");
oldTime = micros(); // сразу нужно установить, чтобы readAll() не споткнулся
fuseTime = micros(); // устанавливается время до выключения катушки
pinMode(IN, INPUT); // D2 от прерывателя
pinMode(OUT, OUTPUT); // D1 к драйверу
pinMode(2, OUTPUT); // LED
digitalWrite(2, LOW); // LED ENABLED
}
void readAll() {
newTime = micros();
periodTime = newTime-oldTime; // длительность всего периода (от размыкания до размыкания)
chargeTime = newTime-midTime; // отрезок цикла от замыкания контакта до размыкания (зарядка катушки)
rpm = 60000000/periodTime; // число оборотов
oldTime = micros();
}
/*
* Все измерения производятся относительно состояния прерывателя.
* Логика инверсная: если на входе 0, то на выходе 1.
* Когда прерыватель замкнут, на входе 0.
oldTime midTime newTime
\ | /
\ | /
x===================x | x
# # | #
# # | #
# HIGH # | LOW #
# # / #
# # / #
# #/ #
x x====================x
<-ignitionAdvance->
<-----chargeTime----->
<-delay-> <-delay->
<---------------periodTime--------------->
*/
void loop() {
interruptor = digitalRead(IN);
if(interruptor == HIGH && oldInterruptor == LOW) { // момент когда прерыватель разомкнулся
GPOC = (1 << OUT); // отключаем катушку в любом случае (ИСКРА) LOW; digitalWrite(OUT, LOW);
oldInterruptor = interruptor; // oldInterruptor = HIGH
readAll(); // подсчёт всех параметров цикла
// калькулятор положения коленвала на всякий случай: http://www.torqsoft.net/piston-position.html#gudgeon
// примерный расчёт коэфициентов взят отсюда: https://customcult.netlify.app/
if(rpm >= 0 && rpm <= 700) {
ignitionDegree = 0;
goto bailout;
}
if(rpm >= 700 && rpm <= 1000) { // 0 - 2.2
ignitionDegree = 0.007 * rpm + (-4.800);
goto bailout;
}
if(rpm >= 1000 && rpm <= 2000) { // 2.2 - 15
ignitionDegree = 0.013 * rpm + (-10.800);
goto bailout;
}
if(rpm >= 2000 && rpm <= 3000) { // 15 - 30
ignitionDegree = 0.015 * rpm + (-15.000);
goto bailout;
}
if(rpm >= 3000 && rpm <= 4000) { // 30 - 40
ignitionDegree = 0.010 * rpm + (0.000);
goto bailout;
}
if(rpm > 4000) {
ignitionDegree = 40;
}
bailout:
ignitionAdvance = chargeTime - ((periodTime / 360) * ignitionDegree);
fuseTime = micros(); // начало отсчёта для предохранителя (отключение катушки зажигания при простое)
// антидребезг
if (rpm > 40) {
delayMicroseconds(periodTime/5); // в рабочем цикле
} else {
delayMicroseconds(5000); // во время пуска
}
}
if(interruptor == LOW && oldInterruptor == HIGH) { // момент когда прерыватель замкнулся
GPOS = (1 << OUT); // включаем катушку (ЗАРЯДКА) HIGH; digitalWrite(OUT, HIGH);
oldInterruptor = interruptor; // oldInterruptor = LOW
midTime = micros(); // отметка начала зарядки катушки (середина цикла)
advanceGranted = 1; // блок опережения разрешён
// антидребезг
if (rpm > 40) {
delayMicroseconds(periodTime/5); // в рабочем цикле
} else {
delayMicroseconds(5000); // во время пуска
}
}
if(micros() - midTime >= ignitionAdvance && advanceGranted == 1) { // собственно само опережение
GPOC = (1 << OUT); // отключаем катушку (ИСКРА) LOW; digitalWrite(OUT, LOW);
advanceGranted = 0; // больше сюда не возвращаемся до следующего цикла.
}
if(micros() - fuseTime >= 1000000) { // предохранитель, если катушка заряжается больше 1 секунды
GPOC = (1 << OUT); // отключаем катушку LOW; digitalWrite(OUT, LOW);
}
}
Пришлось поморочиться с паузами, в итоге пришёл к выводу, что паузу нужно держать в зависимости от длительности периода, тогда всё работает как часы.
Расчёты коэффициентов взял с сайта customcult с небольшими поправками.
С таким кодом откатал уже 200 километров. Кто бы что ни говорил, а даже двухтактный мотор с ФУОЗ ведёт себя значительно резвее, и это на контактном прерывателе, где так или иначе возникают неточности.
Напоминаю, что данный скетч инвертирует входной сигнал для управления полевым транзистором, тем самым имитируется работа прерывателя.
Продублирую схему:
P.S. провод от прерывателя намотал на ферритовое кольцо, пару витков, а бронепровод пропустил через ферритовую бусину взятую из какого-то импортного телевизора (из строчной развёртки), так же входные провода коммутатора намотал несколько витков на ферритовое кольцо. Незнаю насколько все эти меры помогают, но если бы я начал делать всё с самого начала, то сигнальный провод от прерывателя пустил бы в экранированном проводе.
