LDR-Schwellen am realen Aufbau gemessen statt vom MSP430 uebernommen

Gemessen am XIAO ESP32-C3 mit dem LDR an GPIO2, je 200 Werte, Median
(Angaben nach raw_to_ldr, also in Zaehlrichtung "gross = hell"):

    abgedeckt      roh 4095 (ADC-Anschlag)  ->    0
    Raumlicht      roh 1642                 -> 2453
    angeleuchtet   roh  543                 -> 3552

Zwei Fehler in den alten Werten, die erst die Messung zeigt:

- Stufe 3 (100 %) war unerreichbar. Sie begann bei 3650, selbst eine Taschenlampe
  direkt auf dem Sensor kam nur auf 3552. Die Anzeige haette nie voll aufgedreht.
- Die Hysterese von 30 am untersten Uebergang lag unter dem Rauschen. Der Rohwert
  streut bei Raumlicht um +/-270, nach dem gleitenden Mittel bleiben rund +/-32
  (1 Sigma) -- die unterste Stufe haette geflattert.

Neu: Mitten 1200/2400/3200, Hysterese einheitlich 150. Die Aufteilung haelt den
5-%-Bereich bis 1200 (Nutzerwunsch "nachts laenger dunkel", schont die
Dunkeladaption der Beobachter). Die gestaffelten Hysteresen des alten Programms
entfallen -- die gemessene Streuung ist an allen Grenzen dieselbe.

Bekannte Grenzlage, in test_brightness festgehalten: Raumlicht (2453) liegt nur
53 Zaehler ueber HELL_HIGH und damit innerhalb der Hysterese, faellt also auf
Stufe 1 statt 2. Ob das so gewollt ist, entscheidet sich in der Sternwarte.

Am Geraet bestaetigt: Regelung laeuft stabil ohne Flattern, Abdecken schaltet
herunter, Freigeben wieder hoch, Helligkeitstelegramm wird quittiert. Die
Schwellen sind aber am Schreibtisch gemessen -- with_ldr bleibt deshalb auf
False, bis sie vor Ort bestaetigt sind. 101 Tests gruen.

Co-Authored-By: Claude Opus 5 (1M context) <noreply@anthropic.com>
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2026-07-27 16:21:08 +02:00
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+38 -14
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@@ -1,11 +1,16 @@
#!/usr/bin/env python3
"""Helligkeitsregelung anhand eines LDR-Werts.
Portierung von DoDimmen_V aus dem alten MSP430-Programm (GrossAnzeige/main.c,
Konstanten aus main.h): gleitender Mittelwert, 3 Helligkeitsstufen mit Hysterese,
Prozentwerte aus hellTafel_ub. Der Fotowiderstand (LDR) liefert einen Rohwert
(alte Hardware: 12-bit-ADC, 0..4095) -- je heller die Umgebung, desto hoeher der
Wert und desto heller die Anzeige.
Portierung von DoDimmen_V aus dem alten MSP430-Programm (GrossAnzeige/main.c):
gleitender Mittelwert, Helligkeitsstufen mit Hysterese, Prozentwerte aus
hellTafel_ub. Das alte Programm hatte 3 Stufen (bis 50 %), hier sind es 4 mit
100 % als oberster.
Der Fotowiderstand (LDR) liefert einen Rohwert (12-bit-ADC, 0..4095). Die
Schwellen rechnen in der Richtung "grosser Wert = helle Umgebung"; auf der
ESP32-Platine ist die Kennlinie umgekehrt, deshalb laeuft der Rohwert zuerst
durch raw_to_ldr(). Die Grenzen sind am realen Aufbau gemessen (siehe unten),
nicht mehr vom MSP430 uebernommen.
Reines Python, laeuft auch unter MicroPython (dort spaeter vom ADC gespeist).
@@ -17,22 +22,41 @@ Reines Python, laeuft auch unter MicroPython (dort spaeter vom ADC gespeist).
# CLI-Teil ganz unten gebraucht und darum erst dort importiert. So laesst sich
# dieses Modul auf dem ESP32 einfach importieren.
# -- Werte aus dem alten Programm (main.h) --------------------------------
HELL_LOW = 300 # Stufengrenze 0<->1 (aus dem alten Code)
HELL_HIGH = 2500 # Stufengrenze 1<->2 (aus dem alten Code)
HELL_MAX = 3500 # Stufengrenze 2<->3: NEU, nicht aus dem alten Code.
# Anpassen, sobald der reale LDR-Wertebereich bekannt ist.
HELL_HYST = 30 # Basis-Hysterese
# -- Stufengrenzen, am realen Aufbau gemessen (2026-07-27) ----------------
# Gemessen wurde am XIAO ESP32-C3 mit dem LDR an GPIO2 (200 Messwerte je Lage,
# Median), Werte nach raw_to_ldr, also schon in Zaehlrichtung "gross = hell":
#
# abgedeckt roh 4095 (ADC-Anschlag) -> 0
# Raumlicht roh 1642 -> 2453
# angeleuchtet roh 543 -> 3552
#
# Die alten Grenzen (300/2500/3500) stammten vom MSP430-Aufbau und passten
# nicht: Stufe 3 begann bei 3650 und war damit unerreichbar -- selbst eine
# Taschenlampe direkt auf dem Sensor kam nur auf 3552.
#
# Aufteilung nach Nutzerwunsch "nachts laenger dunkel": der 5-%-Bereich reicht
# bis 1200, damit schwaches Licht die Anzeige noch nicht aufhellt und die
# Dunkeladaption der Beobachter geschont wird.
HELL_LOW = 1200 # Stufengrenze 0<->1 (5 % bis hierher)
HELL_HIGH = 2400 # Stufengrenze 1<->2
HELL_MAX = 3200 # Stufengrenze 2<->3 (100 % ab hier, jetzt erreichbar)
# Hysterese: Der Rohwert streut bei Raumlicht um +/-270; nach dem gleitenden
# Mittel ueber AVERAGE_WINDOW bleiben rund +/-32 (1 Sigma). 150 liegt sicher
# darueber (~4,7 Sigma) und zugleich weit unter dem Stufenabstand von 800.
# Frueher standen hier 30 fuer den untersten Uebergang (und 5*30 fuer die
# oberen) -- 30 lag unter dem Rauschen, die unterste Stufe haette geflattert.
HELL_HYST = 150
AVERAGE_WINDOW = 8 # MAXHELLARRAY: gleitender Mittelwert ueber 8 Werte
# Helligkeits-Prozente je Stufe, aus hellTafel_ub (main.h): 5/15/50/100 %.
PERCENTS = (5, 15, 50, 100)
# Mittelpunkte der Stufengrenzen und deren Hysterese (Stufe i <-> i+1).
# Der alte Code nutzte am unteren Uebergang +/-HYST, am oberen +/-5*HYST; das
# uebernehmen wir und ergaenzen die neue obere Grenze mit derselben Breite.
# Jetzt einheitlich: die gemessene Streuung ist an allen Grenzen dieselbe, es
# gibt keinen Grund mehr fuer die gestaffelten Breiten des alten Programms.
_CENTERS = (HELL_LOW, HELL_HIGH, HELL_MAX)
_HYSTS = (HELL_HYST, HELL_HYST * 5, HELL_HYST * 5)
_HYSTS = (HELL_HYST, HELL_HYST, HELL_HYST)
def raw_to_ldr(raw, inverted=None, full_scale=None):