Auteur Sujet: Est il possible de raccourcir la durée du cycle de commande des GPIO PCA9685 ?  (Lu 1230 fois)

Patrick75

  • Newbie
  • *
  • Messages: 10
    • Voir le profil
Bonjour,

Je bute sur la durée (... estimée trop longue à 15ms) du cycle de passation des commandes des états des 16 ports du PCA9685 par le bus I2C:
. Arduino Due
. bus I2C à 400kHz
. modules PCA9685 Adafruit (6 par Arduino Due)
. bibliothèque utilisée: celle sur Github "Adafruit_PWMServoDriver.h"

Pour mémoire, notre réseau de club en analogique est actuellement cantonné par 8 Arduino Due pilotant chacun 8 cantons.
Les PCA9685 servent d'interface tout ou rien avec des relais pour commuter les sources de traction et, à piloter pour l'instant en tout ou rien les feux des signaux et des pupitres (... les fonctions de clignotement et de "fading": ... allumage et extinction progressive viendront se rajouter ultérieurement).

Je n'ai rien trouvé sur internet comme "truc", comme bibliothèque plus rapide, comme commande particulière à envoyer aux PCA9685 pour les forcer ni, aucun sujet sur ces 15ms (... ce qui est étonnant vu qu'on peut théoriquement chaîner en I2C jusqu'à 62 PCA9685 ce qui prendrait donc environ 1s de cycle, ce qui est énorme et occupe abusivement l'Arduino Due).

Auriez-vous déjà rencontré ce problème et comment l'avez vous résolu ?

On ne va quand même pas doubler chacun des 8 Arduino Due de Block System par un autre (... Due ou Teensy) pour prendre en charge ces PCA9685 en dehors du programme du Due de Block System. Si ?

J'ai regardé s'il y avait moyen de transmettre les commandes par Bytes vers des registres des PCA9685 (... comme je le fais depuis les modules GPIO 23017 pour les entrées d'information: 3 modules I2C 23017 par Arduino Due de Block System).

J'ai regardé s'il existait un "sous programme en Python" qui pourrait être plus "efficace" mais, je n'ai pas trouvé.

Pour mémoire, il est prévu de relier les Arduino de Block System par un Bus CAN.

Question accessoire: devrait on utiliser la possibilité des Arduino Due d'avoir un second Bus Can qui transférerait à fort débit les tableaux de bits à envoyer vers l'Arduino d'interface I2C ? (pour décharger le Due de cette tâche afin de revenir à un temps total de traitement permettant un rafraîchisement des entrées-sorties au moins 10 fois par seconde).

Pour info, voici les lignes de code concernant les ordres envoyés aux PCA9685:
...

PCA9685_11.begin();
// PORT A
if (tabOutputsPortS11A[0]==0) {
    PCA9685_11.setPWM(1, 0, 4096);   }
  else   {
    PCA9685_11.setPWM(1, 4096, 0);   } 

if (tabOutputsPortS11A[1]==0) {
    PCA9685_11.setPWM(2, 0, 4096);   }
  else   {
    PCA9685_11.setPWM(2, 4096, 0);   }   

if (tabOutputsPortS11A[2]==0) {
    PCA9685_11.setPWM(3, 0, 4096);   }
  else   {
    PCA9685_11.setPWM(3, 4096, 0);   } 

if (tabOutputsPortS11A[3]==0) {
    PCA9685_11.setPWM(4, 0, 4096);   }
  else   {
    PCA9685_11.setPWM(4, 4096, 0);   }   

if (tabOutputsPortS11A[4]==0) {
    PCA9685_11.setPWM(5, 0, 4096);   }
  else   {
    PCA9685_11.setPWM(5, 4096, 0);   } 

if (tabOutputsPortS11A[5]==0) {
    PCA9685_11.setPWM(6, 0, 4096);   }
  else   {
    PCA9685_11.setPWM(6, 4096, 0);   }   

if (tabOutputsPortS11A[6]==0) {
    PCA9685_11.setPWM(7, 0, 4096);   }
  else   {
    PCA9685_11.setPWM(7, 4096, 0);   } 

if (tabOutputsPortS11A[7]==0) {
    PCA9685_11.setPWM(8, 0, 4096);   }
  else   {
    PCA9685_11.setPWM(8, 4096, 0);   }       

// PORT B

...

Bon, je suis dans la panade et j'espère que l'un d'entre vous pourra m'indiquer "une piste" pour diminuer le temps "processeur" pris pour gérer ces sorties. 

Enfin:
. l'objectif est de gagner un facteur 10, pas 10% !
. je ne tiens pas à passer le bus I2C en 1MHz (longueur physique du bus, sensibilité aux parasites, alimentation des PCA9685 en 3,3V l'interdisant)

On pourrait discuter d'une autre architecture ou toutes les liaisons s'opérent par l'intermédiaire de bus CAN (... ce que vous faîtes, je crois: ce n'a pas été retenu parce que ça oblige dès le départ à prévoir un Arduino supplémentaire en tête de tout interface). Quoi que s'il fallait rajouter un Arduino accessoire à chaque Due, on en serait là.

Bonne soirée,
Patrick

Patrick75

  • Newbie
  • *
  • Messages: 10
    • Voir le profil
Re bonsoir,

Je rajoute que j'ai trouvé ces même 15ms en exécutant les fichiers d'exemples simples de la bibliothèque ou trouvez ici ou là.
Ce ne semble donc pas lié à mes lignes de code.

Patrick

Patrick75

  • Newbie
  • *
  • Messages: 10
    • Voir le profil
A défaut d'avoir trouver une solution centrée sur le PCA9685,
j'ai cherché et trouvé une solution de contournement que je souhaite partager avec vous:
"ne transmettre par le bus I2C que les commandes liées à un changement d'état par rapport à l'état mémorisé de la précédente transmission vers le port concerné".
C'est un peu lourd au point de vue programmation mais, c'est efficace et ne prends pas du tout trop de temps à l'Arduino Due qui gére le secteur de 8 cantons.

Process:
. mémoriser sous forme de tableau les états transmis (0 ou 1) la dernière fois
. mémoriser temporairement l'ensemble des 16 états déterminés par le programme
. comparer bit à bit les 2 mémorisation ci-dessus
. enregistrer lesquels des 16 ports font l'objet d'un changement d'état par rapport à la précédente transmission
. conditionner l'envoi vers les ports du PCA9685 à l'indicateur ci-dessus de changement d'état par rapport à la précédente transmission

Comme les trains circulant ne déclenchent qu'un nombre réduit de changements par seconde (... occupations, commandes des sources de traction, commandes des affichages des signaux), on arrive en pratique à une réduction d'un facteur 10 de la durée de cette partie du programme de Block System.
Ceci restorant la viabilité d'un taux de recalcul des situations d'une dizaine de fois par seconde.

Si vous avez des remarques ou des questions sur la parade adoptée, n'hésitez pas à échanger à ce sujet.
« Modifié: février 06, 2022, 07:46:23 am par Patrick75 »

trimarco232

  • Full Member
  • ***
  • Messages: 184
    • Voir le profil
Bonjour,
ne transmettre que ce qui est nécessaire est la bonne idée
pareil dans l'autre sens avec les mcp23017, tu peux utiliser le fil d'interruption pour n'intervenir qu'en cas de changement

à 400kHz, le temps de transmission pour commander une led doit être de l'ordre de 400/4octets/10bits = 10kHz soit 0.1ms

il y a 2 bus i2c sur le due, tu as intérêt à les utiliser simultanément

Patrick75

  • Newbie
  • *
  • Messages: 10
    • Voir le profil
Bonjour,

Merci pour ton message:
. je vais effectivement scinder les périphériques I2C esclaves et les répartir sur les 2 bus disponibles du Due
. j'essaierai aussi l'idée de scinder le programme du Due afin qu'il balaye les lignes de code correspondantes aux périphériques esclaves éloignés (... 4 sur 5 des modules PCA9685, modules pilotant l'affichage des feux des signaux) qu'une fois toutes les N boucles du programme principal. En effet, ils doivent pouvoir supporter un certain délai de latence dans leur rafraîchissement tant que ça n'a pas d'impact visuel marqué.
Ceci devrait permettre de retrouver un cycle de boucle d'une dizaine par seconde pour la prise en compte rapide des "événements" (détections, changement d'état des signaux des cantons avals associés)

Je communiquerai les résultats de mes avancées.
Par ailleurs, je reste à l'écoute des remarques que toi et les autres participants du forum voudrez bien m'adresser.

Patrick