Frequenzmessung mit dem Raspberry Pi

> 1. Kann der Raspi (direkt, also ohne zusätzliche Hardware) Frequenzen messen?

Im Prinzip ja

> 2. Falls ja, bis zu welcher Frequenz (1000 Hz würden mir helfen)

So genau weiss ich das jetzt nicht, aber das duerfte knapp werden

> 3. Falls ja, gibt es besondere GPIOs, oder ist es egal?

Es gibt keine GPIOs mit Countern dahinter

> 4. Kann man ein Programm dafür auch in Python schreiben?

Ja, aber dann sinkt die maximale Frequenz

> 5. Darf die Amplitude der Frequenz auch 5 V sein, oder muss sie zwingend 3,3 V sein?

ZWINGEND 3.3V

Genau wegen diesen Antworten nimmt man lieber einen Arduino oder aehnlich um eine Frequenz zu messen. Der hat keinen Linux-Kernel und keine Prozesse die bei der Reaktion auf einen Eingang zu Verzoegerungen fuehren koennen.

In Verbindung mit der 'pigpio library' und dem python Beispiel 'PWM Monitor' sollte Dir geholfen werden können

http://abyz.me.uk/rpi/pigpio/examples.html#Python%20code

VG

Leroy

PS: 5 Volt sind böse !

1ms IRQ am PI könnte mit der passenden LIB klappen, aber sicher bin ich nicht, ich würde auf Nr. Sicher gehen, das auch wegen der 5V einem Arduino oder AVR überlassen und nur auf Anfrage an dem PI ausliefern.

Einfach ist es mit Arduino am PI USB, der Arduino wird versorgt, erledigt die Aufgaben und der PI hat keinen stress mit 5V und über Serial.read/.print am Arduino können Befehle und Daten getauscht werden. Der Arduino kann sogar vom PI programmiert werden Arduino IDE 1.8.5 auf dem PI

Da in der Schleife time.sleep(SAMPLE_TIME) steht und SAMPLE_TIME = 2 ist, wird 2 gewartet, je Durchlauf. RUN_TIME legt vermutlich fest, wie oft die Schleife ausgeführt werden soll.

So ist es. 2 Sekunden warten zwischen den Messungen, 60 Sekunden lang Zeitfenster Messzyklus. Macht 29 . Warum ? Jede Messung braucht Zeit, Irgendwann sind die 60 Sekunden des Messzeitfensters abgelaufen und Dein langsamer pi hat in dieser Zeit eben nur 29 Durchläufe geschafft.

Aber 30 (60/2) Durchläufe wären auch gar nicht möglich. Da kann die CPU noch so schnell sein. Wenn man irgendwas in der Schleife macht braucht das Zeit. Wenn du 30 oder eine andere Anzahl Messungen haben möchtest, dann die Schleife entsprechend anpassen.

Ich nehme an, es geht immernoch um die Frequenzmessung am Raspberry Pi, nicht wahr?

Dann kann ich sagen, dass man bis ca 100 kHz recht zuverlaessig die Frequenzen messen kann. Allerdings nicht mit den (pseudo) Interruptsa, sondern mit Polling. (Was den Raspberry Pi dann zu 100% auslastet, aber was solls.)

Dazu musst Du ein C-Programm schreiben, und ich würde die bcm2835 library verwenden.

Der code, der die Messung macht, sieht dann etwa so aus:

#include <bcm2835.h>
#define PIN 26  /* GPIO 26 */
#define ST_BASE (0x20003000)
#define TIMER_OFFSET (4)


long long int *timer;






...

if(!bcm2835_init()) return 1;


int fd;
void *st_base;



if (-1 == (fd = open("/dev/mem", O_RDONLY))) {
  fprintf(stderr, "open() failed.\n");
  return 255;
}
if (MAP_FAILED == (st_base = mmap(NULL, 4096,PROT_READ, MAP_SHARED, fd, ST_BASE))) {
  fprintf(stderr, "mmap() failed.\n");
  return 254;
}
timer = (long long int *)((char *)st_base + TIMER_OFFSET);


...







bcm2835_gpio_fsel(PIN, BCM2835_GPIO_FSEL_INPT);
t0=*timer;
a=bcm2835_gpio_lev(PIN);
while(a==1) a=bcm2835_gpio_lev(PIN);
dt=*timer-t0;

In dt ist dann die Zeit in Mikrosekunden. (Der Code muss noch etwas in Form gebracht werden, aber so in etwa läuft bei mir eine Anwendung, die Kurze Umschaltzeiten auf dem GPIO misst. Eine EInzelne Messung der Periodendauer der Frequenz ist ungenau, da der Prozess ja vom taskmanager auch unterbrochen werden könnte. Deshalb empfielt es sich, mindestens 16 Messungen zu machen und die jeweils kleinsten Zeiten zu nehmen.

Folgende Quelle nennt sogar 5.4 MHz als höchste Frequenz:

http://codeandlife.com/2012/07…-raspberry-pi-gpio-speed/