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# Generatore CSV `T` e `ΔT` con rumore realistico — specifica minima
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**Obiettivo**: un solo script, un solo file di configurazione, un CSV con la temperatura `T` e la differenza `ΔT = T − T_amb`,
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con rumore, quantizzazione e jitter dei tempi simili a un sensore IR reale.
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**Assunzione da confermare**: `T` = temperatura oggetto del sensore IR, `T_amb` = temperatura ambiente dello stesso sensore
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(non scritta nel CSV, serve solo per `ΔT`).
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## 1. Output
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```
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t_ms,T_C,dT_C
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150,24.50,1.80
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301,24.41,1.71
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```
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- `t_ms`: intero; `T_C`, `dT_C`: due decimali (`passo_T_c`). Separatore `,`, fine riga `\n`.
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- `ΔT` è calcolato **dopo** rumore e quantizzazione di entrambi i canali, quindi eredita il passo a gradini dell'ambiente.
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## 2. Configurazione
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Tutti i valori sono in [`config.toml`](../config.toml) (unica fonte: questo documento non li ripete). Gruppi:
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tempi · ambiente (anche baseline di T) · rumore · gradini di riscaldamento e raffreddamento · salti.
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Nessun valore è scritto nello script: chiave mancante ⇒ errore.
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**Parametri casuali per corsa**: le chiavi scritte come intervallo `[min, max]` (ambiente `amb_inf_c`, `amb_A_c`, `amb_tau_s`; rumore `sigma_c`, `sigma_caldo_c`, `wander_*`; `k_raffreddamento_hz`, `tau_sensore_s`; frequenze e σ dei salti) vengono sorteggiate uniformi a ogni corsa (`[x, x]` = valore fisso). I gradini sono generati da `n_gradini` (intero, estremi inclusi, min ≥ 1), `t_primo_gradino_s`, `distanza_gradini_s` (tra gradini consecutivi) e `dT_gradino_c` (ampiezza di ciascuno). Intervallo non valido (non una coppia di numeri, o min > max) ⇒ errore.
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## 3. Modello (5 passi)
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1. **Tempi**: `t_i = t_{i−1} + dt_ms + U(−jitter_ms, +jitter_ms)`, fino a `durata_s`.
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2. **T vera** = ambiente vero + eccesso termico (T parte da `T_amb`, sale con i gradini e ridiscende fino a `T_amb`):
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- ambiente vero `B(t) = amb_inf + amb_A·exp(−t/τ_amb)` (stessa curva del passo 5, senza rumore né quantizzazione);
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- eccesso `x(t) = Σ_j ΔT_j · exp(−k·(t − t_j))` per `t ≥ t_j` (un gradino per ogni istante sorteggiato, poi raffreddamento esponenziale);
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- **variabilità**: a ogni corsa numero, istanti e ampiezze dei gradini, `k`, ambiente, livelli di rumore e frequenza dei salti sono sorteggiati dagli intervalli di config, quindi curva, picco e rumore cambiano molto con il seed;
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- **salti** (stocastici, scarti casuali con rientro `exp(−t/τ)`, come i gradini irregolari osservati su un sensore reale):
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durante il **riscaldamento** (tra il primo e l'ultimo gradino) con `salti_risc_*`, ampiezza `N(media, σ²)` nei due versi;
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durante il **raffreddamento** (dopo l'ultimo gradino, mentre `x ≥ salti_x_min_c`) con `salti_*`; istanti di tipo Poisson in entrambi i casi; ampiezza limitata a ±`salti_max_c` (niente scarti estremi);
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- `T_vera = B + x + salti`.
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3. **Risposta del sensore**: filtro del 1° ordine `y' = (T_vera − y)/τ_sens` (griglia fine, 5 ms, poi interpolazione ai `t_i`).
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4. **Rumore di T**: `T_i = y_i + w_i + σ(x_i)·N(0,1)`, con
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- `σ(x) = σ + (σ_caldo − σ)·min(1, x/x_rif)`;
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- `w` = deriva lenta (Ornstein-Uhlenbeck): `w_{i+1} = φ·w_i + σ_w·√(1−φ²)·N(0,1)`, `φ = exp(−Δt/τ_w)`.
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Poi arrotondamento a `passo_T_c`.
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5. **Ambiente e ΔT**: `amb_i = round_{amb_passo}( amb_inf + amb_A·exp(−t/τ_amb) + N(0, amb_sigma²) )`; `dT_i = round_{passo}( T_i − amb_i )`.
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## 4. Uso (script unico, ambiente `.venv`)
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`genera.py` con dipendenza dichiarata in testa (PEP 723, usata anche da `uv run`); ambiente `.venv` creato con `uv venv` e `uv pip install numpy`:
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```python
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# /// script
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# requires-python = ">=3.11"
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# dependencies = ["numpy"]
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# ///
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```
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```bash
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python genera.py config.toml --seed 42 # riproducibile -> output/gen_42.csv
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python genera.py config.toml -o out.csv # percorso a scelta, seed casuale (stampato su stderr)
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python genera.py config.toml -o - > out.csv # stdout
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```
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Opzioni: `config` (posizionale), `-o/--output` (default `output/gen_<seed>.csv`, cartella creata se manca; `-` = stdout), `--seed` (default: casuale, stampato su stderr).
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Uscita con errore (exit 1) e messaggio in italiano se manca una chiave, se un intervallo `[min, max]` non è valido
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o se il file non è scrivibile. La lettura TOML usa `tomllib` (standard library): unica dipendenza esterna `numpy`.
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## 5. Controlli di accettazione (con la configurazione d'esempio)
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Verificati su 60 seed (valori min–max; con parametri sorteggiati gli intervalli sono larghi, ma `T` e `ΔT` restano coerenti con ambiente e rumore della corsa):
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| Controllo | Atteso |
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| `T` a inizio run | ≈ `T_amb` della corsa (20.1 – 26.2 °C) |
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| Rumore a freddo: `std(diff(T))/√2` prima del primo gradino (~15 s) | 0.06 – 0.19 (segue `sigma_c` sorteggiato) |
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| Picco di `T` | 66 – 227 °C (dipende da numero e ampiezza dei gradini) |
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| `T` a fine run | ≈ `T_amb` della corsa: 20.0 – 26.4 °C |
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| `ΔT` a inizio run | ≈ 0 °C (solo rumore): −0.18 – 0.15 |
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| `ΔT` a fine run | −0.08 – 1.6 °C (residuo del raffreddamento) |
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| Intervalli `dt` | tutti in `dt_ms ± jitter_ms` (prima di arrotondare `t_ms` a intero: nel CSV le differenze sono 149–152) |
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| Stesso `--seed` e stessa config | file identico |
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## 6. Limiti (accettati per semplicità)
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- Un solo tempo di raffreddamento esponenziale (nessuna distinzione conduzione/convezione).
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- Gradini istantanei (nessun transito sotto l'induttore e nessuna dipendenza dalla velocità).
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- L'ambiente non sale quando T è alta (nessun riscaldamento dell'ambiente del sensore): `ΔT` è leggermente sovrastimato durante e subito dopo il riscaldamento.
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- Nessun glitch di campionamento; i salti durante il raffreddamento sono un modello statistico semplice (rientro esponenziale), non un fenomeno fisico.
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- Rumore tarato su un solo sensore: ricalibrare `sigma_c`, `wander_*`, `amb_*` con i propri dati.
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