Praksa u Istitutu Vinča

Razvoj hardversko-softverskog sistema

pobudnog aparata za primenu u frekventnom fotoakustičkom eksperimentu

Potrebno je izvršiti funkcionalnu prenamenu postojećeg sistema za 3D štampu kao pobudnog aparata za primenu u frekventnom fotoakustičkom eksperimentu uz povezivanje postavke sa računarom i izradu softverskog sistema (aplikacije) za upravljanje eksperimentom.

Zadaci kandidata:

• Analiza problema uz formiranje funkcionalne specifikacije softverskog sistema (aplikacije) za kontrolu pobudnog lasera na bazi  g-koda za upravljanje 3D štampačem, 
• Implementacija aplikacije za formiranje g-koda na osnovu zadatih parametara eksperimenta,
• Automatizacija eksperimentalnog procesa kroz hardversko-softversko povezivanje pobudnog i akvizicionog modula sa personalnim računarom.

Poželjne kvalifikacije:

• Student 3. ili 4. godine  ili master studija Elektrotehničkog fakulteta Univerziteta u Beogradu (odseci Računarska tehnika i informatika, Softversko inženjerstvo, Elektronika)
• Poznavanje programskih jezika C, C++ ili Java
• Iskustvo u radu sa operativnim sistemima, drajverima i računarskim hardverom

Postoji mogućnost da doprinosi osmišljavanju i realizaciji hardersko-softverskog sistema kandidatu budu akademski priznati kroz omogućavanje učešća na relevantnim publikacijama, regulisanje stručne prakse na fakultetu i mogućnost izrade seminarskih, diplomskog ili master radova.  

Praksa će se obavljati u krugu Institutu za nuklearne nauke „Vinča“. Prevoz do Instituta je obezbeđen. Očekivano trajanje prakse je mesec dana uz mogućnost produženja. Početak prakse po dogovoru. 

Stručni mentor: dr Mioljub Nešić, naučni saradnik (mioljub.nesic@vin.bg.ac.rs)

Akademski mentor: dr Marko Mišić, docent (marko.misic@etf.bg.ac.rs)

Rok za prijavu: 31.04.2023. (prijavu poslati na obe navedene adrese)

 

Pojašnjenje procesa:

Frekventni gas-mikrofonski FA eksperiment podrazumeva korišćenje po intenzitetu modulisane EM pobude radi izazivanja FA efekta u uzorku, dok se FA odziv snima kombinacijom odgovarajućeg mikrofona i lok-in pojačavača. Tumačenje se obavlja kroz obradu amplitude i faze snimljenog FA odziva na zadatoj frekvenciji modulacije, poređenjem sa teorijskim očekivanjem.

Ekperimentalna postavka koja se razvija koristi par FA ćelija u refleksionoj konfiguraciji (mikrofon se nalazi „ispred uzorka“, odnosno. sa iste strane kao i pobuda), preuzet sa rashodovane eksperimentalne spektroskopske postavke. Merni mikrofon je  „Behringer ECM 8000“, lok-in pojačavač  „SRS SR850 DSP“. Nijedan od pomenutih aparat nema realizovanu komunikaciju sa računarom.

Pobudni aparat koji se korisiti u postavci je laser  3D štampača „Creality CP-01“. U pitanju je poluprovodnički laser snage ~0.1W koji ima mogućnost modulacije po vremenu i intenzitetu pomoću kontrolera samog  3D štampača. Za vođenje hardvera  (driver), koristi se fabrički softver koji u ulaznom formatu koristi odgovarajući dokument (datoteku) pisan u formatu  g-koda (eng. g-code, https://en.wikipedia.org/wiki/G-code), a pomenuti dokument obezbeđuje odgovarajuće graviranje površine postavljene u ležište štampača. Željena modulacija lasera treba da bude moguća i po intenzitetu i u po vremenu, kako bi se snimljeni FA odziv mogao tumačiti u funkciji više parametara.

Ključni termini:

• pobuda – elektromagnetno (EM) zračenje (iz najšireg spektra), u konkretnom slučaju: laser;
• fototermalni (FT) efekat – efekat promene termodinamičkog stanja sredine nastao usled apsorpcije upadnog EM zračenja: porast temperature, zapeminsko širenje, površinski pomeraj, promena koeficijenta optičkog provođenja svetlosti nastala u uzorku ili okolini; u konkretnom slučaju: kombinacija mehaničkog širenja i krivljenja uzorka;
• fotoakustički (FA) efekat – integralni, makroskopski efekat nastao kao posledica periodičnih mehaničkih pomeraja usled modulisanog pobuđivanja uzorka (i izazivanja periodičnog FT efekta u uzorku) koji se može pretvoriti u FA signal; u konkretnom slučaju: pomoću mikrofona;

lok-in (eng. lock-in) pojačavač – pojačavač signala koji iz posmatranog signala izdvaja („zaključava“) samo onu komponentu periodičnog signala koja je na istoj frekvenciji kao i referentni signal, a onda beleži amplitudu i fazni pomeraj istog (u odnosu na pomenuti referentni signal).