Пракса у Иституту Винча

Развој хардверско-софтверског система

побудног апарата за примену у фреквентном фотоакустичком експерименту

Потребно је извршити функционалну пренамену постојећег система за 3D штампу као побудног апарата за примену у фреквентном фотоакустичком експерименту уз повезивање поставке са рачунаром и израду софтверског система (апликације) за управљање експериментом.

Задаци кандидата:

• Анализа проблема уз формирање функционалне спецификације софтверског система (апликације) за контролу побудног ласера на бази  g-кода за управљање 3D штампачем, 
• Имплементација апликације за формирање g-кода на основу задатих параметара експеримента,
• Аутоматизација експерименталног процеса кроз хардверско-софтверско повезивање побудног и аквизиционог модула са персоналним рачунаром.

Пожељне квалификације:

• Студент 3. или 4. године  или мастер студија Електротехничког факултета Универзитета у Београду (одсеци Рачунарска техника и информатика, Софтверско инжењерство, Електроника)
• Познавање програмских језика C, C++ или Java
• Искуство у раду са оперативним системима, драјверима и рачунарским хардвером

Постоји могућност да доприноси осмишљавању и реализацији хардерско-софтверског система кандидату буду академски признати кроз омогућавање учешћа на релевантним публикацијама, регулисање стручне праксе на факултету и могућност израде семинарских, дипломског или мастер радова.  

Пракса ће се обављати у кругу Институту за нуклеарне науке „Винча“. Превоз до Института је обезбеђен. Очекивано трајање праксе је месец дана уз могућност продужења. Почетак праксе по договору. 

Стручни ментор: др Миољуб Нешић, научни сарадник (mioljub.nesic@vin.bg.ac.rs)

Академски ментор: др Марко Мишић, доцент (marko.misic@etf.bg.ac.rs)

Рок за пријаву: 31.04.2023. (пријаву послати на обе наведене адресе)

 

Појашњење процеса:

Фреквентни гас-микрофонски ФА експеримент подразумева коришћење по интензитету модулисане ЕМ побуде ради изазивања ФА ефекта у узорку, док се ФА одзив снима комбинацијом одговарајућег микрофона и лок-ин појачавача. Тумачење се обавља кроз обраду амплитуде и фазе снимљеног ФА одзива на задатој фреквенцији модулације, поређењем са теоријским очекивањем.

Екпериментална поставка која се развија користи пар ФА ћелија у рефлексионој конфигурацији (микрофон се налази „испред узорка“, односно. са исте стране као и побуда), преузет са расходоване експерименталне спектроскопске поставке. Мерни микрофон је  „Behringer ECM 8000“, лок-ин појачавач  „SRS SR850 DSP“. Ниједан од поменутих апарат нема реализовану комуникацију са рачунаром.

Побудни апарат који се корисити у поставци је ласер  3D штампача „Creality CP-01“. У питању је полупроводнички ласер снаге ~0.1W који има могућност модулације по времену и интензитету помоћу контролера самог  3D штампача. За вођење хардвера  (driver), користи се фабрички софтвер који у улазном формату користи одговарајући документ (датотеку) писан у формату  g-кода (енг. g-code, https://en.wikipedia.org/wiki/G-code), а поменути документ обезбеђује одговарајуће гравирање површине постављене у лежиште штампача. Жељена модулација ласера треба да буде могућа и по интензитету и у по времену, како би се снимљени ФА одзив могао тумачити у функцији више параметара.

Кључни термини:

• побуда – електромагнетно (ЕМ) зрачење (из најширег спектра), у конкретном случају: ласер;
• фототермални (ФТ) ефекат – ефекат промене термодинамичког стања средине настао услед апсорпције упадног ЕМ зрачења: пораст температуре, запеминско ширење, површински померај, промена коефицијента оптичког провођења светлости настала у узорку или околини; у конкретном случају: комбинација механичког ширења и кривљења узорка;
• фотоакустички (ФА) ефекат – интегрални, макроскопски ефекат настао као последица периодичних механичких помераја услед модулисаног побуђивања узорка (и изазивања периодичног ФТ ефекта у узорку) који се може претворити у ФА сигнал; у конкретном случају: помоћу микрофона;

лок-ин (енг. lock-in) појачавач – појачавач сигнала који из посматраног сигнала издваја („закључава“) само ону компоненту периодичног сигнала која је на истој фреквенцији као и референтни сигнал, а онда бележи амплитуду и фазни померај истог (у односу на поменути референтни сигнал).