Lézer-interferometriás mérőrendszer adatfeldolgozó egységének tervezése

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Bognár György
Elektronikus Eszközök Tanszéke

A Diplomatervezés tárgy keretén belül, a tanszéken található lézer-interferometriás elmozdulásmérő berendezés korszerűsítését, illetve fejlesztését végzem. A mérés a fény interferometria jelenségen alapul, ezzel a módszerrel nanométeres tartományban lehet relatív elmozdulást mérni. A berendezés különösen zavar érzékeny, a környezetből érkező mechanikus zavarokat rezgésmentes asztal szűri ki. Munkám során a berendezésre jutó zavart csökkentettem és a rendszer mintavételezési frekvenciáját növeltem.

A berendezést számítógép függetlenné tettem. A lézeres-interferométer mérőkártyájának impulzusait az Altera DE2 (development and education) kártya segítségével, illetve az ezen található Cyclone II FPGA-val dolgozom fel. A feldolgozóegységben implementáltam a logikát, amely a bemeneti jeleken érkező impulzusokat detektálja. A beérkezett adatokat és a mérés közben eltelt időt egy számláló rögzíti. Ezeknek a számlálóknak az értékét jelenítem meg az LCD kijelzőn, és SD kártyán rögzítem.

Az adatrögzítést szintén az FPGA segítségével végzem. A hardver leírásához ebben az esetben is verilog nyelvet használtam. A kártya inicializálása után, az eredményeket szöveges fájlba rögzítettem. Ezeket az adatokat később, egy függetlenített PC és kártyaolvasó segítségével könnyen meg lehet jeleníteni, így minimalizálni lehet a kapcsolatot a rezgésmentes asztal és a „külvilág” között.

Az SD kártyával SPI (serial peripheral interface) kapcsolat segítségével kommunikálok, a kártyán FAT fájlrendszert hoztam létre, és másodpercenként ezerszer rögzítem a belső regiszterek állását. Dolgozatomban kitérek az interferometria elméletére, bemutatom a mérőrendszert és a hozzá tartozó mérőkártyát, ismertetem az LCD kijelző és a SD kártya működésének alapjait. Részletesen leírom a tervezés folyamatát és a hardver működését. A mérőberendezés működésének helyességét a tesztjeim és azok eredménye erősítette meg.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.