22/2018 - Sviluppo di applicazioni per controllo di strumentazione optoelettronica per metrologia con tecniche di interferometria speckle e con reticoli in fibra ottica

Il percorso prevede lo sviluppo di applicazioni per il controllo remoto di strumentazione optoelettronica sia in laboratorio, sia installata in campo. In particolare sono previste tre attività da svolgere in collaborazione ma con suddivisione di specifici compiti fra i partecipanti al progetto.

  1. La prima attività è finalizzata al controllo di strumentazione per acquisizione dati da sistemi di monitoraggio strutturale basati su tecnologia in fibra ottica. La strumentazione in campo è collegata in connessione TCP/IP via cavo a computer Raspberry dotato di modulo per telefonia cellulare. Il Raspberry controlla la strumentazione e salva su memoria di massa i dati acquisiti. Le applicazioni da sviluppare devono controllare la esecuzioni di funzioni già implementate sul Raspberry. Il progetto prevede inoltre lo sviluppo di nuove applicazioni per ottimizzare la gestione del trasferimento dati da Raspberry a sistema ENEA di cloud storage. E' richiesto che lo studente abbia conoscenze di base per lo sviluppo di applicazioni per dispositivi mobili, con preferenza per Android.
  2. La seconda attività è finalizzata allo sviluppo di applicazioni per il controllo tramite computer Raspberry di videocamera (segnale video composito Y/C) e specchio movimentato da attuatore lineare piezo-elettrico. La videocamera è collegata alla porta USB del Raspberry tramite convertitore USB-Y/C. L'attuatore piezoelettrico è pilotato con segnale analogico tramite modulo AC-Output controllato dal Raspberry. Il Raspberry opera in modalità Slave collegato a PC tramite porta USB, provvedendo all'acquisizione di fotogrammi sincronizzata con avanzamento step-by-step dello specchio. Le serie di fotogrammi sono elaborate per produrre immagini di Inteferometria Speckle in falsi colori. E' prevista la possibilità di implementare sul Raspberry gli algoritmi già implementati su PC per la produzione delle immagini di Interferometria Speckle.
  3. La terza attività è finalizzata allo sviluppo di applicazioni per il controllo tramite computer Raspberry di Sistema di Interrogazione per sensori in fibra ottica Fiber Bragg Grating (FBG). Il sistema è composto da un modulo OEM (Original Equipment Manufacturer) Sorgente BroadBand e da un modulo OEM Analizzatore di Spettro. I due moduli sono in collegamento ottico mediante circolatore su fibra monomodo; la porta comune del circolatore è predisposta per il collegamento a sensori FBG. I moduli OEM sono controllati da Raspberry mediante una porta USB. Sul Raspberry sono da implementare programmi applicativi per la gestione dei moduli OEM e programmi di analisi del segnale e decodifica per misure di temperatura e di deformazione. Il sistema, molto più economico rispetto a sistemi commerciali, è previsto essere utilizzato in campo per monitoraggio strutturale di infrastrutture di ingegneria civile e geotecnica.

Sviluppo competenze

Il percorso consentirà:

  • Comprensione delle dinamiche ricorrenti in attività di lavoro di gruppo;
  • Miglioramento delle capacità relazionali in attività di lavoro di gruppo;Comprensione delle metodologie di lavoro che caratterizzano tipiche attività di R&D;
  • Comprensione delle metodologie di analisi di problemi complessi che necessitano soluzioni originali;
  • Acquisizione di competenze specifiche in ambito di: tecniche di programmazione; controllo strumentazione collegate a PC su porte I/O e relativi driver; realizzazione sistemistica di apparecchiature complesse;
  • Acquisizione di conoscenze di base su: impiego di sistemi di sensori in fibra ottica per metrologia e monitoraggi strutturali in campo; interferometria ottica e Speckle.

Metodologie e strumenti di lavoro

Verranno utilizzate brevi presentazioni introduttive sugli argomenti specifici e le relative problematiche per l'applicazione di interesse. L'inserimento, con compiti specifici e guidati, in gruppo di lavoro composto da ricercatori e tecnici. L'assegnazione, a titolo di esercizio con verifiche in itinere, di attività da svolgere in piena autonomia. Utilizzo di prodotti H/W e S/W di calcolo; utilizzo di strumentazione optoelettronica che non necessita di particolari dispositivi di protezione.

Luogo

Centro Ricerche Frascati

Posti disponibili

12

Durata

10 giorni

Periodo di fruizione

dicembre/aprile

Orario

08.00-18.00

Ore attività per studente

80

E' richiesta disponibilità allo svolgimento delle attività in orario extrascolastico.