Pandemi sırasında uzaktan lazer hataları enjeksiyonu | defter

Bu kısa gönderi, deneylerimizi uzaktan yürütebilmek için yaptığımız bazı lazer istasyonu iyileştirmelerini açıklamaktadır.

Kurulum sorunları

Lazer hata enjeksiyon platformumuz, bir lazer kaynağını test edilen bir cihaza odaklamak için kullanılan bir mikroskoptan yapılmıştır. Hedeflenen çipin iç mimarisini gözlemlemek ve lazer ışını şeklini ayarlamak için bir kızılötesi kamera ile donatılmıştır. Neyse ki, lazer ışınını özel yazılım uygulamamızdan çip boyunca hareket ettirmeye izin veren motorlu bir sahne ile donatılmıştır. Geliştirdiğimiz tüm araçlar Linux işletim sistemi üzerinde çalışmaktadır ve bu nedenle iyi bir internet bağlantınız olması koşuluyla bunları bir SSH bağlantısı üzerinden kullanmak mümkündür. SSH sıkıştırma seçeneğini açarak hızlıca çözdüğümüz mikroskop kamera canlı görüntüsüyle ilgili bazı gecikme sorunlarıyla karşılaştık (-C) varsayılan olarak etkin değildir ve gerekli akış bant genişliğini büyük ölçüde azaltır. Bununla birlikte, o sırada bazı unsurlar hala yerinde müdahale gerektiriyordu:

• Kamera ışık kaynağının kontrol edilmesi: özel bir ekipman, kamera görselleştirmesi için çipi aydınlatmak üzere kızılötesi ışık sağlar.
• Mekanik kamera kapağının açılması veya kapatılması: Bu kapak, mikroskobun bir parçasıdır ve lazer kullanılırken kapatılmalıdır.
• Mikroskop objektifinin değiştirilmesi: 4 farklı optik objektif, mekanik dönen bir tarete monte edilmiştir ve farklı mikroskop büyütmelerine izin verir.

Aşağıda, deklanşörü ve ışık kaynağını uzaktan kontrol etmek için test tezgahımızı nasıl özelleştirdiğimiz ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Özellikle, bu uyarlamaların maliyetini sınırlamak ve mümkün olan en kısa sürede kullanıma sunmak istedik.

Işık kaynağının kontrol edilmesi

Yarı iletkenlerin silikon substratı, kızılötesi ışığa karşı yarı saydamdır ve bu nedenle bir kızılötesi kamera ile devrelerin iç yapısını gözlemlemek mümkündür. Gözlemi mümkün kılmak için devre bir kızılötesi ışık kaynağı ile aydınlatılmalıdır. Lazer mikroskobumuz özel bir ışık kaynağı ekipmanıyla birlikte gönderilmiştir. Hayashi LA-150CE, aşağıda gösterildiği gibi bir güç anahtarına ve ışık yoğunluğunu ayarlamak için bir düğmeye sahiptir. Bir lazer test kampanyası başlatıldığında, özellikle numuneler inceltildiğinde bileşenlere müdahale edebileceğinden genellikle ışık kaynağını kapatırız.

Ekipmanın arkasına baktığımızda, bir “uzak” anahtarın ve harici bir konektörün mevcut olduğunu gördük. Bu ışık kaynağının geçmiş milenyum konektörleri aracılığıyla uzaktan kumanda yeteneği sunduğunu anladık. Web'de çok az belge bulunabilir, ancak bir Hayashi kataloğunda bir LAN Kontrol Birimi bu ışık kaynağıyla uyumludur. Ancak bu ürün üretimi durdurulmuştur. Ayrıca, LAN bağlantısı pek uygun değildir. Aynı katalogda, ışık kaynağının konnektörünün özelliklerini bulduk. Çok detaylı olmasa da bunu denemek için yeterliydi.

Hayashi ürün kataloğundan uzaktan kumanda pin çıkışı:

Bu arayüz iki ana ilginç özellik sunar:

• Dijital pimler 1 ve 8, lambayı kısa devre yaparak veya devre dışı bırakarak açıp kapatmak için kullanılabilir. Pim 8 aslında zemindir, bu nedenle yalnızca pim 1 gerçekten alakalıdır.
• Analog pim 2, ışık yoğunluğunu 0 V (minimum yoğunluk) ile 5 V (maksimum yoğunluk) arasında değişen bir sinyalle kontrol eder. Uzak mod etkinleştirildiğinde, ön panel potansiyometresi atlanır ve ışık yoğunluğu doğrudan bu pin tarafından kontrol edilir.

Sıfırdan kendi başımıza yapmaya karar verdik. Hayashi Işıklı Uzaktan Kumanda aşağıdaki parçaları kullanarak:

• Gömülü uygulama kodunu barındırmak için bir STM32 mikrodenetleyicisi,
• Donanım kilidinin USB'den kontrol edilmesini sağlamak için bir FT232 USB-seri dönüştürücü,
• Işık yoğunluğunu kontrol etmek için 5621 ila 0 V analog sinyal üretimi için bir AD5B Dijital-Analog Dönüştürücü.

PCB'yi kullanarak tasarladık KiCad. Dürüst olmak gerekirse, bu tasarım biraz büyük olabilir: mikrodenetleyici mevcut ihtiyaç için çok büyük ve FT232, yazılım geliştirme süresi pahasına STM32 cihazları zaten USB özelliklerine sahip olduğundan kaldırılabilir. Amacımız, onu hızlı ve kirli hale getirmek ve önceden tasarlanmış şemalarımızdan bazılarını yeniden kullanmaktı.

Eğlence için ve bunun çok umut verici bir dil olduğuna inandığımız için Rust'ta mikrodenetleyici sabit yazılımını geliştirdik.

Sonunda kullanarak basit bir plastik muhafaza tasarladık. FreeCADve ile yazdırdı sculpteo.

Beklenmedik bir şekilde, bu projenin en zor kısmı konektörü (erkek tarafı için Amphenol'den 5710140 referansı) belirlemek ve aynı zamanda eski olduğu ve artık birçok tedarikçi tarafından satılmadığı için satın almaktı. Parça tedarikçisi arama motoru ahtapot yardımcı olabilir.

Tüm şemalar ve tasarım dosyaları sitemizde mevcuttur. GitHub deposu.

Kamera deklanşörünü kontrol etme

Mikroskopta, lazer ışını ve kamera aynı optik yolu paylaşır. Lazer ateş ederken, ışığın bir kısmı silikon tarafından yansıtılır ve kameraya çarpar. Uzun vadede ölü piksellere neden olabilecek sensör hasarını önlemek için kameranın önündeki optik mekanik deklanşör kapatılabilir. Deklanşör manueldir ve çalıştırılması için çok az veya hiç güç gerektirmez.

Uzaktan kumandayı mümkün kılmak için küçük bir kademeli motor ve bir Polulu'dan TIC T834 Step Motor Kontrol Cihazı. Panjuru motorla hareket ettirmek için 3D dişliler ve mikroskop üzerine monte edilecek bir gövde geliştirdik ve yazdırdık.

TIC T834, motora enerji sağlamak için bir güç kaynağı gerektirir, ancak motorumuz çok fazla akım çekmediğinden, motora güç sağlamak için T834'ün USB güç kaynağını da kısa devre yaptık. TIC kontrol cihazlarının kurulumu ve kullanımı çok kolaydır, iyi bir şekilde belgelenmiştir ve motoru yazılım araçlarımızdan kontrol etmemiz çok kısa sürdü. Python'da küçük bir denetleyici sınıfı geliştirdik, şimdi bizim aşamalar kütüphane.

Kademeli motor kontrolörlerinin, güç verildiğinde mevcut motor konumunu bulması gerekir. Bu, bir kontak anahtarı kontrolöre motorun sıfır konumunda olduğunu söyleyene kadar motorun döneceği bir başlatma prosedürü ile yapılır. Bu özelliği yerleşik olarak içeren T834'e doğrudan bağlı basit bir anahtar kullandık.

Bastırdığımız 3D gövde parçası çok doğru değildi ve iki dişli ilk seferde doğru çalışmıyordu. Isı kullanarak, dişliler arasındaki boşluğu düzeltmek için plastik parçayı hafifçe bükebiliriz. Birkaç ayardan sonra, kamera deklanşörünü uzaktan mükemmel bir şekilde açıp kapatabildik!

Mekanik tasarım sayfamızda mevcuttur. GitHub deposu.

Nihai düşünceler

Işık kaynağının kontrolünü ve kamera deklanşörünü entegre etmek, birçok lazer testi kampanyasını uzaktan yürütmemize olanak sağladı. Daha önce insan fiziksel müdahalesi gerektiren ve kolayca unutulabilen panjurun kapatılması ve ışığın kapatılması artık lazer açıldığında otomatik olarak yapılabileceğinden, eskisinden daha uygundur.

Hedef kulesinin kontrolü ile ilgili olarak, zaten motorlu kuleler var, ancak ne yazık ki oldukça pahalılar ve değiştirmeleri zor olabilir. Şu an için basit ve düşük maliyetli bir çözüm bulamadık. Tareti harici bir motorla döndürmek zordur, özellikle de objektif mikroskopla hizalandığında tareti yerinde kilitleyen bir yay olduğundan. Ayrıca motorlu kademeye ekleyebileceğimiz ağırlık sınırlıdır. Bu şu anda hala açık bir konu, ancak uzaktan çalışmaya engel değil, sadece seçilen bir büyütme ile sınırlıyız.

Son olarak, numuneyi bozulduğunda değiştirmek, yine de laboratuvara erişim gerektirir. Neyse ki, çok sık olmaz. Sonunda birçok devreyi tek bir yardımcı kartta çoğaltabiliriz, böylece fiziksel değişime ihtiyaç duymadan birkaç cihazı yakabiliriz, ancak böyle bir çözüm geliştirmedik.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoAiStream. Web3 Veri Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• Adryenn Ashley ile Geleceği Basmak. Buradan Erişin.
• PREIPO® ile PRE-IPO Şirketlerinde Hisse Al ve Sat. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://www.ledger.com/blog/laser-improvements