Publicação

Realização de uma ponte Ethernet-SPI para comunicação e controlo de placas de alta tensão do detetor TileCal da experiência ATLAS do LHC

Detalhes bibliográficos
Resumo:	O trabalho apresentado nesta tese foi realizado no âmbito do projeto de atualização do calorímetro TileCal do detetor ATLAS, mais concretamente, na substituição das placas HV-Opto por uma versão melhorada (HV-Remote) que controlam a alta tensão fornecida aos fotomultiplicadores (PMTs) do detetor. Atualmente, a placa HV-Opto encontra-se em operação há mais de 10 anos, e uma vez que o equipamento se encontra no interior do detetor, está sujeita a elevadas doses de radiação. Outro problema prende-se com a necessidade de substituir equipamento avariado, o que, devido à radiação, só é possível quando se realizam paragens técnicas do LHC, algo que acontece esporadicamente. Assim, uma das propostas de atualização daquele sistema consiste em mover a eletrónica de controlo do TileCal atualmente no detetor, para um local na caverna USA15, num ambiente virtualmente sem radiação pois encontra-se a 100 m do detetor. A atualização proposta pelo grupo de investigação do LIP (Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas) e de outras instituições participantes no projeto está dividida em três partes: conceção e produção de uma carta-protótipo (HV-Remote), realização de testes com o protótipo e criação do sistema de controlo da placa HV-Remote. O trabalho realizado nesta tese incide no sistema de controlo da placa, e teve como objetivo a criação de uma interface que permite ao utilizador gerir os valores de tensão que são aplicados aos PMTs do detetor. Adquiriu-se uma placa de teste que contém um módulo programável em linguagem C e/ou BASIC. Este módulo (da TIBBO), caso o seu desempenho cumpra os requisitos, será colocado na versão final da HV-Remote e terá como função direcionar a informação enviada pela interface de utilizador para os subsistemas, ou componentes, da placa, para que a respetiva parametrização seja efetuada. A interface de utilizador foi desenvolvida em linguagem C++, com recurso ao programa WinCC atualmente utilizado no controlo do TileCal. Esta interface permitirá ao utilizador escrever e ler valores de tensão aplicados aos PMTs, bem como controlar ou monitorizar outras variáveis, tais como a temperatura, que são cruciais para o normal funcionamento de todo o sistema. A ligação entre a interface e a placa HV-Remote será feita com Sockets, através de uma ligação via Ethernet, utilizando o protocolo de comunicação SPI para o envio de dados. No trabalho, foram alcançadas com sucesso as seguintes metas: - Teste do módulo programável que se encontra anexado a uma placa de testes. - Teste do canal SSI do módulo (em configuração de Master) com Arduinos Uno (em configuração de Slave) e comunicação por Sockets sobre Ethernet. - Teste do módulo TIBBO com os vários componentes que constituem a placa HV-Remote. - Planificação e conceção do painel (interface de utilizador) para o DCS. - Programação dos vários botões do painel. - Testes finais com o módulo TIBBO, o painel DCS e os componentes da placa HV-Remote.
Autores principais:	Sabino, João Maria Almendra
Assunto:	TileCal LHC upgrade HV-remote WinCC DCS Teses de mestrado - 2017
Ano:	2017
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade de Lisboa
Idioma:	português
Origem:	Repositório da Universidade de Lisboa

Descrição
Resumo:	O trabalho apresentado nesta tese foi realizado no âmbito do projeto de atualização do calorímetro TileCal do detetor ATLAS, mais concretamente, na substituição das placas HV-Opto por uma versão melhorada (HV-Remote) que controlam a alta tensão fornecida aos fotomultiplicadores (PMTs) do detetor. Atualmente, a placa HV-Opto encontra-se em operação há mais de 10 anos, e uma vez que o equipamento se encontra no interior do detetor, está sujeita a elevadas doses de radiação. Outro problema prende-se com a necessidade de substituir equipamento avariado, o que, devido à radiação, só é possível quando se realizam paragens técnicas do LHC, algo que acontece esporadicamente. Assim, uma das propostas de atualização daquele sistema consiste em mover a eletrónica de controlo do TileCal atualmente no detetor, para um local na caverna USA15, num ambiente virtualmente sem radiação pois encontra-se a 100 m do detetor. A atualização proposta pelo grupo de investigação do LIP (Laboratório de Instrumentação e Física Experimental de Partículas) e de outras instituições participantes no projeto está dividida em três partes: conceção e produção de uma carta-protótipo (HV-Remote), realização de testes com o protótipo e criação do sistema de controlo da placa HV-Remote. O trabalho realizado nesta tese incide no sistema de controlo da placa, e teve como objetivo a criação de uma interface que permite ao utilizador gerir os valores de tensão que são aplicados aos PMTs do detetor. Adquiriu-se uma placa de teste que contém um módulo programável em linguagem C e/ou BASIC. Este módulo (da TIBBO), caso o seu desempenho cumpra os requisitos, será colocado na versão final da HV-Remote e terá como função direcionar a informação enviada pela interface de utilizador para os subsistemas, ou componentes, da placa, para que a respetiva parametrização seja efetuada. A interface de utilizador foi desenvolvida em linguagem C++, com recurso ao programa WinCC atualmente utilizado no controlo do TileCal. Esta interface permitirá ao utilizador escrever e ler valores de tensão aplicados aos PMTs, bem como controlar ou monitorizar outras variáveis, tais como a temperatura, que são cruciais para o normal funcionamento de todo o sistema. A ligação entre a interface e a placa HV-Remote será feita com Sockets, através de uma ligação via Ethernet, utilizando o protocolo de comunicação SPI para o envio de dados. No trabalho, foram alcançadas com sucesso as seguintes metas: - Teste do módulo programável que se encontra anexado a uma placa de testes. - Teste do canal SSI do módulo (em configuração de Master) com Arduinos Uno (em configuração de Slave) e comunicação por Sockets sobre Ethernet. - Teste do módulo TIBBO com os vários componentes que constituem a placa HV-Remote. - Planificação e conceção do painel (interface de utilizador) para o DCS. - Programação dos vários botões do painel. - Testes finais com o módulo TIBBO, o painel DCS e os componentes da placa HV-Remote.