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  1. 1

    Low noise power supplies for the high voltage board of the TILECAL calorimeter

    Publicação
    por Fernandez, Rui Paulo Serrano
    O sistema atual de distribuição de alta tensão do calorímetro hadrónico central da experiência ATLAS do CERN, TileCal, foi fabricado no final dos anos 90. Este foi projectado para estar em funcionamento durante 10 anos, no entanto jáa se encontra em funcionamento há cerca de 20 anos. Atualmente, muitos dos componentes utilizados encontram-se obsoletos o que impossibilita a sua reparação e reutilização. Por outro lado, o sistema atual encontra-se no interior da caverna ATLAS, logo encontra-se exposto a altos níveis de radiação. Esta exposição contínua a altos níveis de radiação resultantes das colisões entre os feixes de partículas, que ocorrem no LHC (Large Hadron Collider), afeta todo o sistema. O facto de o sistema se encontrar na caverna suscita ainda outros problemas, tais como, a dificuldade de reparar ou mesmo substituir qualquer componente ou placa constituinte do sistema eletrónico, danificado pela radiação ou devido ao envelhecimento eletrónico. Para se efetuar a reparação ou a substituição de componentes ou placas é necessário que o LHC pare o seu funcionamento durante alguns meses, de modo a que os níveis de radiação diminuam o suficiente para permitir que um técnico possa entrar na caverna, porém esta pausa de meses só oferece um tempo muito limitado para executar esta tarefa. Para além destes problemas tem-se ainda como um dos objetivos o aumento da luminosidade do LHC, o que vai implicar um aumento do nível de radiação na caverna ATLAS. Outro dos objetivos, é a diminuição do intervalo de tempo entre as colisões de partículas, levando à necessidade de electrónica mais rápida. Todos estes problemas e novos objetivos fazem com que seja necessário atualizar e/ou modificar toda a electrónica do TileCal. De forma a superar estes problemas, foi proposta uma actualização: um novo sistema de distribuição de alta tensão (HVDS) será colocado fora da caverna onde se encontra o detetor, passando este a ser um sistema remoto que não é afetado pela radiação, maximizando assim a fiabilidade e a robustez do sistema. A eletrónica deste novo sistema será colocada numa sala sem radiação, localizada 100 metros acima da caverna ATLAS, o que permitirá o acesso permanente ao sistema de distribuição de altas tensões. Assim, deixa de ser necessária a existência de uma paragem do funcionamento do LHC para executar reparações no sistema. Outra vantagem inerente ao sistema remoto é deixar de haver uma limitação de tempo disponível para realizar as reparações e/ou substituições, diminuindo também o risco a que o técnico está sujeito quando as executa. Para este novo sistema é necessário produzir uma placa dedicada que forneça as alimentações primárias necessárias, alta e baixa tensão, dado que no sistema atual as fontes de alimentação primárias de baixa tensão encontram-se na caverna ATLAS e as de alta tensão embora se encontrem na sala sem radiação já referida são fontes lineares de elevado custo. O trabalho apresentado nesta dissertação insere-se na colaboração portuguesa no projeto ATLAS/CERN. Este consiste no desenvolvimento de uma placa de alimentação, designada por Power Supplies, capaz de fornecer tanto a alta tensão (HV), - 830 V a -950 V, como as baixas tensões ,±12 V e 3; 3 V, sendo imperativo que todas as tensões produzidas tenham baixo ruído. Para produzir estas tensões recorreu-se à utilização de quatro conversores DC/DC, sendo que dois dos conversores DC/DC são utilizados para produzir a alta tensão, -830 V a -950 V @ 10 mA, e os restantes dois para as baixas tensões, um para os 3:3 V @ 0:8 A, e o outro que é um conversor DC/DC duplo para os ±12 @ 2:5 A. Cada HVDS fornece a alimentação para 48 fotomultiplicadores (PMTs) do detetor. Devido à corrente necessária para alimentar todos os PMTs, é necessário recorrer ao uso de dois conversores DC/DC para produzir a alta tensão. Os valores da tensão de saída dos conversores DC/DC de alta tensão são controlados digitalmente, podendo fornecer dois valores diferentes, -830 V ou -950 V. Estes valores de tensão distintos permitem que cada PMT do detetor possa receber a tensão adequada para funcionar corretamente. Dado que não existe um único componente que seja igual a outro, cada PMT terá as suas características próprias e, portanto, a sua tensão de alimentação deve ser ajustada para se obter o melhor desempenho do detetor. Estes dois valores de tensão permitem a correta calibração de todos os PMTs efetuada pelo sistema de distribuição das altas tensões. A placa que fornecerá as alimentações ao HVDS, deverá ainda oferecer algumas funcionalidades extra, tais como: a possibilidade de uma monitorização em tempo real do consumo em tensão e corrente de cada conversor, a leitura da temperatura em dois pontos diferentes da placa, a capacidade de ligar/desligar digitalmente cada um conversores DC/DC individualmente e ligar/desligar manualmente todos os conversores DC/DC ao mesmo tempo, através de um interruptor. Este último serviáa como medida de segurança caso o método digital não funcione ou em caso de substituição ou manutenção do sistema sem necessidade de recorrer ao sistema de controlo digital do ATLAS. O controlo digital da placa Power Supplies será baseado num protocolo de comunicação SPI e num expansor série/paralelo. Os sinais de saída do referido expansor serão os sinais para ligar/desligar os conversores, os sinais de seleção de tensão de saída dos conversores de alta tensão e os sinais que permitem a leitura adequada e em tempo real dos consumos de tensão e de corrente e dos sensores de temperatura utilizados. Estas leituras são efetuadas recorrendo ao controlo digital de um multiplexador analógico e a um conversor analógico digital (ADC). Ainda no âmbito desta tese, à apresentada a interface gráfica de utilizador (GUI) desenvolvida na linguagem de programação Python. Esta foi utilizada para facilitar a comunicação entre a placa Power Supplies e o utilizador. A interface gráfica está dividida em três secções diferentes, de forma a ser mais intuitiva para o utilizador. A primeira secção é a secção responsável por ligar/desligar os conversores DC/DC, sendo que esta apresenta quatro caixas de seleção, uma para cada conversor, que quando selecionadas pelo utilizador, executam o código responsável por enviar a instrução ao expansor para enviar o sinal de ligar/desligar para os conversores DC/DC selecionados. Na segunda secção encontram-se representadas duas barras deslizantes, às quais se encontra associado um cursor que se pode deslocar entre duas posições distintas, associadas à selecção da tensão de saída de cada um dos conversores DC/DC de alta tensão. Associada à posição do cursor encontra-se também um texto informativo que permite que o utilizador verifique se a tensão seleccionada é a pretendida. A terceira e última secção é a da leitura dos consumos de tensão e de corrente assim como das duas temperaturas lidas por dois sensores de temperatura colocados em pontos distintos da carta. Esta leitura pode ser feita de duas formas diferentes, pode ser feita uma única medida através da seleção de botões dedicados que apenas permitem selecionar uma opção de cada vez, sendo o resultado da leitura apresentado em duas caixas. A primeira caixa com a leitura em contagens do ADC, que é o valor que o ADC fornece diretamente, e a segunda caixa com a leitura do valor correspondente ao que se está efetivamente a medir com a respetiva unidade física. A outra forma envolve um conjunto várias medições contínuas de uma das grandezas anteriormente referidas, sendo que o utilizador pode escolher o número de medições pretendidas e o intervalo de tempo entre cada medida. Os valores lidos/medidos através deste método são apresentados em gráficos diferentes em função do tempo atualizados em tempo real, sendo possível guardar estes dados num ficheiro do tipo csv. O trabalho desta dissertação consistiu no desenvolvimento de uma placa que irá fornecer as alimentações primárias necessárias para o novo sistema de distribuição de alta tensão, e no desenvolvimento da interface gráfica de utilizador dedicada para esta placa que permitirá o seu teste funcional e que será mais tarde migrada para o teste de controlo digital do ATLAS.
    2019 dissertação de mestrado Portugal acesso aberto
  2. 2

    Performance of the TileCal High Voltage Upgrade System

    Publicação
    por Pereira, Catarina José Ponte
    The work done under the scope of this thesis is part of the HV Remote project, whose main purpose is to create a remote high voltage (HV) regulation and distribution system for ATLAS Tile Calorimeter’s (TileCal) photomultiplier tubes (PMTs). This system is made up of a high voltage supply board, the HV Supplies board, coupled to a high voltage regulation and distribution board, the HV Remote board, which will be connected to the PMTs via 100 m cables. Both boards will be controlled by a Field-Programmable Gate Array (FPGA) development board using the Serial Peripheral Interface (SPI) protocol. To supply all of the existing PMTs in TileCal, 256 pairs of HV Remote and HV Supplies boards will be manufactured, with each pair of boards and their respective FPGA board supplying a dedicated HV to 48 PMTs. The second prototype of the HV Remote board has already been produced and, at the moment, a third prototype is in production. This work will mainly focus on the functional, stability and load tests of the second prototype of the HV Remote, both in the laboratory environment and in the CERN Test Beam. The cables that will connect the HV Remote to the TileCal PMTs need to be tested in order to characterise their behaviour and influence on the HV transmitted. As such, another important part of this work is the creation of a Cable Test board, which, when used in conjunction with a selection board, the HV Reading board, will allow the user to select a cable, supply it with a specified HV and perform continuity and real-time voltage readings at the terminals of each one of the cables. In addition, it will allow measurements of the voltage of each of the cables’ ground and shield signals and supply an HV to be used during the tests generated by a DC/DC converter. The board’s schematics and Printed Circuit Board (PCB) were developed using the Altium Designer Tool, version 22. The Cable Test board control software was also developed, as well as a Graphical User Interface (GUI), which will allow the user to perform quick readings and data acquisition of the different parameters. The aforementioned software was written in the Python 3 language with object-orienting programming, specifically designed to function with a Raspberry Pi development board.
    2023 dissertação de mestrado Portugal acesso aberto
  3. 3

    Functional tester for high voltage boards of the TILECAL calorimeter

    Publicação
    por Cuim, Filipe Mendes de Oliveira
    Este trabalho foi realizado no âmbito de um projeto de desenvolvimento de um sistema remoto de distribuição e controlo da alta tensão fornecida aos fotomultiplicadores usados no TileCal, na experiência ATLAS no CERN. O sistema consiste num conjunto de 256 pares de cartas eletrónicas: uma para controlo e distribuição das altas tensões individuais aos PMTs, denominada HV Remote, e outra de alimentação, denominada de Power Supplies. A carta de alimentação fornece um de dois possíveis valores de alta tensão para a HV Remote, sendo eles -830 V ou -950 V. Para além disso ela fornece também a baixa tensão que a HV Remote necessita para funcionar, que são ± 12 V para os componentes analógicos e 3.3 V para os componentes digitais, bem como as suas respetivas massas. A carta HV Remote tem as seguintes funções: ▪ Regular individualmente o valor de alta tensão fornecido aos fotomultiplicadores, sendo isto possível com um conjunto de conversores digitais-analógicos (DACs); ▪ Monitorizar as suas altas tensões, realizando leituras de tensão nos seus canais com um conjunto de multiplexadores (MUXs) e um conversor analógico-digital (ADC); ▪ Ativar/desativar os canais dos fotomultiplicadores, para o caso de haver alguma avaria. Isto permite que as medições realizadas nos fotomultiplicadores funcionais não sejam perturbadas pelos que apresentam um mau funcionamento; ▪ Realizar leituras de sensores de temperatura, que permitem ter um melhor controlo do aumento de temperatura das placas em regiões mais densamente povoadas por componentes. As 256 cartas serão agrupadas em grupos de 16, sendo cada grupo controlado por uma FPGA no sistema final, quando as cartas forem enviadas para o CERN. Neste momento as cartas estão em fase de produção, e posteriormente terão de ser alvo de testes funcionais e testes de temperatura. Nesta fase, um Raspberry Pi (o modelo usado é o 3b+), substitui as FPGA. O Raspberry Pi (e no futuro a FPGA) controlará as cartas, estabelecendo um protocolo de comunicação SPI, que é uma interface de comunicação em série baseada uma arquitetura mestre-escravo, em que o dispositivo mestre (o Raspberry Pi) controla toda a comunicação, que envolverá transferências de palavras de 8 bits. Como o controlador tem de comunicar com vários componentes, e o protocolo de comunicação escolhido é do tipo série, expansores série-paralelo (“port expanders”) foram usados para converter as palavras digitais enviadas em série, para 16 portas de saída que permitem a comunicação com todos os circuitos integrados. Alguns dos expansores foram também usados para implementar a funcionalidade de ativação/desativação dos canais dos fotomultiplicadores. O protocolo SPI assenta em 3 sinais principais: MOSI (“Master Output Slave Input” ou saída do mestre e entrada do escravo), MISO (“Master Input Slave Output” ou entrada do mestre e saída do escravo) e SCLK (sinal de relógio). Adicionalmente um sinal, geralmente representado pela sigla CS (“Chip Select” – selecionador de chip) ou SS (“Slave Select” – selecionar de dispositivo escravo), é usado para ativar a comunicação com os componentes digitais. Na carta HV Remote cada componente é associado a um sinal CS e os três sinais principais do SPI serão partilhados por todos eles. O Raspberry poderá posteriormente comunicar com um computador através de uma ligação ethernet, sendo assim controlado remotamente ou poderá ser ele próprio usado como um computador, conectando-o a um ecrã. Este trabalho foi sempre desenvolvido diretamente no Raspberry Pi, montando-o como um computador convencional. Este trabalho é sobre o desenvolvimento do software que permitirá a comunicação entre o Raspberry e a HV Remote e no desenvolvimento de uma interface gráfica (GUI) que será executada no Raspberry Pi para testar as placas HV Remote quando forem produzidas. O programa de controlo foi escrito usando a linguagem Python 3, seguindo o formalismo da programação orientada para objetos, que envolve estruturas de classes constituídas por um número de métodos/funções, que permitem definir e emular objetos numa linguagem de programação. Por isso, foram criadas classes que representam cada um dos componentes que participam no controlo digital da HV Remote, sendo eles: o MCP23S17 (expansor série-paralelo), o DAC7568 (conversor digital-analógico) e o MAX1240 (conversor analógico-digital). Os multiplexadores não têm uma classe associada pois não têm nenhuma interface de comunicação, pois podem ser manuseados apenas pela alteração dos valores lógicos dos seus endereços (função que é realizada pelos expansores). Após a criação destas três classes, foi desenhada uma classe para a HV Remote, com os métodos necessários para realizar as funções das cartas, que incorpora e complementa as outras classes. As classes mais complicadas de criar foram a do expansor e do DAC, pois a classe do ADC contem apenas um método, devido ao facto de este não ter mais nenhuma funcionalidade para além da leitura da tensão na sua entrada. O DAC e o expansor têm diferentes funcionalidades que permitem realizar diferentes formas de escrita de tensões ou aceder de diferentes formas à referência interna, no caso do DAC, e configurar de diferentes formas as portas de saída, no caso do expansor. Após a escrita das classes, começou-se a escrever o código da interface gráfica. Esta GUI foi realizada usando um módulo do Python, denominado PyQt5, que é um conjunto de “atalhos” que ligam a uma biblioteca escrita em C++ denominada Qt5. Este módulo foi escolhido, pois disponibiliza uma série de funcionalidades que no momento pareceram ser úteis para este projeto. O PyQt5 baseia-se num conjunto de objetos denominados “layouts” e “widgets”. Os “widgets” são todas os objetos de interação que usualmente se observa em aplicações: botões, quadrados de selecionar (“checkboxes”), listas de selecção, retângulos de introdução de números ou palavras, etc… Os “layouts” são objetos que contêm os “widgets” e que permitem organizar as suas posições e os seus tamanhos. A janela da GUI foi desenhada com dois painéis, um para o ajuste de tensões e ativação/desativação de canais, e outro para a monitorização da alta tensão dos fotomultiplicadores. Durante o período de realização deste trabalho, as placas ainda não tinham sido produzidas, e por isso, para testar o código e a comunicação com o Raspberry Pi, foram comprados os componentes acima mencionados. Estes foram montados numa placa de ligações (breadboard), e as ligações foram feitas de acordo com os esquemas elétricos do controlo digital da HV Remote. Estes testes tiveram como principal objetivo, verificar o funcionamento de todo o software. Alguns LEDs foram também conectados na saída dos expansores para simular a funcionalidade de ativação/desativação dos canais dos fotomultiplicadores. O software de comunicação foi terminado, e os testes realizados deram indicações de um bom funcionamento. A GUI tem a parte do ajuste de tensões e de ativação/desativação terminada, faltando desenvolver a parte da monitorização dos canais dos fotomultiplicadores. Nesta última parte, pretende-se inserir gráficos, para cada canal, que atualizam o valor da tensão em tempo real. Ficou também por realizar uma função para a leitura das tensões dos sensores de temperatura, cujos valores serão também mostrados num gráfico que será atualizado em tempo real. Para além das funcionalidades que faltam implementar na interface gráfica, depois de serem realizados alguns testes funcionais às cartas HV Remote, o software terá de ser adaptado para funcionar numa FPGA.
    2019 dissertação de mestrado Portugal acesso aberto
  4. 4

    Interface Ethernet para um testador de sistemas electrónicos do Tilecal

    Publicação
    por Alves, José Domingos Resende Gomes Lopes
    Este trabalho foi realizado no âmbito da actualização de um testador de sistemas electrónicos do calorímetro hadrônico Tilecal da experiência ATLAS/CERN. Este testador, o MobiDICK 4, é implementado de forma a comunicar com um computador através de uma interface Ethernet implementada numa FPGA, tendo sido necessário efectuar testes às interfaces Ethernet disponíveis para este tipo de implementação. Uma das funcionalidades do referido testador é a verificação da integridade de dados enviados pelo sistema electrónico de frontaria instalado no TileCal. Foi também implementado, no âmbito deste trabalho, um algoritmo de verificação de integridade de dados chamado de Cyclic Redundancy Check (CRC). O teste das interfaces foi realizado através da implementação de um sistema de comunicação no laboratório de electrónica da FCUL (Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa), operando em modo full-duplex, no qual se testou a comunicação Ethernet entre uma placa ML605 equipada com uma FPGA Virtex-6 da Xilinx, e um computador, com recurso ao protocolo TCP/IP. Foram implementadas e testadas duas interfaces Ethernet disponibilizadas pela Xilinx: as interfaces Tri-mode Ethernet Media Access Control (TMAC) e Ethernet Lite Media Access Control (ELM), num sistema embebido controlado pelo microprocessador soft-core embebido MicroBlaze. A implementação e os testes dessas interfaces Ethernet foram efectuados no ambiente Integrated Software Environment (ISE) da Xilinx com recurso às ferramentas existentes na plataforma Embedded Development Kit (EDK). A ferramenta EDK permite a implementação rápida de um sistema embebido completo e funcional, incluindo um microprocessador embebido, para ser configurado numa FPGA da Xilinx. O algoritmo de verificação de dados recebidos pelo testador (enviados pela electrónica de frontaria) foi implementado no CERN, numa placa ML507 equipada com uma FPGA Virtex-5 da Xilinx. Esta placa é a placa de controlo do referido testador MobiDICK 4. Após a implementação foram realizadas testes de validação, numa situação real de aquisição de dados da electrónica de frontaria.
    2012 dissertação de mestrado Portugal acesso aberto
  5. 5

    Commissioning of the TileCal ATLAS hadronic calorimeter with cosmic rays and the LHC single beam

    Publicação
    por Ribeiro, Nuno Miguel Pinto Figueiredo Raimundo
    After commissioning, the LHC at CERN will begin operations and its experiments will be ready for collecting data. One of the experiments is ATLAS which includes the TileCal hadronic calorimeter as one of its sub-detectors. The main purpose of TileCal is to measure the energy and direction of the hadronic jets produced by the proton-proton collisions in LHC. In this thesis, TileCal will be introduced in context to LHC and ATLAS. The commissioning of TileCal, namely in what concerns its time and energy response will be presented. The timing studies used LHC’s single beam and resulted in a correction to the light velocity in the clear fibers of the LASER calibration system. This velocity was estimated to be 18.6±2.01cm ns­¹. The energy response studies validated the track reconstruction algorithm (TileMuonFitter) using both Monte Carlo and cosmic muon real data. This algorithm was used to optimize the energy response uniformity of TileCal and also for verifying the Cs system energy scale correction between 2008 and 2009 data. New developments for the algorithm were shown to improve the consistency between the energy loss measured in the calorimeters and the momentum difference measured between the Inner Detector and Muon Spectrometer issue.
    2009 dissertação de mestrado Portugal acesso aberto
  6. 6

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

    Publicação
    por Sabino, João Maria Almendra
    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.
    2017 dissertação de mestrado Portugal acesso aberto
  7. 7

    Tilecal/ATLAS High Voltage system – production and testing of final prototypes

    Publicação
    por Simões,André Pereira
    The development of the high voltage (HV) system for TileCal’s photomultiplier tubes, as part of the upgrade of the High Luminosity Large Hadron Collider (HL-LHC) at CERN, is nearing completion. Modifications for the final prototype HV system boards are currently underway. Before manufacturing the final prototypes, previous generation prototype boards were tested to evaluate their performance and functionality, and to determine what additional modifications should be made to the final prototypes before the boards enter the pre-production phase. These tests include stability, functionality, and testing with different types of passive and active loads on the HV outputs. The TileCal high voltage system for the HL-LHC upgrade is a remote solution based on the high voltage system currently in use in the detector. The new system reduces the number of components located within the TileCal, reducing its radiation exposure and simplifying the maintenance process. Some components are still subject to high radiation doses, requiring additional testing on these components, such as irradiation and burn-in tests, to evaluate their performance under operating conditions similar to those of the TileCal detector. With the development of the final prototypes, the control and monitoring system for the high voltage system in the laboratory was also modified. This required developing new software compatible with the hardware changes made to the final prototypes and capable of utilizing the new features of the latest boards. The new control system also allows for more efficient board calibration, which is necessary due to the large number of boards to be tested when production begins. Software for the calibration process was also developed. After the final prototypes are manufactured and calibrated, these boards must be tested before entering the pre-production phase. Their performance is evaluated and compared with previous generations of prototypes.
    2025 dissertação de mestrado Portugal acesso aberto
  8. 8

    Teste e caracterização do subsistema de controlo da Carta de Distribuição de Alta Tensão do Calorímetro TileCal/ATLAS

    Publicação
    por Rato, Cátia Sofia Pinto Silva
    O trabalho apresentado nesta dissertação insere-se na colaboração portuguesa no projeto ATLAS/CERN, que consiste no desenvolvimento de um sistema de alta tensão remoto para substituir o atual sistema de alta tensão do calorímetro hadrónico TileCal, o calorímetro central da experiência ATLAS. O sistema de alta tensão tem como objetivo a distribuição da alta tensão aos fotomultiplicadores do TileCal. Atualmente, este sistema está situado na caverna do ATLAS, onde está submetido a elevados níveis de radiação que gradualmente afetam o funcionamento dos seus componentes. Além disso, os níveis de radiação na caverna dificultam a reparação ou substituição dos componentes. A reformulação do sistema de alta tensão passa pela sua retirada da caverna do ATLAS, passando o sistema a ser remoto. Uma revisão completa da eletrónica utilizada é necessária, para atualizar os componentes obsoletos bem como para acomodar as melhorias a realizar no LHC. A carta responsável pela distribuição das altas tensões bem como das operações de leitura, controlo e calibração é designada por HV Opto. Com as alterações a efetuar a este sistema, esta carta passará a denominar-se HV Remote. Em conjunto com a reformulação da eletrónica, é necessário proceder ao desenvolvimento de uma interface de utilizador que permita o seu controlo. Através desta interface, um utilizador será capaz de testar os componentes da HV Remote, bem como controlar o envio de dados para a carta. Para permitir a realização de testes aos componentes utilizados na placa HV Remote, foi desenhada e implementada uma placa de controlo dedicada, com os mesmos componentes da HV Remote, mas em menor quantidade, e sem as altas tensões. Além de servir para efetuar os testes de desempenhos aos vários componentes escolhidos para este sistema, a placa de controlo também permite efetuar o teste da interface de utilizador. O objetivo desta dissertação consistiu no desenvolvimento da placa de controlo e da respetiva interface de utilizado e nos respetivos testes.
    2017 dissertação de mestrado Portugal acesso aberto