Arvutitehnika magistritööd enne 2014 – Master's theses before 2014

Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/10062/25575

Browse

Now showing 1 - 6 of 6

Akustilise signaali leviaja mõõtmisel põhinev lokaliseerimise süsteem
(Tartu Ülikool, 2011) Tilk, Teet
Akustilise signaali lokaliseerimist kasutatakse eelkõige militaarsetel eesmärkidel. Relvast laskmisel tekkivat tugevat helilaine rõhku on võimalik mikrofonidega mõõta kuni 20 km kauguselt. Erinevatesse asukohtadesse paigutatud mikrofonideni ehk mõõtepunktideni jõuab helilaine erineval ajal. Mõõtepunktide asukohti ja signaali levimise aegade erinevusi arvesse võttes saab välja arvutada akustilise signaaliallika asukoha. Erinevalt radaril põhinevast relva asukoha määramise süsteemist, on käesolevas töös kirjeldatud süsteemi eeliseks passiivsus. Seega ei paljasta süsteem töö ajal võimalikule vastasele oma asukohta. Käesoleva töö eesmärgiks on luua akustilise signaaliallika lokaliseerimise süsteem, mis võimaldaks 20 km kauguselt määrata 135 dB helirõhuga relva asukoha 30 m täpsusega. Sealjuures peavad kaheksa mõõtepunkti olema laiali paigutatud lõigule, mille pikkus on 10 km. Mõõtepunktide asukohad tuleb määrata täpsusega kuni 3 m. Seatud eesmärgi saavutamiseks on vajalik: • konstrueerida kaheksast mõõtepunktist koosnev riistvara, mis võimaldaks vastu võtta 20 km kauguselt akustilise signaali ning digitaliseerida signaalid töötlemiseks arvutiga; • luua tarkvara, mis võimaldaks: • rakendada signaalidele filtreid; • kuvada reaalajas ekraanile signaalide aegesitused; • tuvastada signaalide algushetked automaatselt või lubada kasutajal peatada signaalide aeg-esituse graafik ning määrata algushetked käsitsi; • vastavalt signaalide algushetkede erinevustele ja mõõtepunktide asukohtadele arvutada signaaliallika asukoht. Käesolev magistritöö koosneb neljast peatükist, millest esimene annab ülevaate erinevatest signaaliallika lokaliseerimise meetoditest ja akustilise lokaliseerimise süsteemidest, teine peatükk kirjeldab arvutusmeetodeid, kasutatud algoritme ja kasutatavat riistvara. Kolmandas peatükis selgitatakse käesoleva töö käigus loodud akustilise signaaliallika lokaliseerimise süsteemi riistvara ja tarkvara lahendusi. Neljandas peatükis antakse ülevaade tehtud katsetuste ja mõõtmiste tulemustest ning tulemuste analüüsist.
Designing, Implementing and Testing the Solar Power Harvesting System for ESTCube-1
(Tartu Ülikool, 2011) Rantsus, Ramon
Estonian Student Satellite project started in the summer of 2008 at Tartu University with the objective for promoting space and giving students a hands-on experience on developing space technologies. The main outcome of the project was pronounced to be a fully operational picosatellite ESTCube-1 - the first Estonian satellite. The goal of ESTCube-1 satellite is to deploy a single 10 meter long Hoytether in low Earth orbit using a centrifugal force. The success criteria for this objective is the deployment of the tether and the snapshot of the visual confirmation of the deployment. The successful tether deployment is needed to demonstrate technologies for a full-scale Electric Solar Wind Sail (ESAIL) test mission in the future. The concept of ESAIL has potential to become one of the most efficient space propulsion technologies in the history. ESAIL is based on the interaction between the positively charged particles in the solar wind with the positively charged tether net deployed from a satellite. Each tether is a fourfold Hoytether structure to be as light as possible, but to maintain the durability needed in the harsh space environment. The concept was proposed by Pekka Janhunen from Finnish Meteorological Institute (FMI) in 2006. The concept of ESAIL has potential to become one of the most efficient space propulsion technologies ever invented. ESTCube-1 Electrical Power System (EPS) is responsible for gathering power from solar panels, storing into batteries and distributing it to the whole system.The main goals of the current work were to: analyze solar panels characteristics and solar power harvesting concept; analyze the concept of Maximum Power Point Tracking (MPPT); analyze requirements for solar panel controller; propose a solar panel controller design for ESTCube-1; develop a solar panel controller prototype; test the algorithm of MPPT; test the efficiency of solar power harvesting. The work consists of eight Chapters. The Chapter 3 gives a more detailed overview of ESTCube-1 satellite with focus on EPS subsystem. Chapter 4 analyzes the concept of solar power harvesting and the need of MPPT. Also the general characteristics of solar cells are analyzed and the simple model of solar cell work is pointed out. Chapter 5 proposes the design layout of solar panel controller, the implementation of MPPT algorithm and the implementation of solar panel controller software. Based on the design layout, the solar panel controller prototype development with measurement analyzes are described in Chapter 6. Chapter 5 and 6 form the main body of the work. In Chapter 7 the future activities are proposed and in Chapter 8 most important results are concluded and the completion of goals is assessed.
ESTCube-1 satellite beacon
(Tartu Ülikool, 2010) Kvell, Urmas
ESTCube-1 shall be the first Estonian satellite to be launched in 2012. The mission has innovative scientific and educational objectives. The goal of ESTCube-1 satellite is to successfully deploy a single 10 meter long Hoytether structure in low Earth orbit using centrifugal force. The successful tether deployment is needed to demonstrate critical technologies for a full-scale Electric Solar Wind Sail (ESAIL) test mission in the future. The concept of ESAIL has potential to become one of the most efficient space propulsion technologies. It is based on the interaction between the positively charged particles in the solar wind with the positively charged tether net deployed from a satellite. Each tether is a four-fold Hoytether structure so it can be made very light but the whole structure shall retain the durability that is needed in a space environment. The concept was proposed by Pekka Janhunen from Finnish Meteorological Institute in 2006. ESTCube-1 is being developed by students from the University of Tartu and Tallinn University of Technology in tight cooperation with international partners from Finland (Finnish Meteorological Institute, University of Helsinki, Jyväskylä University) and Germany (DLR Bremen). ESTCube-1 communications subsystem (COM) is responsible for the communication between a ground station (GS) and the spacecraft. It can receive telecommands from the GS for setting different operating modes and requests to transmit data. There are two different types of downlink transmission modes: LPTM - Low Power Transmission Mode (Beacon) HPTM - High Power Transmission Mode (Data) The beacon is used for tracking the satellite and to get a simple overview of the satellite's status. The beacon data contains a small subset of telemetry data that is transmitted periodically in Morse code. The HPTM is used for transmitting large amounts of mission data. This consists of telemetry data from each subsystem and the experiment data, for example a picture taken by the camera. HPTM is turned on only after receiving a certain telecommand. The main goals of the current work were to: analyze other CubeSat projects beacon implementations; analyze requirements for ESTCube-1 beacon; determine optimal parameters for ESTCube-1 beacon (output power, transmission period, modulation, beacon data, operating frequency); propose a beacon design for ESTCube-1; analyze operational risks of the beacon design; develop beacon radio frequency (RF) electronics prototype; measure the output parameters of the prototype (signal purity, signal strength, on/off signal ratio. The work consists of ten Chapters. In Chapter 4, an overview of other CubeSat projects beacon implementations is given to see different solutions that are currently operational on orbit. Chapter 5 describes ESTCube-1 satellite in more detail with focus on COM subsystem. Chapter 6 analyzes requirements for developing a satellite beacon. Based on that analysis a beacon design is proposed in Chapter 7. Chapters 6 and 7 form the main body of the work. Chapter 8 describes the beacon radio frequency electronics prototype development and measurement analysis. In Chapter 9, the results of this work are discussed and future activities are proposed. In Chapter 10, most important of these results are concluded and the completion of goals is assessed.
Fokuseeritava läätsesüsteemi konstrueerimine ja prototüüpimine
(Tartu Ülikool, 2010) Vunder, Veiko
Käesoleva magistritöö eesmärgiks oli koostada mikroläätsesüsteem, mis kasutaks aktuaatorina ioonjuhtivat elektroaktiivset polümeeri. Prototüübi konstrueerimiseks sobis kõige paremini deformeeruva membraaniga vedelikläätse valmistamise tehnoloogia, mille abil ehitati lihtne ja odav mikroläätse prototüüp. Esimeses kahes peatükis antakse põgus ülevaade EAP aktuaatoritest, nende tüüpidest ja omadustest ning tutvustatakse kaasaegsetes mikroläätsesüsteemides levinud materjali – PDMS. Järgnevates peatükkides kirjeldatakse läätsesüsteemi ideed, töötava prototüübi valmistamisprotsessi ja analüüsitakse tekkinud probleeme ning mõõdetud tulemusi. Teema on atraktiivne, sest suhteliselt vähe on uuritud IPMC abil mikroläätse juhtimist ja meile teadaolevalt ei ole siiani kasutatud muutuvfookusega mikroläätse juhtimiseks polümeer-süsinik komposiitmaterjali.
Multispektraalse ruumhajumismõõtja riistvara ja tarkvara funktsionaalne ning arhitektuuriline disain
(Tartu Ülikool, 2011) Ginter, Tiit
Veekogude soojus- ja valgustingimuste modelleerimiseks on vajalik teada vee tagasihajumise funktsiooni. Selle mõõtmiseks kasutatakse enamasti fikseeritud nurgaga mõõteseadmeid, mille mõõtetulemuse järgi arvutatakse hajumisfunktsiooni väärtus. Siiani ei ole tootmises ühtegi universaalset tööstusliku seadet, mis võimaldaks teostada hajumisfunktsiooni mõõtmist kõigi hajumisnurkade (0…π) korral vahetult veekogus. On mitmeid tööstuslikke fikseeritud nurgaga hajumisfunktsiooni mõõteseadmeid, samuti mõõteseadmeid, mis võimaldavad mõõta hajumist mingis nurgapiirkonnas erinevate nurkade korral. Üks vähestest teadaolevatest universaalse seadme prototüüpidest on valmistatud Kanada ja Ukraina teadlaste koostööna; selle prototüübi kaasajastamine ja väiketootmiseks ettevalmistamine on plaanis teostada Tartu Observatooriumi, Ukraina TA Mereinstituudi ja AS Interspektrum koostöös. Seadmel on vaja välja töötada ja valmistada uus juhtelektroonika ja tarkvara lähtudes tänapäevasest manussüsteemide väljatöötamise ja koostamise printsiipidest. Samuti on vaja optimeerida seadme optiline ja mehaaniline ehitus tagamaks sobivust väiketootmise võimalustega. Käesoleva töö eesmärgiks oli multispektraalse ruumhajumismõõtja juhtarvuti riistvara ja tarkvara funktsionaalse disaini koostamine moderniseeritud seadme prototüübi valmistamiseks. Juhtkontrolleri osas oli samuti eesmärgiks analüüsida funktsionaalse disaini sobitamist konkreetsete arhitektuurilise disaini variantidega. Uurimisülesanneteks oli esmalt tutvuda vee optiliste omaduste määramise algoritmide ja metoodikaga ning tulemuste põhjal analüüsida vee hajumiseparameetreid mõõtva seadme juhtimiseks ja vajalike vee optiliste omaduste arvutamiseks sobivaid algoritme, hinnata nende arvutusmahukust ja tulemustest lähtuvalt koostada seadme funktsionaalne disain. Funktsionaalse disaini tulemuste põhjal analüüsiti arhitektuurilise disaini võimalikke variante. Antud töö kirjutamisel on arvesse võetud Aare Puussaare (2011) lõputöö raames koostatud multispektraalse ruumhajumismõõtja nõuete kirjeldust ja analüüsi.
Päikesesüsteemi mudeli tehniliste lahenduste väljatöötamine
(Tartu Ülikool, 2010) Peets, Alo
Inimesed nägid Päikesesüsteemi kaua aega geotsentrilisest vaatekohast ning sellest tulenevalt ei saanud nad selle loomusest ja ehitusest aru. Päikesesüsteemi objektide näivaid liikumisi Maalt vaadatuna peetigi nende tegelikeks liikumisteks ümber Maa, mida arvati paigal seisvat. Peale selle ei ole paljud Päikesesüsteemi objektid ja nähtused palja silmaga vaadeldavad. Nõnda nõudis adekvaatne arusaamine Päikesesüsteemist teoreetilisi ja tehnilisi saavutusi. Kõige esimene ja põhjapanevam neist saavutustest oli Mikołaj Koperniku (1473-1543) teooria: Päikesesüsteemi heliotsentriline mudel, mille järgi kõik planeedid liiguvad ümber Päikese ringikujulistel orbiitidel. Juba sõna "Päikesesüsteem" ise eeldab niisugust vaateviisi. Ent kõige tähtsam oli see, et ümber Päikese tiirlev Maa osutus üheks planeetidest. Teiseks suuremaks saavutuseks on Kepleri seaduste formuleerimine (planeedid liiguvad mööda ellipsikujulisi orbiite) ja Isaac Newtoni (1643-1727) gravitatsiooniteooria kasutuselevõtt, mis võimaldas juba väga täpselt arvutada planeetide asukohti taevas. Tartu Ülikooli tähetorn, omal ajal maailma astronoomia tähtsamaid keskusi, on osa Eesti teadusajaloost. Tähetorn rajati aastatel 1808-1810 ülikooli arhitekti Johann Wilhelm Krause projekti järgi Toomemäe kaguossa keskaegse piiskopilinnuse asukohale. 2011. aasta kevadel taasavatakse Tartu tähetorn muuseumina. Üheks soovitud muuseumieksponaadiks on Päikesesüsteemi mudel, mille ehitamiseks pöörduti Tartu Ülikooli Tehnoloogia Instituudi poole. Mudeli ülesandeks on demonstreerida planeetide liikumist ja nende vastastikuste asendite (planeediseisude) kujunemist. Mudel peaks võimaldama esile kutsuda planeetide asendit kindlatel kuupäevadel ning vastavatest planeediseisudest alustades jälgida planeetide liikumist orbiitidel. Käesolev töö sisaldab Tartu Ülikooli magistrandi Alo Peets välja pakutud tehnilisi lahendusi, skeeme, jooniseid ja arvamusi, kuidas vastavat mudelit kõige arukam valmistada oleks. Magistritöö lisades on olemas mudeli valmistamiseks soovitatud lahenduste dokumentatsioon (2010. aasta maikuu seisuga). Projekti lahendused kattuvad osaliselt Alo Peetsi bakalaureusetööga „Reaalaja tagasiside süsteemi väljaarendamine õppeprotsesside kvaliteedi tõstmiseks“.

Browse

Browsing Arvutitehnika magistritööd enne 2014 – Master's theses before 2014 by Subject "arvutitehnika"