APPLICATION OF THE RED PITAYA PLATFORM IN THE TECHNOLOGY OF PROTOTYPING AUTOMATED EDDY CURRENT TESTING SYSTEMS

ISSN (e) 2663-3450, ISSN (p) 0321-2211 Контроль і діагностика процесів та систем в приладобудуванні КОНТРОЛЬ І ДІАГНОСТИКА ПРОЦЕСІВ ТА СИСТЕМ В ПРИЛАДОБУДУВАННІ УДК 620.179.16:681.5.017 ВИКОРИСТАННЯ ПЛАТФОРМИ RED PITAYA В ТЕХНОЛОГІЇ ПРОТОТИПУВАННЯ АВТОМАТИЗОВАНИХ СИСТЕМ ВИХРОСТРУМОВОГО КОНТРОЛЮ Левченко О. Е. Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, Україна E-mail: Автоматизований вихрострумовий неруйнівний контроль відіграє важливу роль у системі контролю якості виробів з електропровідних матеріалів як на етапі виробництва, так і під час їх експлуатації. Поява нових сплавів, ускладнення геометрії виробів та умов контролю, підвищення вимог щодо достовірності та вірогідності результатів контролю стимулюють прискорення процесу створення нових засобів вихрострумового контролю. Технологія прототипування дає змогу вирішити це завдання. Метою статті є аналіз функціональних можливостей та технічних характеристик Red Pitaya для використання в технології прототипування засобів вихрострумового контролю, а також створення на її основі архітектури прототипу автоматизованої системи вихрострумового контролю. Вибір платформи Red Pitaya як зручного інструменту для прототипування автоматизованих систем був зроблений завдяки її функціональності, надійності та доступності. В цілому, стаття висвітлює переваги та перспективи використання платформи Red Pitaya в прототипуванні автоматизованих систем вихрострумового неруйнівного контролю. Детально розглянуто аспекти апаратного забезпечення Red Pitaya та його можливості для розширення функціоналу, що дає змогу створювати високоефективні та гнучкі системи контролю. Розглянуто питання сумісності Red Pitaya з іншими пристроями та аксесуарами, що значно підвищують її універсальність та адаптивність до різних вимог та застосувань. В статті наголошено на важливості використання в сукупності з Red Pitaya застосунку Jupyter Notebook як зручного інструмента для розроблення програмного забезпечення. Це сприяє полегшенню процесу створення та програмної реалізації складних алгоритмів опрацювання сигналів у системах вихрострумового контролю, забезпечує гнучкість у створенні нових програмних продуктів. Сучасні тенденції та перспективи розвитку вихрострумового контролю, потреби ринку та можливість адаптації до різних сценаріїв застосування враховані в запропонованій архітектурі прототипу автоматизованої системи вихрострумового контролю. Ключові слова: системи вихрострумового контролю; Red Pitaya; прототипування; проєктування; автоматизація. Вступ Прискорення темпів розвитку та обсягів виробництва, яке відбувається в період четвертої науково-технічної революції, вимагає постійного оновлення засобів вимірювання, контролю та діагностики, розширення їх номенклатури та функціональних можливостей. Це стосується також засобів неруйнівного контрою (НК), які є невід’ємною частиною сучасного високотехнологічного виробництва. Вимога щодо прискорення процесів розроблення та виготовлення нових засобів НК потребує застосування нових прогресивних технологій їх проєктування. До таких технологій належить прототипування [1]. Ця технологія активно застосовується у таких сферах діяльності людини як машинобудування, транспорт, дизайн, розроблення інтелектуальних продуктів тощо. Вона надає змогу на ранніх стадіях проєктування перевірити придатність запропонованих концепцій, архітектурних і технологічних рішень, виявити недоліки, внести необхідні зміни у майбутній виріб, перевірити його функціональні можливості щоб якнайповніше задовольнити вимоги споживача. Але технологія прототипування ще не набула належного поширення у галузі НК в цілому та у вихрострумовому контролі (ВСК) зокрема. Це пов’язано з тим, що прототипування в цій галузі вимагає створення певних апаратно-програмних засобів, за допомогою яких можна було б апробувати різні режими контролю та алгоритми оброб- Вісник КПІ. Серія ПРИЛАДОБУДУВАННЯ, Вип. 66(2), 2023. 43 ISSN (e) 2663-3450, ISSN (p) 0321-2211 Контроль і діагностика процесів та систем в приладобудуванні лення сигналів, розв’язувати завдання відбору та відсіювання інформативних параметрів сигналів, ефективність різних перетворювачів в системі «об’єкт контролю – перетворювач», особливості реалізації процесу контролю в автоматичному режимі тощо. Застарілі методи прототипування автоматизованих систем вихрострумового контролю без застосування сучасних технологій не задовольняють рівню вимог, які постають перед науковцями та інженерами-дослідниками в сьогоднішньому інформаційному суспільстві. На сьогодні багато відомих комерційних фірм таких, як Olympus Corporation, Acuren Inspection Inc, Ashtead Technology, Eddyfi, Sonatest Ltd, LynX Inspection розробляють засоби НК, але застосовані в них алгоритми опрацювання сигналів є закритими, а самі сигнали перетворювачів недоступні для апробації інших алгоритмів. Швидке розроблення прототипу на основі використання певної сукупності вимірювальних інструментів та програмного забезпечення ускладнене багатьма факторами, зокрема, вузькою спеціалізацією інструментів та їх значною вартістю. Тому актуальною задачею НК є пришвидшення розроблення прототипу засобу НК й отримання інформативного сигналу від перетворювача для подальшого опрацювання. Використання універсальних плат обробки експериментальних даних для реалізації технології прототипування значно скорочує час розроблення, виробництва та утворення прототипу апаратнопрограмних засобів НК і надає змогу зменшити час, що витрачається на налаштування апаратної частини. Аналіз актуальних досліджень Задача автоматизації процесу вихрострумового НК лишається актуальною і постійно притягують увагу фахівців НК, про що свідчить аналіз останніх публікацій з цієї тематики. Зокрема в роботі [2] описується застосування автоматизованої системи вихрострумового контролю SD-PC-12 компанії “Techfour” для виявлення на поверхнях літальних апаратів дефектів таких, як тріщини, корозія та інші. Автори наводять приклади використання годографів в авіаційній промисловості та наголошують на важливості цієї технології для забезпечення безпеки польотів та підвищення якості виробництва літальних апаратів. Також відома робота [3], у якій розглянуто використання фігур Ліссажу з низькою роздільною здатністю. Для цього було використано алгоритми комп’ютерного зору, який здатен зчитувати та аналізувати зображення з вихрострумових перетворювачів. Також автоматизовані системи зайняли важливе місце в залізничному транспорті. Відомі системи неруйнівного контролю забезпечують виявлення дефектів осей для колії під час їх виробництва [4]. В роботах [5, 6] розглядаються автоматизовані системи вихрострумового контро- 44 лю, які здійснюють виявлення дефектів у рейках залізничного транспорту під час виробництва та експлуатації. Сучасні можливості інформаційновимірювальних технологій, засобів електроніки та обчислювальної техніки створюють передумови для створення нових засобів вихрострумового НК на основі технології прототипування, які дадуть зм (...truncated)