Browsing by Author "Holmlund, Christer"
Now showing 1 - 6 of 6
- Results Per Page
- Sort Options
- Components for Electronic Space Applications
Helsinki University of Technology | Master's thesis(1994) Rautakoski, Jan - Control Electronics for a Frequency Stabilized GaAlAs Diode Laser
Helsinki University of Technology | Licentiate thesis(1992) Holmlund, Christer - Implementation of a Controller for a Piezo-Actuated Fabry-Perot Interferometer
Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis(2024-05-20) Rauhala, JuhaIn the recent past, hyperspectral imaging has been a rapidly growing trend in remote sensing. The number of potential applications has increased, including applications requiring real-time capability and compact hardware. Piezo-actuated Fabry-Perot Interferometer (FPI) based hyperspectral imagers have performed effectively in such applications. However, the controller required for the FPI typically limits the performance and increases physical size of the imager. The goal of this work was to design, implement, and validate a controller for a piezo-actuated FPI. The controller was designed for a compact real-time hyperspectral imager. The implementation was based on a numerical PI controller. To fulfill the performance requirements, the controller was implemented with changing control parameters depending on the FPI state and feedforward control to decrease an initial response for the control signal. The feedback signal of the controller was measured using a commercial capacitance-to-digital converter based on an RC-discharge method. The numerical controller was implemented into the onboard microcontroller using the C-language. The validation included measurements for the relative stability, noise, step response and temperature dependence. The measured performance values were 2.1 nm root mean square value for the noise, 7.3 ms step response and 0.57 nm/°C temperature dependence. The controller fulfilled the required performance criteria and was successfully validated. - A Lightweight Hyperspectral Imager
Elektroniikan, tietoliikenteen ja automaation tiedekunta | Master's thesis(2009) Mäkynen, JussiTässä työssä suunniteltiin ja toteutettiin ohjauselektroniikka hyperspektrikameraa varten. Hyperspektrikamera on spektrometri, jolla voidaan mitata spektri jokaiselle kuvan pikselille. Työssä käytetyn hyperspektraalisen kameran toiminta perustuu Fabry-Perot-interferometrin päästökaistojen ja värikuvasensorin pikseleiden toisistaan eroavien herkkyyksien hyödyntämiseen. Ohjaamalla interferometrin päästökaistoja sopivasti voidaan kuvasensorin eri pikseleiden avulla selvittää yhdestä kuvasta jopa kolmen spektrikaistan sisältö. Tutkittava spektrialue voidaan mitata muuttamalla transmissiokaistoja perättäisten kuvien välillä. Toteutettu hyperspektraalinen kamera tarvitsee menetelmän, jolla interferometrin peilejä voidaan ohjata tarkasti. Interferometrin peilien välistä ilmarakoa tuli ohjata nanometrin tarkkuudella 600 nm - 3000 nm alueella. Työssä hyödynnettiin Fabry-Perot-interferometria, jonka ilmarakoa ohjataan kolmen pietsosähköisen aktuaattorin avulla. Interferometrin ilmarakoa mitataan kapasitiivisesti kolmesta kohdasta, mikä mahdollistaa takaisinkytketyn säädön toteuttamisen. Lisäksi aiemmin VTT:llä kehitettyyn kuvauselektroniikkaan lisättiin flash-muisti hyperspektraalisen tiedon tallentamiseksi. Toteutetun hyperspektraalisen kameran tehon kulutus on vain 1.6 W. Kameran paino on noin 350 g. Työssä mitattiin myös interferometrin ja ohjauselektroniikan suorituskykyä. Interferometrin ilmaraon asettumisaika 200 nm askelmaiselle muutokselle on noin 0.6 ms. Kohinan aiheuttamaa ilmaraon muutosta arvioitiin mittaamalla kohina virhesignaalin esivahvistimen lähdössä ja laskemalla tätä kohinajännitettä vastaava ilmaraon muutos. Tämän arvioitiin olevan tehollisarvoltaan noin 0.1 nm. Ympäristön vaikutusten todettiin aiheuttavan suurimmat ongelmat ilmaraon ohjauksen tarkkuudessa. Varsinkin lämpötila ja kosteus vaikuttavat ohjauksen tarkkuuteen ja säätöalueeseen. Kosteus muuttaa lähinnä säätöaluetta, mutta lämpötila vaikuttaa myös ilmaraon asetusarvojen tarkkuuteen. Lämpötilan todettiin muuttavan ilmarakoa enimmillään 0.5 nm/°C. - Microelectromechanical infrated spectrometer
Helsinki University of Technology | Master's thesis(2009) Miranto, AkseliPURPOSE: To characterize the operation of a low-cost infrared spectrometer based on a MEMS Fabry-Perot interferometer and a thermopile detector. MATERIALS AND METHODS: The transmission spectra of tunable microelectromechanical (MEMS) Fabry-Perot interferometers were simulated and measured. Electrical control of the components was characterized. The performance of thermopile detectors was characterized and compared to commercially available components. Electronics for controlling the interferometer and the detector components were developed. A laboratory demonstrator spectrometer based on the components was constructed. Spectra of sample liquids were measured with the demonstrator and a commercial spectrometer. RESULTS: The optical performance of the Fabry-Perot interferometer components corresponded well to the simulations. Some of the components were electrically defective, but a solution for improving the processing of the components was found and tested. The thermopile detectors were found to have performance on par with or even better than commercial thermopiles. The constructed spectrometer performed as expected, having a lower spectral resolution than the laboratory spectrometer, but being able to distinguish the sample liquids. CONCLUSION: A low-cost infrared spectrometer based on MEMS components is feasible. The performance of the components was mainly in line with the simulations. - Instrumentering av en brandkammare
Helsinki University of Technology | Master's thesis(1983) Holmlund, Christer