Yugra State University BulletinYugra State University BulletinВестник Югорского государственного университета1816-92282078-9114Yugra State University9697510.17816/byusu20210325-32New materials and technologyНОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИReview ArticleNetwork mechatronic positioning system of plasma spraying unitСетевая мехатронная система позиционирования установки плазменного напыления покрытийMorozovMichael I.МорозовМихаил Ильич
Russian Federation

Master Student for the Institute of Digital Economy

Магистрант Института цифровой экономики

mmi211199@edu.ugrasu.ruDolmatovAlexey V.ДолматовАлексей Викторович
Russian Federation

Associate Professor for the Institute of Digital Economy

Доцент Института цифровой экономики

adolmatov@bk.ruYugra State UniversityЮгорский государственный университет1511202117325321901202219012022Copyright ©; 2021, Morozov M.I., Dolmatov A.V.Copyright ©; 2021, Морозов М.И., Долматов А.В.2021Morozov M.I., Dolmatov A.V.Морозов М.И., Долматов А.В.http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0https://vestnikugrasu.org/byusu/article/view/96975

The work is devoted to the implementation of the architecture of embedded computing systems in a high-speed complex for diagnostics of thermal spraying of coatings. On the basis of the Arduino Yun R.2 microcontroller, a software and hardware interface for controlling the positioning system equipment has been developed, and a message exchange protocol in a network environment for interacting with other subsystems of the measuring complex. The computing means of the system have implemented a protocol for synchronizing the internal clock with the neighbors of the measuring complex with an accuracy of 1 ms. Remote control of the positioning system is based on a remote control with an IR communication channel and an LCD screen. An alternative interface for interactive control of the system by the user is deployed on a microcontroller using a Web server. Also, the computing resources of the Atheros processor on the Arduino Yun provide the operation of a client-server application that uses a database to store information about tasks for moving the carriage and its movement tracks. The positioning system site supports the development of client applications in C++, C #, Python, Matlab using the source code of the class of control objects, reference materials and dynamic link libraries.

Работа посвящена внедрению архитектуры встраиваемых вычислительных систем в быстродействующий комплекс диагностики газотермического напыления покрытий. На базе микроконтроллера Arduino Yun R.2 разработан программно-аппаратный интерфейс управления оборудованием системы позиционирования, и протокол обмена сообщениями в сетевой среде для взаимодействия с другими подсистемами измерительного комплекса. Вычислительными средствами системы реализован протокол синхронизации внутренних часов с соседями по измерительному комплексу с точностью 1 мс. Дистанционное управление системой позиционирования построено на основе пульта с IR-каналом связи и LCD-экрана. Альтернативный интерфейс интерактивного управления системы пользователем развернут на микроконтроллере с помощью Web-сервера. Также вычислительные ресурсы процессора Atheros на Arduino Yun обеспечивают работу клиент-серверного приложения, использующего БД для хранения информации о заданиях по перемещению каретки и треки ее движения. Сайт системы позиционирования поддерживает разработку клиентских приложений на языках С++, С#, Python, Matlab с помощью исходного кода класса объектов управления, справочных материалов и библиотек динамической компоновки.

embedded systemmeasuring complexArduino Yunmechatronicsperformanceprogrammingnetwork technologiesвстраиваемая системаизмерительный комплексArduino Yunмехатроникабыстродействиепрограммированиесетевые технологииChernysheva, N. S. Application of a multichannel radiation thermometer for increase in adequacy of non-contact temperature measurement results / N. S. Chernysheva, A. B. Ionov. – DOI:10.1109/EDM.2015.7184557 // 16th International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices, 2015. – P. 334–336.Hashemi, M. A low power 1-V 10-bit 40-MS/s pipeline ADC / M. Hashemi, M. Sharifkhani, M. Gholami. –DOI: 10.1109/ICECS.2011.6122251 // 18th IEEE International Conference on Electronics, Circuits, and Systems. – 2011. – P. 212–215.Ganssle, J. The art of designing embedded systems / J. Ganssle. – Butterworth-Heinemann, 2000. – 309 p. – ISBN 0-7506-9869-1.Ammar, A. Accurate Realtime Motion Estimation Using Optical Flow on an Embedded System / A. Ammar, H. B. Fredj, C. Souani // Electronics. – 2021/ – 10 (17). – P. 2164.Бороненко, М. П. Телевизионная измерительная система наносекундного разрешения / М. П. Бороненко, П. Ю. Гуляев. – Текст : непосредственный // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2014. – № 1 (31). – С. 60–64.Gulyaev, I. P. Diagnostic system YuNA for disperse phase properties control in plasma and laser powder deposition processes / I. P. Gulyaev, A. V. Dolmatov. – DOI: 10.1088/1742-6596/1115/3/032072 // Journal of Physics: Conference Series. – 2018. – № 1115(3). – Р. 032072.Dolmatov, A. Chrono-topographic analysis of the fire focus dynamics in the SHS wave / A. Dolmatov, P. Gulyaev, I. Milyukova. – DOI: 10.1088/1742-6596/1115/4/042024 // Journal of Physics: Conference Series. – 2018. – Vol. 1115, № 4. – P. 042024.Dolmatov, A. Thermal imaging complex with tracking function for joint research of microheterogeneous processes and macrokinetics of SHS phenomenon / A. Dolmatov, P. Gulyaev. – DOI: 10.1088/1742-6596/1333/6/062006 // Journal of Physics: Conference Series. – 2019. – Vol. 1333. – P. 062006.Dolmatov, A. V. Investigation of structure formation in thin films by means of optical pyrometry / A. V. Dolmatov, I. V. Milyukova, P. Y. Gulyaev. – DOI: 10.1088/1742-6596/1281/1/012010 // Journal of Physics: Conference Series. – 2019. – Vol. 1281. – P. 012010.Vento, J. A. Application of LabVIEW in higher education laboratories / J. A. Vento. –DOI:10.1109/FIE.1988.35023 // Proceedings Frontiers in Education Conference, 1988. – P. 444–447.Bottle: Python Web Framework. – URL: https://bottlepy.org/docs/dev/ (Дата обращения: 07.06.21)Control of dispersed-phase temperature in plasma flows by the spectral-brightness pyrometry method / A. V. Dolmatov, I. P.Gulyaev, P. Yu. Gulyaev, V. I. Jordan. – DOI: 10.1088/1757-899X/110/1/012058 // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2016. – Vol. 110, № 1. – P. 012058.Бороненко, М. П. Измерение скорости и температуры частиц в потоке низкотемпературной плазмы / М. П. Бороненко, И. П. Гуляев, А. Е. Серегин. – Текст : непосредственный // Известия высших учебных заведений. Физика. – 2014. – Т. 57, № 3-2. – С. 70–73.Increasing the noise immunity of optical-electronic systems based on video cameras with an optical converter / M. P. Boronenko, P. Yu. Gulyaev, A. E. Seregin, K. G. Poluhina. – DOI: 10.1088/1742-6596/643/1/012028 // Journal of Physics: Conference Series. – 2015. – Vol. 643. – P. 012028.