پاسخ حسگر تصویر CMOS رزبری ‌پای به تغییرات انرژی و شدت پرتوهای ایکس

فردی پور راکی, غلامرضا; خاکزاد, محسن; عبدالسلام, شهو; دانش نظر, میلاد

doi:10.47176/ijpr.25.3.71936

پاسخ حسگر تصویر CMOS رزبری ‌پای به تغییرات انرژی و شدت پرتوهای ایکس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

غلامرضا فردی پور راکی ¹

محسن خاکزاد ¹

شهو عبدالسلام ²

میلاد دانش نظر ³

¹ مدرسه ذرات و شتاب‌دهنده، پژوهشگاه دانش‌های بنیادی (IPM)، تهران، ایران

² گروه فیزیک، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

³ گروه مهندسی برق و علوم کامپیوتر، دانشگاه تگزاس در دالاس، ریچاردسون، ایالات متحده آمریکا

https://doi.org/10.47176/ijpr.25.3.71936

چکیده

رزبری ‌پای (Raspberry Pi) به‌واسطۀ طراحی فشرده و امکانات پایه‌ای خود، همراه با سیستم‌عامل آزاد لینوکس، به بستری مناسب برای طیف وسیعی از فعالیت‌های علمی و پژوهشی تبدیل شده است. از میان تجهیزات جانبی آن، دوربین‌های رسمی CMOS ویژۀ رزبری‌ پای از قابلیت‌های منحصربه‌فردی برخوردارند که آن‌ها را برای تحلیل داده‌های تصویری در پژوهش‌های علمی آرمانی می‌سازد .سیستم‌عامل لینوکسی رزبری ‌پای دارای ویژگی‌های مهمی مانند خروجی تصویری دودویی و سرعت شاتر قابل تنظیم است، که آن را برای مطالعات علمی پیرامون تأثیر ذرات و پرتوها بر حسگرهای CMOS بسیار مناسب می‌سازد. در واقع، این سامانه ابزاری کارآمد برای انجام آزمایش‌های پرتو ایکس به شمار می‌آید. با استفاده از زبان برنامه‌نویسی پایتون در محیط رزبری ‌پای، می‌توان عملیات دوربین را کنترل و فایل‌های تصویریRAW تولید کرد که اثرات تابش پرتو ایکس را ثبت می‌کنند. با تصویربرداری در حالت RAW و تنظیم سرعت شاتر بر روی سه ثانیه، و سپس تحلیل داده‌های حاصل از این فایل‌ها، می‌توان اطلاعات ارزشمندی از جمله نمودار تعداد نقاط روشن، نمودار میانگین مساحت نقاط و نمودار میانگین مقدار عددی ذخیره ‌شده در نقاط به‌دست آورد. نتایج این روش تجربی نشان می‌دهد که اثرات متمایز تغییرات در انرژی و شدت پرتو ایکس به‌روشنی قابل مشاهده و تبیین هستند.

کلیدواژه‌ها

دوربین رزبری پای

CMOS

پرتوی ایکس

آشکارساز

موضوعات

تجربی

عنوان مقاله English

Raspberry Pi CMOS image sensor’s response to X-rays energy and intensity change

نویسندگان English

Gholamreza Fardipour Raki ¹

Mohsen Khakzad ¹

Shehu AbdusSalam ²

Milad Daneshnazar ³

¹ School of particles and accelerator, Institute for Research in fundamental sciences (IPM), Tehran, Iran

² Department of physics, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

³ Electrical Engineering and Computer Science Department, The University of Texas at Dallas, Richardson, TX, USA

چکیده English

The Raspberry Pi is renowned for its compact design and essential features, coupled with a free Linux operating system, making it an ideal platform for a myriad of scientific and research endeavors. Particularly noteworthy are the official CMOS cameras tailored for Raspberry Pi, offering unique capabilities tailored for image data analysis purposes. The Raspberry Pi's Linux operating system (Raspbian) boasts crucial attributes like binary image output and adjustable shutter speed, rendering it highly conducive for scientific inquiries exploring the impact of particles and rays on CMOS sensors. Indeed, it serves as a valuable tool for conducting X-ray studies. Leveraging Python on Raspberry Pi enables the execution of camera operations, facilitating the generation of RAW image files that capture the effects of X-rays. By capturing RAW images with a shutter speed set to three seconds and conducting subsequent analysis on the RAW image files, one can derive insightful data, including the spot count diagram, the average area of spots diagram, and the average numerical value stored in spots diagram. Through this experimental approach, the distinctive effects of varying energy and intensity levels can be effectively discerned and elucidated.

کلیدواژه‌ها English

Half Heusler

Phase transition

dielectic function

Semiconductor

Bulk modulus

Band gap

Raspberry-Pi, Raspberry Pi Documentation, https://www.raspberrypi.com/documentation (2023).
Raspberry-Pi, Raspberry Pi Camera Algorithm and Tuning Guide, https://datasheets.raspberrypi.com/camera/raspberry-pi-camera-guide.pdf (2023).
Y Degerli, F Guilloux, and F Orsini, Journal of Instrumentation, 9 C05018 (2014).
M Pérez, J Lipovetzky, M Sofo Haro, I Sidelnik, J J Blostein, F Alcalde Bessia, and M G Berisso, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 827 (2016) 171.
E Cruz-Zaragoza and I P López, Journal of Physics: Conference Series, 582 (2015) 012047.
J Tan, B Büttgen, and A Theuwissen, Proceedings of the 8th International Conference on Advanced Semiconductor Devices and Microsystems (ASDAM 2010) (2010) 279.
Expert-Photography, What Is a RAW File? (And How to Open One), https://expertphotography.com/raw-file (2023).
LibCamera, LibCamera – A Complex Camera Support Library for Linux, Android, and ChromeOS, https://libcamera.org/docs.html (2023).
Raspberry-Pi, The Picamera2 Library – A Libcamera-based Python Library for Raspberry Pi Cameras, https://datasheets.raspberrypi.com/camera/picamera2-manual.pdf (2023).
GitHub, Raspberry Pi Libcamera Application Source Code, https://github.com/raspberryPi/libcamera-apps (2023).
GitHub, Picamera Release-1.13, Advanced Recipes, https://picamera.readthedocs.io/en/release-1.13/recipes2.html#raw-bayer-data-captures (2023).
Leybold Shop, X-ray Apparatus 554800, https://www.leybold-shop.com/x-ray-apparatus-554800.html (2023).
Leybold Shop, X-ray Tube Mo 554861, https://www.leybold-shop.com/x-ray-tube-mo-554861.html (2023).