IV Encontro do Projeto Neutrinos Angra

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Aquisição de dados com eletrônica VME e MPD
utilizando programação em ROOT

• IV Encontro do Projeto Neutrinos Angra
• Aridio Schiappacassa
• Artur Vilar
• 04 de dezembro de 2008

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Sumário

• Eletrônica VME
• Módulo de controle CAEN V1718
• Módulo integrador QDC CAEN V792N
• Programação em ROOT
• Comunicação USB com módulo de controle VME
• Comunicação USB com MPD
• Trabalhos com PMT multianódica (MAPMT)
• Caracterização da PMT R5912

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Eletrônica VME
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Módulo de controle CAEN VME V1718

• Conectado à porta USB
• Gerencia a comunicação com outros módulos através
  do barramento VME
• Entradas e saídas programáveis
• Pode ser utilizado com Windows e Linux
• Software de aquisição
• Software Demo no Windows
• C/C no Windows
• Labview no Windows
• C/C no Linux (Nossa opção)

Figura 1 Módulo VME CAEN V1718
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Módulo de controle CAEN VME V1718

• Atividades desenvolvidas com o módulo
• Instalação dos drivers e bibliotecas
• Software de comunicação em C no Linux
• Leitura e escrita de registradores
• Gerador de pulsos controláveis
• Leitura das entradas
• Contador de eventos
• Sistema de coincidência de eventos

Figura 2 Módulo VME CAEN V1718
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Módulo QDC CAEN VME V792N

• Conversor carga-digital (0 a 400 pC)
• O sinal que se deseja medir é injetado em um dos
  16 canais do módulo de maneira que esteja dentro
  do gate fornecido
• Na representação feita na figura 3 será integrado
  todo o sinal entre os pontos A e B.

Figura 3 Integração do sinal
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Módulo QDC CAEN VME V792N

• Atividades desenvolvidas com o módulo
• Comunicação através do módulo V1718
• S.O. Linux C / ROOT C
• Leitura e escrita de registradores
• Caracterizações em carga
• Aquisição de sinais de PMTs utilizadas
• no projeto Angra

Figura 4 Módulo VME CAEN V792N
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Calibração em carga
Figura 6 Registrador de saída x Carga
Figura 5 Tensão x Registrador de saída
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Programação em ROOT
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Programação em ROOT

• Inicialmente os programas de aquisição eram
  desenvolvidos em Delphi (para o MPD) e C (para
  VME)
• Foram realizados estudos iniciais do sistema ROOT
  para construção de interfaces gráficas em C

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Programa de Aquisição em ROOT para VME
Figura 7 Software de aquisição para VME em ROOT
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Programa de Aquisição em ROOT para MPD
Figura 8 Software de aquisição para MPD em
Delphi
Figura 9 Software de aquisição para MPD em ROOT
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MAPMT de 64 pixels
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MAPMT H7546B

• 8 x 8 pixels (2 mm x 2 mm)
• Ganho 106
• Melhor resposta a 420 nm (responde de 300 nm a
  600 nm)
• 64 saídas D12

Figura 10 Software de aquisição para VME em ROOT
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Relação sinal-ruído

• PMT na caixa escura de madeira

1- MAPMT H7546B 2- LED 3- Sinais dos pixels 4-
Sinal do pixel 37 5- Sinal D12 6- Saída LEMO do
pixel 37 7- Alimentação HV

• PMT na caixa escura de PVC

• PMT na caixa escura de ferro galvanizado

Figuras 11 a 15 Caixas escuras de teste para
MAPMT
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Arranjo Experimental
1- Crate VME 8010 2- Módulo de controle VME
V1718 3- Módulo integrador VME V792N 4- Gerador
de funções 5- Microcomputador 6- Tubo com MAPMT
H7546B 7- Caixa para PMT 8- Osciloscópio 9-
Fontes HV
Figura 16 Esquema experimental com sistema VME
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Aquisição MAPMT com VME
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PMT 5912
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Trabalhos com a PMT 5912

• Interface USB para Módulo de Processamento de
  Dados MPD
• Programas em ROOT para comunicação com porta USB
• Pré-amplificador calibrado em carga (pC)
• Medidas de foto-elétron em tubo fotomultiplicador
  Hamamatsu 5912

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Arranjo experimental
Figura 17 Arranjo experimental para medidas de
foto-elétron
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MPD

• MPD originalmente com comunicação paralela,
  adaptado para comunicação USB

Figura 18 Interface USB para Módulo de
Processamento de Dados
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Pré-ampliflicador

• Calibrado em carga com ganho de 10
• Entrada Pulso de 50 ns de largura e -10 mV de
  amplitude
• Saída 100 mV de correspondendo a um pulso de 10
  pC na entrada
• Logo, uma saída com pico em 16 mV indica um sinal
  de 1,6 pC na entrada (Região do fotoelétron)

Figura 19 Pré-amplificador calibrado em carga
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Pico de foto-elétron
Figuras 20 a 22 - Histograma das contagens de
eventos por carga em pC
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Referências Bibliográficas

• Technical Information Manual MOD. V1718 -
  February 2005 - Revision n. 6
• The ROOT System Home Page. http//root.cern.ch.
  Acessado em 13 de março de 2008
• Technical Information Manual MOD. V792 N series
  -1 February 2007 - Revision n. 13
• Multianode photomultiplier tube assembly H7564B.
  http//sales.hamamatsu.com/assets/pdf/parts_H/H754
  6B.pdf. Acessado em 01 de julho de 2008
• Leigui, M. A. Testes iniciais da
  fotomultiplicadora Hamamatsu M64 para o sistema
  de veto. Disponível em www.cbpf.br/angra/files/ii
  _encontro/MarceloLeigui_cbpf1207.pdf
• Schiappacassa, Arídio. Relatório técnico das
  atividades de mestrado em instrumentação
  científica. Julho de 2008. CBPF
• Vilar, Artur. Relatório técnico das atividades de
  mestrado em instrumentação científica. Julho de
  2008. CBPF.