INTERFACAGE D’UN INSTRUMENT DE MESURE DE PUISSANCE OPTIQUE ET D’UN CONTROLLEUR DE DIODE LASER POUR UNE COMMANDE A DISTANCE

Abstract

على مدار العقود الماضية، برزت منصات التعليم الإلكتروني على مستوى العالم لاستبدال وحل المشكلات المتعلقة بالأنظمة التقليدية، وخاصة المختبرات. الهدف الرئيسي من هذه الأطروحة هو تطوير نظام جديد للتحكم والتوصيل عن بعد للأدوات المخبرية عبر شبكة الأنترنت، مع التركيز بشكل خاص على مقياس الطاقة الضوئية Thorlabs PM100Dووحدة التحكم في الصمام الثنائي ليزر المعروفة بــ: .Thorlabs PRO800 يجب أن يتميز النظام بتوفره الدائم، سهولة الوصول اليه، سهولة الصيانة، مرونة البرمجة والاستخدام، السرعة، الدقة وإمكانية دعم متعدد المستخدمين ... إلخ. يتطلب أي ًضا تقليل تكلفة تطوير النظام باستخدام موارد مجانية ومفتوحة المصدر. يجب أيضا على النظام أن يتيح أكبر قدر من التشابه مع المختبر الحقيقي. للقيام بذلك، يجب علينا تبني بنية مادية وبرمجية خاصة، وذلك باستخدام منصة Raspberry Piالتي تم ربطها بالإنترنت باستخدام خادم ويب من نوع FLASK Web Serverوبرنامج خلفي مبرمج كليا بلغة البايثون Pythonمركب مع برنامج للواجهة الأمامية مطرو بـ :.JavaScript, CSS, HTML أخي ًرا، مع الأخذ في عين الاعتبار أداء التقنية الجديدة التي غالبًا ما تتحكم في أدوات باهظة الثمن من خلال نظام منخفض التكلفة. سوف يحقق نظام التعليم والحكومة أهداف جديدة من حيث الاقتصاد وجودة التعليم وكفاءة وأداء المتعلمين Over the last decades, e-learning (e-labs) platforms have appeared on a global scale to replace and solve problems in relation with traditional systems, especially with face-to-face laboratories. The main objective of this thesis is to develop new system for remote interfacing of laboratory instruments, with an emphasis on the optical power and energy meter Thorlabs PM100D, and the laser diode controller Thorlabs PRO800. The system must be characterized by its availability, accessibility, maintainability, programming flexibility and ease of use, speed, accuracy, multi-user support…etc. It is also requested to minimize the development price of the system by using free and open source resources, meanwhile We must ensure a perfect resemblance with real laboratories. For that purpose, a very high-quality architecture is necessary for the realization of the system, using a Raspberry platform implemented with a Flask web server and a backend software totally programmed with Python in combination with a frontend software developed in HTML, CSS and JavaScript. Finally, considering the performance of the new technique that often controls expensive instruments with a low-cost system development. The educational system and the government will achieve new features in terms of economics, education quality, efficiency, and student’s performance. Au cours des dernières décennies, des plates-formes d’e-learning (e-labs) sont apparues à l’échelle mondiale pour remplacer et résoudre les problèmes liés aux systèmes traditionnels en particulier les laboratoires. L'objectif principal de ce mémoire est de développer un nouveau système d'interfaçage à distance d'instruments de laboratoire, avec un accent particulier sur le mesureur de puissance et d'énergie optique Thorlabs PM100D et le contrôleur de diode laser Thorlabs PRO800. Le système doit se caractériser par la disponibilité, l’accessibilité, la facilité de maintenance, la flexibilité de programmation et d’utilisation, la rapidité, la précision, la prise en charge multi-utilisateurs…etc. Il est également demandé de minimiser le prix de développement du système en utilisant des ressources libres et open source. Nous devons par ailleurs garantir la plus grande ressemblance possible au laboratoire réel. Pour ce faire, une architecture est nécessaire pour la réalisation du système, en utilisant une plate-forme Raspberry Pi implémentée avec un serveur Web Flask et un logiciel back-end totalement programmer avec Python en combinaison avec un logiciel front-end développé en HTML, CSS et JavaScript. Finalement, en prenant en compte les performances de la nouvelle technique qui contrôle souvent des instruments coûteux avec un développement de système à faible coût. Le système éducatif et le gouvernement réaliseront de nouvelles caractéristiques en termes d’économie, de qualité de l’éducation, d’efficacité et de performance des apprenants.