ISSN 2224-087X (Друкована версія)
ISSN 2224-0888 (Online версія)

Збірник наукових праць "Електроніка та інформаційні технології"

(З 1966 року до 2010 року виходив під назвою "Теоретична електротехніка")

Свідоцтво про державну реєстрацію КВ № 17618-6468ПР від 11.02.2011 р.

Головна сторінка Пошук Правила оформлення статей English     Русский

Випуск 10

Випуск 10, Сторінки: 3-22
ОБЧИСЛЮВАЛЬНІ МЕТОДИ У ПЛАЗМОНІЦІ. 2. МЕТОД ДИСКРЕТНО-ДИПОЛЬНОЇ АПРОКСИМАЦІЇ
І. Болеста, А. Демчук, О. Кушнір, І. Колич
У статті представлена друга частина огляду обчислюваних методів, які активно використовуються у задачах плазмоніки. Цього разу увагу приділено методу дискретно-дипольної апроксимації. Він дозволяє обраховувати оптичні відгуки плазмонних структур будь-якої складності, що складаються з частинок довільної форми. Однак, універсальність методу накладає високі вимоги до обчислювальної техніки, тому для реального моделювання необхідно проводити оптимізацію для підвищення ефективності обчислення.
PDF-версія

Випуск 10, Сторінки: 23-30
ВИЗНАЧЕННЯ ДИНАМІЧНОГО ДІАПАЗОНУ ВИМІРЮВАННЯ КІНЕТИКИ ЗГАСАННЯ ОПТИЧНО СТИМУЛЬОВАНОЇ ЛЮМІНЕСЦЕНЦІЇ YAP:Mn
Д. Афанасьєв, С. Убізський, В. Рабик, В. Паславський
Границі динамічного діапазону ліку фотонів визначені експериментально для вимірювання кінетики відгуку збудженої імпульсами оптично стимульованої люмінесценції (ОСЛ)опромінених зразків YAP:Mn. Як фотоприймач був застосований модуль ФЕП HamamatsuH9305-04.Нелінійність ліку фотонів від світлового потоку високої інтенсивності за рахунок скінченого часового розділення імпульсів була скоригована з використанням часової константи встановленої безпосередньо з даних вимірювання кінетики ОСЛ в YAP:Mn. Цим можна забезпечити верхню межу динамічного діапазону світлових потоків до близько $5 imes 10^{6}$ с$^{-1}$. Однак, світловий потік такої інтенсивності впливає на рівень фонового ліку фотонів. Для визначення додаткового обмеження динамічного діапазону був досліджений вплив світлових потоків дещо меншої інтенсивності, у діапазоні до $6 imes 10^{5}$6 с$^{-1}$, протягом вимірювання близько 600 послідовних записів кінетики згасання ОСЛ. Знайдено, що середнє значення фонового ліку знаходиться в інтервалі від 115-183 с$^{-1}$. Причому воно зростає на протязі 20 хв. після подавання напруги на ФЕП приблизно на 20%, а також внаслідок освітлення фотокатоду відносно інтенсивними імпульсами ОСЛ. Початкове підвищення темнового фону ймовірно викликане підвищенням температури фотокатоду за рахунок нагріву ФЕП електронними компонентами, що знаходяться у модулі. При цьому середньоквадратичне відхилення окремих відліків фонового ліку, яке саме визначає найменші вимірювані значення світлового потоку при використанні синхронного віднімання фону, становить від 15 до 18 с$^{-1}$ та слабо залежить від експозиції до світлового потоку з інтенсивністю $6 imes 10^{5}$6 с$^{-1}$, включно з періодом початкового прогріву модуля ФЕП. Визначений за цими даними динамічний діапазон ліку фотонів становить більше 4 порядків. Враховуючі ці результати, алгоритм автоматизованого зчитування відгуку у прототипі зчитувача ОСЛ має обмежувати світловий потік, що потрапляє на фотокатод ФЕП до приблизно $6 imes 10^{5}$6 с$^{-1}$ для уникнення впливу на нижню границю динамічного діапазону. Уточнення цього обмеження вимагає подальших досліджень.
PDF-версія

Випуск 10, Сторінки: 31-40
АПАРАТНО-ПРОГРАМНИЙ КОМПЛЕКС ІНТЕЛЕКТУАЛІЗОВАНОГО БПЛА ДЛЯ ВІЙСЬКОВИХ ЗАСТОСУВАНЬ
Р.В. Дячок, І.Б. Трач, Г.І. Клим, І.Д. Карбовник, Р.Б. Дунець
Розглянуто проблему розроблення мініатюрних економних безпілотних літальних апаратів типу орнітоптер для військових застосувань. Проаналізовані основні розробки провідних закордонних та вітчизняних компаній та дослідних лабораторій щодо розроблення та тестування літальних систем. Спроектовано апаратний комплекс у вигляді малогабаритного орнітоптера з використанням сучасної елементної бази на основі мікросхеми Ardupilot Mega 2.6 та модуля GSM для забезпечення автономності та орієнтування у просторі. Вісімнадцять сервоприводів забезпечують рух робота. Конструкцію складових частин робота-гексапода було розроблено у програмному комплексі Solid Works. Відлагодження програми для правильного функціонування проводилася у середовищі Arduino IDE. Також описано налаштування Android додатку Arduino Bluetooth controller, що забезпечує надсилання команд управління з планшетного комп’ютера до робота-гексапода через Bluetooth канал. Відпрацьовано основні режими керування орнітоптером у середовищі програми Mission Planner: ручний режим, режим стабілізації, режим повернення у точку запуску та облітання за точками. Розглянуто основні класичні алгоритми руху робота, зокрема, рух "вперед", "назад" (полягає у пересуванні трьох кінцівок по черзі, а три інші утримують основу робота), рух "вправо", "вліво" (полягаю у віддаленні кінцівок з однієї сторони та притягувані з іншої), повертання "навколо своєї осі" (полягає у почерговому підтягуванні кінцівок вперед та назад з однієї та іншої сторони), рух "вгору вниз" та "збоку у бік". Розроблено власні алгоритми руху робота-гексапода, проведено їх дослідження та порівняльний аналіз з класичними алгоритмами. Показано, що запропоновані алгоритми виконуються за меншої кількості етапів пересування кінцівок, їм властива невелика затримка між пересуваннями сусідніх кінцівок. Розроблені алгоритми забезпечують високу стійкість конструкції до вібрацій під час руху, високу швидкість пересування, стійкість роботи робота до моменту відновлення роботи кінцівок у випадку виходу з ладу однієї з них. На основі проведених досліджень здійснено вибір найоптимальнішого алгоритму руху робота-гексапода між класичними та розробленими алгоритмами з програмної та технічної точки зору. Також проведено дослідження складності створення алгоритмів руху крокуючих механізмів.
PDF-версія

Випуск 10, Сторінки: 41-51
ВПЛИВ ПОВЕРХНЕВОЇ ЕНЕРГІЇ НА НЕСПІВМІРНУ НАДСТРУКТУРУ
С. Свелеба, І. Карпа, І. Катеринчук, І. Куньо, Я. Шмигельський
В роботі проведено досліджено фазових портретів для неспівмірних надструктур, що описуються інваріантом Лівшиця. Побудову фазових портретів досліджувальної системи виконано в програмному середовищі Python з використання бібліотеки scipy. Показано, що в поверхневому шарі внаслідок того, що поверхнева енергія є більшою за енергію неспівмірної надструктури, остання є відсутня. Об’ємна частина кристала характеризується більшою енергією неспівмірної надструктури по відношенні до поверхневої енергії. За умови коли енергія неспівмірної надструктури стає рівною поверхневій енергії в тонкошаровому кристалі спостерігається перехід із неоднорідного стану в однорідний.
PDF-версія

Випуск 10, Сторінки: 52-63
ВПЛИВ МЕХАНІЧНИХ НАПРУЖЕНЬ НА НЕСПІВМІРНУ НАДСТРУКТУРУ ТОНКОШАРОВИХ КРИСТАЛІВ
С. Свелеба, І. Катеринчук, І. Куньо, І. Карпа, Я. Шмигельський
В роботі проведено досліджено фазових портретів для неспівмірних надструктур, що описуються інваріантом Лівшиця. Побудову фазових портретів досліджувальної системі, виконано в програмному середовищі Python з використання бібліотеки scipy. Показано, що виникаючі в кристалі механічні напруження внаслідок невідповідності коефіцієнтів лінійного розширення кристала і підкладки зумовлюють відмінний від поверхневої енергії вплив на неспівмірну надструктуру. Під впливом поверхневої енергії проходить не тільки деформація хвилі неспівмірної модуляції, а й обмеження просторової області її існування. Останнє і приводить до зняття вродженості неспівмірної надструктури.
PDF-версія

Випуск 10, Сторінки: 64-70
РЕКОМЕНДАЦІЙНІ ТЕХНІКИ ДЛЯ АНАЛІЗУ КРИМІНАЛІСТИЧНИХ ДАНИХ
Ю. Ейнес
Видобування даних для аналізу цифрових криміналістичних даних - це окрема галузь комп’ютерних наук. Основним її завданням є вилучення шаблонів із великих даних, які використовують для аналізу під час розслідування злочинів. Одним із перспективних застосувань алгоритмів видобування даних є побудова рекомендаційних систем. Такі системи мали б пропонувати можливі майбутні напрямки розслідування. У даній статті розглядається архітектура, метою якої є застосування технік рекомендаційних систем у криміналістиці.
PDF-версія

Випуск 10, Сторінки: 71-85
ПРОГНОЗУВАННЯ ПОДІЙ НА ОСНОВІ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО АНАЛІЗУ ТВІТІВ
Б. М. Павлишенко
У роботі проаналізовано квантитативні характеристики частих множин та асоціативних правил у повідомленнях мікроблогів Твіттер, які стосуються дискусій про різні події. Для аналізу використано теорію частих множин та асоціативних правил і теорію формальних концептів. Величина підтримки (support) деяких частих множин досягає глобального максимуму із певною затримкою перед очікуваною подією. Такі часті множини можуть розглядатися як прогнозні маркери, які характеризують значимість очікуваних подій для користувачів блогів. Показано, що часова динаміка величини довіри (confidence) у виявлених асоціативних правилах також може мати прогнозні характеристики. У роботі розглянуто прогнозування спортивних подій на прикладі тенісного фіналу Олімпіади у Лондоні 2012 року, а також прогнозування результатів фіналу пісенного конкурсу Євробачення 2013 року. Особливість аналізу спортивних подій полягає у тому, що очікування блогерів можуть бути скоректовані випадковими подіями та реальним спортивним рівнем спортсменів, який може відрізнятись від очікуваного. Показано, що розглянута у роботі модель решітки семантичних концептів відображає очікування блогерів. Використання моделі семантичних концептів в аналізі твітів про спортивні змагання дає можливість виявляти семантичні зв’язки між такими тематичними концептами як час змагань, стать спортсменів, вид спорту, імена спортсменів, результати змагань. Відмінність прогнозування фіналу Євробачення від тенісного фіналу Олімпіади у тому, що вплив випадкових факторів у фіналі пісенного конкурсу є суттєво меншим ніж на спортивних змаганнях. Із отриманих результатів випливає, що на основі запропонованого інтелектуального аналізу масиву твітів, у яких обговорюються деякі події, можна будувати прогнозні моделі для цих подій.
PDF-версія

Випуск 10, Сторінки: 86-98
НАНЕСЕННЯ ЦИФРОВИХ ПІДПИСІВ ІЗ ВИКОРИСТАННЯМ КОСИНУСНОГО ТА МАЛОХВИЛЬОВОГО ДИСКРЕТНИХ ПЕРЕТВОРЕНЬ
І. Половинко
У зв’язку із істотним зростанням кількості передачі електронних документів, виникає потреба в розробленні ефективних методів нанесення на них ідентифікаційних міток власника, які представляють собою цифровий підпис (ЦП) у формі видимого або невидимого зображення. ЦП повинні відповідати певним вимогам: Зокрема вони повинні бути непомітними для користувачів. Автор повинен мати можливість виявити несанкціоноване використання файлу. ЦП не може бути видалений сторонніми особами а також бути стійким до зміни формату і розмірів документу, його масштабування, стискування, повороту, фільтрації, введення спецефектів, монтажу, аналогових і цифрових перетворень. ЦП хоча і відрізняються середньою надійністю, але при цьому має незначну інформаційну ємність. Представлена робота покликана підвищити надійність ЦП. Для цього нанесення ЦП здійснювалось двома алгоритмами, причому вибір алгоритму залежить від співвідношення розмірів самого ЦП та зображення. ЦП проходить обробку після вибору, включаючи перетворення в градації сірого. Для реалізації дискретного косинусного перетворення використовується алгоритм Хсю. Цей алгоритм є ефективним у випадку вибору розмірів ЦП вдвічі меншим розміру зображення. Для реалізації малохвильового перетворення використовується алгоритм Пітаса. Цей алгоритм використовується у випадку вибору ЦП більше половини розміру зображення. Практична частина роботи реалізована мовою програмування С# у середовищі VisualStudio 2017 CommunityEdition. Для обробки зображення використовуються базові методи технології .NET та додатково бібліотека обробки зображення AForge.NET. Робота програми відбувається в двох режимах: нанесення і зчитування зображення. Програма, код якої представлений у додатку, дозволяє відкривати будь-який формат зображення і, відповідно, зберігати зашифроване зображення теж в будь-якому форматі.
PDF-версія

Випуск 10, Сторінки: 99-108
СТАТИСТИЧНИЙ АНАЛІЗ ТЕПЛОВИХ ПАРАМЕТРІВ РОЗУМНИХ БУДИНКІВ
О. Сінькевич , Л. Монастирський, Б. Соколовський
У роботі проведений кореляційний аналіз відкритих для використання даних "розумних будинків", які були отримані в рамках дослідницького проекту REFIT. Метою проекту було здійснення дослідження проблематики енергозбереження в "розумних будинків" для побудови ефективних алгоритмів мінімізації енерговитрат в умовах індустрії 4.0 (Industry 4.0). Серед усіх зібраних даних, зокрема, були виокремленні набори даних, що містять розподіли зовнішньої та внутрішньої температур, температури на поверхні обігрівальних елементів та розподіл споживання газу у 20 будинках за період від 7 березня 2014 року до 7 березня 2015 року. Для швидкого і зручного доступу до отриманих даних було створено sqlite базу даних, інтегровану з Python API. З використанням розроблених алгоритмів здійснено обробку сирих даних, яка включала заповнення пропущених значень у часових рядах методом інтерполяції, згладжування нехарактерних "піків" та пониження частоти даних. Оброблені таким чином дані були розміщені в базі даних для подальшого їх використання у дослідженні. Для оцінки залежностей між наборами даних (споживання газу та зовнішніми температурами/температурами на поверхні обігрівальних елементів, температурами на поверхні обігрівальних елементів та зовнішніми температурами, різницею між внутрішньою і зовнішньою температурами та температурами на поверхні обігрівальних елементів) проведений кореляційний аналіз та обчислені кореляційні коефіцієнти. Значення цих коефіцієнтів підтвердили гіпотезу про високу кореляцію між наборами даних та дали кількісний критерій для визначення неопалювальних приміщень будинків. Також, на основі результатів кореляційного аналізу була встановлена можливість використання даних такого типу не лише для задач прогнозування витрат, а й для формулювання обернених варіаційних задач визначення ефективних теплофізичних коефіцієнтів "розумних будинків", наприклад, ефективного теплообміну та теплоємності.
PDF-версія

Випуск 10, Сторінки: 109-120
МЕТОД ВИКОРИСТАННЯ ПОДВІЙНОГО ЗАВАНТАЖЕННЯ ТА МУЛЬТИЗАВАНТАЖЕННЯ ОПЕРАЦІЙНИХ СИСТЕМ СІМЕЙСТВА MICROSOFT WINDOWS ІЗ ЗОВНІШНЬОГО СИСТЕМНОГО ДИСКУ
В. Костогриз
Операційна система комп’ютера, як правило, встановлена на його внутрішньому SSD (HDD). Коли користувач загружає комп’ютер, BIOS завантажує завантажувач із внутрішнього SSD, а завантажувач завантажує встановлену операційну систему. Завантажувач - це комп’ютерна програма, яка завантажує операційну систему або інше системне програмне забезпечення комп’ютера після самоперевірки живлення. Завантажувач завантажується в основну пам’ять з постійної пам’яті. На сучасних комп’ютерах, процес завантаження може займати десятки секунд або навіть хвилини, і зазвичай передбачає автоматичне тестування живлення, виявлення та ініціалізацію периферійних пристроїв, а потім пошук, завантаження та запуск операційної системи. Завантаження завершено, коли досягнуто нормальне, оперативне середовище виконання. Подвійне завантаження - це техніка, яка дозволяє на одному фізичному комп’ютері запускати дві операційні системи. Мультизавантаження дозволяє встановлювати загальну конфігурацію кількох операційних систем на комп’ютері та можливість вибору операційної системи для завантаження. У статті показано, як реалізувати спосіб використання подвійного завантаження та мультизавантаження на основі зовнішнього SSD накопичувача.
PDF-версія

Випуск 10, Сторінки: 121-132
ВПЛИВ НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНОГО ВІДПАЛУ У ВАКУУМІ НА ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ МОНОКРИСТАЛІЧНОГО $p-mathrm{Cd_xHg_{1-x}Te}$ ($xapprox 0,28$)
В. Белюх, Б. Павлик
Досліджено вплив низькотемпературного (373 К) відпалу у вакуумі на електрофізичні характеристики монокристалічного $p-mathrm{Cd_xHg_{1-x}Te}$ ($xapprox 0,28$). Шляхом вимірювання температурних залежностей сталої Холла $R_H$, питомої електропровідності $sigma $ і холлівської рухливості $mu_H$ доведено, що вже через декілька годин перебування зразків за такої температури у вакуумі відбуваються суттєві зміни електрофізичних параметрів цього матеріалу. Кількісний аналіз змін електрофізичних параметрів виконано на основі моделі для $p-mathrm{Cd_xHg_{1-x}Te}$. З’ясовано, що причиною таких змін є істотне зростання концентрації вакансій ртуті,$[V_{Hg}]$, яка є дефектом акцепторного типу. Висловлено припущення про можливе існування верхньої межі концентрації вакансій ртуті, якої можна досягнути за такої температури відпалу. Результати моделювання дають всі підстави стверджувати, що це значення не перевищить $[V_{Hg}]approx 10^{17}$ см$^{-3}$. Зроблений висновок про те, що для збереження стабільності фізичних параметрів монокристалічного $p-mathrm{Cd_xHg_{1-x}Te}$ (x=0,19-0,3), в якому концентрація акцепторів $N_A$ у вихідному стані $< (2ldots 3) 10^{15}$ см$^{-3}$, обов’язковою є пасивація поверхні цього матеріалу.
PDF-версія

Випуск 10, Сторінки: 133-141
ДОСЛІДЖЕННЯ ФОТОПРОВІДНОСТІ СТРУКТУР НА ОСНОВІ ПОРУВАТОГО КРЕМНІЮ
П. Парандій, Л. Монастирський
На сьогоднішній день виникає необхідність в розробці мікроелектронних систем детектування газів для промислових, офісних та житлових приміщень, які можуть бути компонентами інтегральних систем захисту життя і здоров’я людини. Особливий інтерес представляють сенсори на основі нанопоруватих напівпровідників, зокрема, поруватого кремнію. Для проектування таких сенсорів необхідно знати залежності фотопровідності поруватого кремнію від стану поверхні, що залежить від газового середовища, в якому він знаходиться, а також ступеня поруватості матеріалу, геометрії пор і частоти модуляції інтенсивності падаючого світла.В даній роботі приводяться результати досліджень вольт-амперних характеристик, фотопровідності, які виникають в гетероструктурах, сформованих на основі ПК на кремнієвих підкладках різного типу провідності, при адсорбції водневомістких молекул (ацетон $mathrm{(CH_3)_2CO}$, бензол $mathrm{C_6H_6}$, толуол (метилбензол) $mathrm{C_6H_5-CH_3C_2H_5OH}$), а також кривих ВАХ при дії екологічних газів.Дослідження морфології поверхні зразків поруватого кремнію на кремнієвій підкладці n-типу провідності проводились за допомогою скануючого електронного мікроскопа РЕЕМА-102-02 та на скануючому зондовому мікроскопі SolverNEXTз наноіндентером Solver NexT, NT-MDT, методом атомно-силової мікроскопії (АСМ) в напівконтактній моді на повітрі. Представлено динамічні вольт-амперні характеристики, виміряні з метою встановлення ефективної області для реєстрації фотопровідності. Вольт-амперні характеристики структури має випрямляючий характер, причому не спостерігається насичення ані прямого, ані зворотного струму. У випадку дослідження фотопровідності, генеровані в поруватому кремнії носії рекомбінують поблизу межі області просторового розділення зарядів. Наявність товстих шарів ПК на кремнієвій підкладці n-типу провідності, показала наявність зміни сигналу провідності по струму у видимій області 500-800 нм. Представлено спектральні залежності провідності при наявності в атмосфері парів шкідливих вуглеводневих сполук із фіксованим вмістом домішок. Спостерігається зсув максимуму чутливості при невеликих сигналах для досліджуваного зразка в області 650-850 нм. Приведені експериментальні результати показують можливість застосування ПК як приклад застосування детектора шкідливих екологічних газів завдяки складній і розгалуженій поверхні досліджуваної структури.
PDF-версія

Головна сторінка Пошук Правила оформлення статей English     Русский

© Львівський національний університет імені Івана Франка, 2011

Розробка програмного забезпечення та підтримка - лабораторія високопродуктивних обчислювальних систем