Measurement and visualization of static magnetic fields

Oldřich Pecák

Bachelor's thesis

Abstract:

Tato práce prezentuje Cube, prototyp open-source systému pro měření a vizualizaci statických magnetických polí. Systém se skládá ze dvou hlavních komponent: (1) hardware pro sběr dat a (2) software pro ovládání hardwaru a vizualizaci. Hardware se skládá z CNC stroje mechanicky podobného 3D tiskárnám, který je vyrobený ze standardních dílů a obsahuje také potřebnou řídicí elektroniku. Měření se provádí pomocí běžného 3-osého magnetometru. Software poskytuje jednoduché ovládací rozhraní a vizualizaci. Důraz byl kladen na použití již existujících vizualizačních nástrojů místo tvorby nových. Ačkoli je prototyp v současné době relativně jednoduchý a postrádá některé užitečné vlastnosti, výsledky ukazují dobrou kvalitu a potenciál pro navazující vývoj, ve kterém bude nynější prototyp použit jako základ. Z vývoje prototypu a výsledků lze usoudit, že můžeme použít běžné součásti a softwarové nástroje k získání dat a vizualizací, které jsou s určitým omezením použitelné pro základní vědecké účely.

Abstract:

This thesis presents Cube, a prototype of an open-source system for measuring and visualizing static magnetic fields. The system has two major components: (1) hardware for data acquisition and (2) software for control and visualization. The hardware consists of a CNC machine mechanically similar to 3D printers built from standard parts and accompanying control electronics. Measurement is done using a common 3-axis magnetometer sensor. The software provides a simple control interface and visualization capabilities. Emphasis was on using already existing visualization toolkits rather than creating new ones. Although the prototype is currently relatively simple and lacks certain desirable features, the results show good quality and potential for future work, using this prototype as a base and expanding it further. The prototype shows that we can use common parts and software toolkits to produce data and visualizations that are usable for basic scientific work with slight limitations.

Keywords

magnetic field, data acquisition, vector field, visualization, measurement, magnetometer, sensor, motion platform

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 26. 5. 2020

Thesis defence

• Date of defence: 25. 6. 2020
• Supervisor: RNDr. Zdeněk Matěj, Ph.D.
• Reader: RNDr. Filip Mravec, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Informatics

Bachelor programme / field:
Informatics / Programmable Technical Structures