Фреймворк для тестування панелей світлодіодів з використанням бібліотек NumPy, SciPy

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorКузьменко, Ігор Миколайович
dc.contributor.authorГевліч, Тарас Вікторович
dc.date.accessioned2026-01-30T10:50:16Z
dc.date.available2026-01-30T10:50:16Z
dc.date.issued2025
dc.descriptionРозроблений програмний продукт являє собою модульний фреймворк, створений за допомогою мови Python для автоматизованої верифікації та діагностики динамічної світлодіодної індикації. Система призначена для заміни суб’єктивного візуального контролю на об’єктивний інструментальний аналіз часових рядів, отриманих з фотодатчиків. Це дозволяє з високою точністю виявляти дефекти кольору, порушення часових інтервалів та високочастотне мерехтіння, яке є невидимим для людського ока. Математичне ядро програми, реалізоване з використанням бібліотек NumPy та SciPy, забезпечує повний цикл обробки даних: від парсингу та сегментації лог-файлів до генерації статистичних еталонів («золотих стандартів») якості. Алгоритм перевірки базується на багатофакторному порівнянні сигналів, що включає оцінку середньої абсолютної похибки та кореляції Пірсона в часовій області, а також спектральний аналіз за допомогою швидкого перетворення Фур’є для частотної верифікації. Архітектурно комплекс побудовано за модульним принципом і він надає три рівні доступу до функціонала: програмний Python API для інтеграції ядра в сторонні проєкти, інтерфейс командного рядка для автоматизації та пакетної обробки, а також веб-сервіс на базі асинхронного фреймворку FastAPI. Веб-частина використовує базу даних MongoDB та технологію WebSockets для візуалізації динаміки індикації в реальному часі.
dc.description.abstractАктуальність теми У сучасному масовому виробництві електроніки забезпечення якості світлодіодної індикації є критичним фактором. Існуючі методи ручного контролю є суб’єктивними, повільними та нездатними фіксувати високочастотні дефекти (ШІМ-мерехтіння). Автоматизація цього процесу з використанням сучасних методів обробки сигналів та наукових бібліотек (NumPy, SciPy) є актуальним науково-практичним завданням, що дозволяє підвищити точність діагностики. Мета роботи Підвищення ефективності та достовірності контролю якості світлодіодних панелей шляхом створення програмного фреймворку для автоматизованого аналізу, генерації еталонів та верифікації динамічних патернів індикації. Завдання дослідження: 1. Провести аналіз предметної області контролю якості в електроніці, виявити недоліки існуючих методів та обґрунтувати доцільність використання інструментального аналізу сигналів фотодатчиків. 2. Розробити математичні моделі генерації еталонів та алгоритми комплексного порівняння сигналів у часовій і частотній областях. 3. Реалізувати програмне забезпечення фреймворку з модульною архітектурою (ETL, аналітичне ядро, веб-інтерфейс) для автоматизованої обробки даних. 4. Провести експериментальну валідацію розробленої системи та порівняльний аналіз її ефективності відносно існуючих аналогів. 5. Розробити стартап-проєкт для комерціалізації створеного програмного продукту. Об’єкт дослідження – процес автоматизованого контролю та діагностики функціонування світлодіодних інтерфейсів. Предмет дослідження – методи, алгоритми та програмні засоби обробки, аналізу та порівняння часових рядів сигналів світлодіодної індикації. Методи дослідження: системний аналіз (для визначення вимог), цифрова обробка сигналів (лінійна інтерполяція, FFT), математична статистика (кореляційний аналіз, агрегація), об’єктно-орієнтоване проєктування. Наукова новизна: вдосконалено метод верифікації динамічних світлових сигналів шляхом поєднання аналізу в часовій та частотній областях (FFT), що, на відміну від аналогів, дозволяє з високою точністю детектувати дефекти частоти мерехтіння та часові розбіжності без використання дороговартісного обладнання машинного зору. Практичне значення: розроблений програмний комплекс led_testing_toolkit та веб-додаток забезпечують автоматизацію створення «золотих стандартів» якості, пакетну обробку лог-файлів та візуалізацію результатів, що скорочує час перевірки продукції та виключає вплив людського фактору. Апробація результатів дисертації. Основні положення роботи доповідались на XI Міжнародній науковій та практичній конференції "Global Trends in Science and Education", 17-19 листопада 2025 р., м. Київ, Україна. Дисертація складається з вступу, п’яти розділів та висновків. Повний обсяг дисертації складає 96 сторінок, в тому числі 83 сторінки основного тексту, 16 таблиць, 12 рисунків, 5 cторінок списку використаних джерел у кількості 65 найменувань.
dc.description.abstractotherRelevance In modern mass production of electronics, ensuring the quality of LED indication is a critical factor. Existing manual control methods are subjective, slow, and incapable of detecting high-frequency defects (PWM flickering). Automating this process using modern signal processing methods and scientific libraries (NumPy, SciPy) is a relevant scientific and practical task that enhances diagnostic accuracy. The aim of the research Increase the efficiency and reliability of LED panel quality control by developing a software framework for automated analysis, etalon generation, and verification of dynamic indication patterns. Research tasks: 1. Analyze the subject area of quality control in electronics, identify shortcomings of existing methods, and justify the feasibility of instrumental analysis of photosensor signals. 2. Develop mathematical models for etalon generation and algorithms for complex signal comparison in time and frequency domains. 3. Implement the framework software with modular architecture (ETL, analytical core, web interface) for automated data processing. 4. Conduct experimental validation of the developed system and perform a comparative analysis of its efficiency relative to existing analogues. 5. Develop a startup project for the commercialization of the created software product. Object of research – the process of automated control and diagnostics of LED interfaces functioning. Subject of research – methods, algorithms, and software tools for processing, analyzing, and comparing time series of LED indication signals. Research methods: system analysis (for defining requirements), digital signal processing (linear interpolation, FFT), mathematical statistics (correlation analysis, aggregation), object-oriented design. Scientific novelty: the method of dynamic light signal verification has been improved by combining time-domain and frequency-domain (FFT) analysis, which, unlike analogues, allows for high-precision detection of flickering frequency defects and timing discrepancies without using expensive machine vision equipment. Practical value: the developed led_testing_toolkit software complex and web application enable automated creation of "golden standards" of quality, batch processing of log files, and visualization of results, reducing product inspection time and eliminating the human factor. Approbation of the results. Key provisions of the work were presented at the XI International Scientific and Practical Conference "Global Trends in Science and Education", November 17-19, 2025, Kyiv, Ukraine. The thesis consists of an introduction, five chapters, and conclusions. The total volume of the thesis is 96 pages, including 83 pages of the main text, 16 tables, 12 figures, 5 pages of references comprising 65 titles.
dc.format.extent103 с.
dc.identifier.citationГевліч, Т. В. Фреймворк для тестування панелей світлодіодів з використанням бібліотек NumPy, SciPy : магістерська дис. : 122 Комп’ютерні науки / Гевліч Тарас Вікторович. – Київ, 2025. – 103 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/78569
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectсвітлодіодна індикація
dc.subjectконтроль якості
dc.subjectавтоматизація тестування
dc.subjectобробка сигналів
dc.subjectчасові ряди
dc.subjectшвидке перетворення фур'є
dc.subjectеталонна модель
dc.subjectled indication
dc.subjectquality control
dc.subjectautomated testing
dc.subjectsignal processing
dc.subjecttime series
dc.subjectfast fourier transform
dc.subjectetalon model
dc.titleФреймворк для тестування панелей світлодіодів з використанням бібліотек NumPy, SciPy
dc.typeMaster Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Gevlich_magistr.pdf
Розмір:
1.8 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (ЦТЕ)
Магістерські роботи