Red Pitaya v letalstvu in obrambi
Monitor atmosfere vesoljskih plovil NASA:
NASA je uporabila enoto Red Pitaya za izdelavo naprave za spremljanje kakovosti zraka, ki je trenutno v uporabi na Mednarodni vesoljski postaji (ISS). Ta kompaktna in lahka naprava v realnem času meri O2, H2O, CO2, N2 in CH4. Začela je delovati 25. julija 2019 in od takrat brez napak spremlja kakovost zraka na ISS.
RADAR za pronicanje v tla za helikopter za raziskovanje Marsa:
Naslednji helikopter, ki ga bo NASA poslala na Mars, bo opremljen z ultraširokopasovnim, frekvenčno moduliranim, neprekinjeno valovitim radarjem za prodiranje v tla, izdelanim z enoto Red Pitaya.
Atmosferska laserska Dopplerjeva velocimetrija:
Koheronova laserska plošča za napravo Red Pitaya ima 1550 nm laser DFB in 60 MHz fotodetektor. V kombinaciji s FPGA ter 125 MSps ADC in DAC-ji naprave Red Pitaya omogoča razvoj vgrajenih optičnih fotonskih instrumentov z nizko porabo energije.
Odprtokodni ionosferski radar:
Razvili so algoritme za zaznavanje ionskih povratnih signalov z uporabo FM radijskih signalov kot radarnega oddajnika. Z uporabo Raspberry Pi kot radarnega procesorja za prenos/prejem Red Pitaya je bila implementirana HF ionski radar.
RADAR za žive tarče, projekt radR
Projekt radR je odprtokodna platforma za pridobivanje in analizo radarskih podatkov. Omogoča pridobivanje in prikaz podatkov v živo, prepoznavanje ciljev v živo, gradnjo sledi in snemanje arhivov neobdelanih podatkov celotnega skeniranja ali samo ciljev za poznejše predvajanje in obdelavo. Na radarjih v Novi Škotski v Kanadi sta bila nameščena dva sistema, ki temeljita na ploščah Red Pitaya.
Meritve zračne razdalje in časa prihoda za reaktivne motorje:
V letu 2017 je Univerza na Baske v Španiji razvila projekt za spletno merjenje razmika med lopaticami in časa prihoda lopatnega diska v letalskih motorjih. Red Pitaya je bila uporabljena za optično merjenje razdalje in vibracij, kar je izboljšalo varnost in zmogljivost turbo-motorjev.
Meritve sevanja na konici jedrske rakete
Na Univerzi Princeton so študenti uporabili enoto Red Pitaya STEMlab za merjenje sevanja iz konice jedrskega izstrelišča. Eksperiment Informacijske pregrade (IBX), ki temelji na platformi Red Pitaya, uporablja nizkoločljivo gama spektrometrijo in pristop ujemanja predlog za aplikacije jedrske verifikacije.
Vesoljski tkivni ekvivalentni dozimeter (SpaceTED):
Nizkocenovni, samostojni in prenosni SpaceTED, ki temelji na digitalizatorjih Red Pitaya, je občutljiv na ionizirajoče sevanje, vključno s sekundarnimi nevtroni, ki jih srečamo v vesolju, in zagotavlja podatke o dozimetriji v realnem času za izpostavljenost sevanju vesoljskih posadk. Razvili so ga, da pokaže občutljivost proporcionalnega števc (TEPC) SpaceTED in Si PIN dioda na nizke in visoke LET ionizirajoče sevanje, deluje neprekinjeno približno 6 mesecev. Nameščen je v aluminijasti škatli, ki je potrjena za letenje, in se nahaja na mirni lokaciji znotraj prebivalne prostornine ISS (JEM blizu zračnega zaklopka), podatki pa se občasno prenašajo na zemljo preko prenosnika ISS.
Dozimeter za tkivni ekvivalent atmosferskega ionizirajočega sevanja (AirTED)
Atmosferski ionizirajoči sevalni ekvivalentni dozimeter (AirTED) je bil nameščen na raziskovalnih letalih NASA WB-57 za meritve med letom. Zasnovan kot različica ATED za atmosfero ionizirajočega sevanja, je AirTED namenjen množični proizvodnji in namestitvi na komercialna, poslovna in vojaška letala, pa tudi na visokoleteče brezpilotne letalnike (UAV), balone in suborbitalna vozila za spremljanje sevanja.
Silicijev dozimeter za atmosfersko ionizirajoče sevanje (AiRSiD) na sončnem balonu:
Podobno kot Liulin in AirDos, Atmosferski ionizirajoči sevalni silicijev dozimeter (AiRSiD) zaznava sevanje z nizko LET, vključno z elektromagnetnimi kaskadnimi komponentami (elektroni/pozitroni, x/g) in relativističnimi elektroni. Uporablja fotodiodo RD-100 Si PIN podjetja OSI Optoelectronics. Novi načrti za ojačevalnike, občutljive na naboj, in ojačevalnike oblik pulza so razvili dodiplomski študenti fizike na OSU. Novi prototipi so prav tako zasnovani na 4-kanalnem programabilnem digitalizatorju Red Pitaya.
Lokalizacija vira sevanja z uporabo sistema za zbiranje podatkov Red-Pitaya STEMLab
V tem diplomskem delu je ovrednotena metoda za lokalizacijo vira sevanja z uporabo kompaktnega modularnega sistema za zajem podatkov. Sistem na čipu (SoC) Red-Pitaya STEMLab 125-14 je snemal in analiziral spektre višine impulzov in hitrosti štetja z detektorja NaI(Tl) 2" x 4" x 16" pri različnih kotih vrtenja glede na neznano lokacijo vira. Trije cenovno ugodni senzorji integriranega vezja so zagotavljali periferne podatke GPS, atmosferske podatke in podatke o orientaciji za natančno določanje vira sevanja.
Projekt PiRadar: Ionosferski slikovni RADAR
Ta mreža obsega radarske sisteme z dvojno nalogo HF, katerih cena znaša približno 300 $ na vozlišče. Juha Vierinen je začel koncept, znanstveno utemeljitev, matematično modeliranje in začetne meritve. Prva uvedba prototipov Red Pitaya in Raspberry Pi je sovpadala z avgustovskim sončnim mrkom leta 2017. PiRadar izvaja 4-D slikovno analizo Zemljine atmosfere/ionosfere, prenaša podatke z oddaljenih lokacij (npr. opozorila na poplave, sledenje divjim živalim), zagotavlja storitve prenosa GPS časa in lokacije na tleh ter izboljšuje ionosferske modele s meritvami, ki dopolnjujejo ali nadomeščajo podatke GNSS TEC. Prav tako zaznava in kvantificira vplive solarnih neviht.
Radar za prodiranje skozi zemljo na dronih za zaznavanje min:
Raziskovalna ekipa z Univerze v Mariboru je uporabila Red Pitayo za upravljanje z nizkocenovnim radarjem za prodiranje skozi zemljo, nameščenim na hexacopterju, za zaznavanje min. V treh letih razvoja je Red Pitaya omogočila obdelavo signalov na krovu, manipulacijo z radarjem in prenos podatkov prek TCP/IP na računalnik gostitelja. Projekt je imel cilj integrirati radar za prodiranje skozi zemljo (GPR) na hexacopter, kar je vključevalo razvoj tako radarjev s stopnjo frekvence (SFCW) kot pulznih radarjev za frekvenčne in časovne domene. Na minskem polju so bili izvedeni terenski testi z uporabo majhnega terenskega vozila, nato pa hexacopterja, pri čemer so bili doseženi cilji projekta.
Kompaktna optična frekvenčna referenca za nanosatelite:
V svojem članku Aaron Strangfeld in soavtorji opisujejo načrtovanje, sestavljanje in testiranje optičnega frekvenčnega referenčnega sistema (OFR) za CubeSat-e. Z uporabo enote Red Pitaya STEMLab-14 OFR cilja na področja, kot so merjenje časa, navigacija in visoko natančna merjenja v fundamentalni fiziki. Medtem ko so laboratorijski testi pokazali obetavne rezultate, je za terenske aplikacije potrebna nadaljnja razvoj, zlasti za vesoljske podsisteme, ki zahtevajo visoko robustnost in zanesljivost. Enota STEMLab-14, ki vsebuje hitre ADC in DAC (125 MS/s pri 14-bitni ločljivosti), FPGA in Linux sistem, poganja odprtokodno programsko opremo Linien za stabilizacijo frekvence laserja.
Detektor mionov kozmičnih žarkov:
Med zaprtjem zaradi COVID-a sta Gunther Roland in Sean Robinson z MIT-ovega oddelka za fiziko razvila pošiljateljni laboratorijski komplet, ki vključuje ploščo Red Pitaya STEMlab in dve kompaktni detektorji muonov “CosmicWatch” za učence, da lahko izvajajo poskuse doma.
Odkrivanje in lociranje podzemnih struktur:
Profesor Fridon Shubitidze in njegova ekipa so razvili elektromagnetne senzorske naprave za kartiranje podzemnih struktur. Z uporabo enote Red Pitaya STEMlab so zgradili triaxialni magnetni gradientometer za odkrivanje in kartiranje podzemnih kovinskih naprav, kot so žice, železniške proge in cevi. Sistem optimizira linearne električne tokove vzdolž osi tarče in uporablja merjenje indukcijskega magnetnega polja za zajem sekundarnih polj. Projekt je vključeval teoretične študije o elektromagnetnih odzivih zakopanih žic, ki so bile potrjene z numeričnimi izračuni v primerjavi z eksperimentalnimi podatki. Rezultati so pokazali natančno ekstrakcijo globine zakopanja žic z uporabo naprednih in obratnih elektromagnetnih modelov, kar dokazuje zmožnost linearnega merjenja toka za učinkovito kartiranje globokih podzemnih infrastruktur.