Metroserdi praktika viis magistritööni: uudne tarkvara termomeetrite automaatseks kalibreerimiseks

Sander Võrk sidus oma Tartu Ülikooli magistriõpingud praktilise tööga Metroserdis, kus ta arendas elektrooniliste termomeetrite automaatse kalibreerimise süsteemi. Just see sai ka tema magistritöö aluseks.
Ta uuris olemasolevaid lahendusi, kirjutas tarkvara ning testis seda Metroserdi temperatuurilaboris. Sander on veendunud, et Eesti elektroonikaseadmete tootmisel on suur potentsiaal ning Metroserdi rakendusuuringud aitavad seda kindlasti arendada.

Mis ajendas Sind valima just Metroserdiga seotud teema oma magistritööks? Kuidas selle teemani jõudsid, mis oli töö pealkiri ja mis täpsemalt sisu?

Juba sel ajal, kui omale praktikakohta otsima hakkasin, lootsin ma, et leian sellise töö, millest saaksin hiljem ka lõputöö kirjutada. Eelneval paaril semestril oli mul õppimisega pidevalt nii kiire, et tahtsin mingil moel oma aega kokku hoida. Praktika ja lõputöö ühendamine oli selleks väga hea võimalus.

Esimene kord, kui ma Aigar Vaiguga kohtusin, tutvustas ta mulle Metroserdi Tartu laboreid, rääkis millega Metrosert tegeleb ja pakkus välja mõned erinevad võimalused, millega ma võiksin praktika raames tegeleda. See kõik oli päris muljet avaldav – ma ei olnud varem mõelnud sellele, et on niivõrd palju erinevaid mõõteseadmeid, mis vajavad kalibreerimist. Kõik Aigar Vaigu välja pakutud võimalused minu praktikatöö jaoks olid seotud millegi uue väljaarendamisega ja sobisid seetõttu hästi ka lõputöö teemaks. Ma ei mäleta enam täpselt, mis ülejäänud variandid olid, kuid otsustasin arendada välja süsteemi, mille abil saaks automaatselt termomeetreid kalibreerida.

Tundub pisut kummaline, et ma sattusin tegelema just nimelt termomeetritega. Enne oma magistriõpinguid Tartu Ülikoolis läbisin ma bakalaureuse Eesti Maaülikoolis tehnika ja tehnoloogia erialal. Sealses õppekavas oli päris palju soojuse ja termodünaamikaga seotud aineid. Üldiselt need meeldisid mulle, kuid paljud termodünaamikaga seonduvad arvutused olid üsna keerukad – sageli tuli väärtusi otsida erinevatest tabelitest ja graafikutelt ning tulemused sõltusid näiteks pindade kujust või sellest, kas toimus vaba- või sundkonvektsioon. Seetõttu otsustasin, et teen enda bakalaureusetööks mingi rakenduse, mis lihtsustaks soojusega seonduvate arvutuste tegemist. Kuna juhtus olema aeg, kui elektri hind kõikus tohutult, otsustasin teha veebirakenduse soojusenergia salvestamisega seonduvate arvutuste tegemiseks.

Mul ei olnud mitte mingit kavatsust oma magistritöö raames uuesti tegeleda soojuse ja veebirakendustega, kuid just nii see läks. Lühidalt kokku võttes kulges mu praktika nii, et esimeseks uurisin, milline on juba kasutusel olev tarkvara, kuidas metroloogid Tallinnas ja Tartus oma tööd teevad ning seejärel hakkasin tegelema uue koodi kirjutamisega. Enamuse oma praktikast tegelesingi koodi kirjutamisega. Vahepeal uurisin ka seda, millist kaamerat saaks kasutada, et pildistada kalibreeritava termomeetri ekraani. Iga paari nädala tagant käisin tarkvara Tallinna temperatuuri laboris koos sealsete metroloogidega katsetamas. Kahjuks tuli nende katsete käigus peaaegu alati ilmsiks mõni probleem. Tarkvara kirjutamine võttis rohkem aega, kui ma alguses ootasin, nii et see ei saanudki lõpuks päris täielikult tööle.

Plaan oli, et tarkvara oleks võimeline kontrollima kalibraatori temperatuuri, mõõtma multimeetri abil Pt-etalontermomeetri temperatuuri ja tegema pilte kalibreeritavast termomeetrist või termomeetritest ja siis masinnägemise abil nende näidud tuvastama. Kuigi masinnägemisel põhinev näitude tuvastus jäi lõpuni viimistlemata, oli tarkvara piisavalt hea, et sellest lõputöö kirjutada. Lõputöö sai pealkirjaks „Elektrooniliste termomeetrite automaatse kalibreerimissüsteemi väljatöötamine ja rakendamine“.

Milliseid huvitavamaid või ootamatumaid avastusi Sa töö käigus tegid? Kas miski üllatas Sind eriti?

Üks suuremaid üllatusi oli see, et pole lihtsat (ja tasuta) lahendust masinnägemise abil 7-segmendisel ekraani olevate numbrite tuvastamiseks. Arvasin, et saan kasutada mõnda juba olemasolevat tekstituvastusprogrammi, kuid tuli välja, et mudelid, mis on mõeldud tuvastama kas käsitsi kirjutatud või trükitud teksti, ei tööta 7-segmendiste ekraanide peal. Kõik proovitud mudelid kas ei tuvasta ekraanil olevaid numbreid üldse või teevad seda väga ebatäpselt. Ka mõned spetsiaalselt 7-segmendise ekraanide lugemiseks mõeldud programmid, mis mul õnnestus leida, ei andnud kuigi häid tulemusi.

Milliseid praktilisi või teoreetilisi oskusi Sa selle töö tegemise käigus kõige rohkem õppisid või arendasid?

Kuna valdava enamuse minu tööst moodustas tarkvara kirjutamine, siis arendasin ma peamiselt oma programmeerimise oskusi. Õppisin Pythonis mitmeid uusi teeke kasutama ning sain palju kasulikke teadmisi ka JavaScripti ja CSS’i kohta. Docker, mida tuli kasutada, et rakendus töötaks Metroserdi serveris, oli minu jaoks täiesti uus.

Kuidas näed Metroserdi vaates Sinu valdkonna tulevikku Eestis või maailmas? Kas on midagi, mida tahaksid selles valdkonnas veel uurida või arendada?

Sõltub sellest, mida „minu valdkonnaks“ lugeda. Suurimat huvi tunnen ma elektroonika ja robootika vastu, kuigi saan ka tarkvara arendusega hakkama. Uurida ja arendada on nendes valdkondades väga palju. Eestis on juba olemas mitu elektroonika trükkplaatide tootjat, erinevaid plastik- ja metallkomponentide tootjaid ning varsti peaks saama valmis neodüümmagnetite tehas. Põhimõtteliselt võiks lisanduda ka mõni pooljuhtide tehas. Mulle tundub, et Eestis võiks tulevikus toota veelgi rohkem uusi ja tõhusaid elektroonikaseadmeid. Metroserdi rakendusuuringute keskus aitab kindlasti sellele kaasa.

Mulle tundub, et tulevikus jätkub elektroonika ja pooljuhttehnoloogia hoogne areng. Transistorid ei pruugi enam niivõrd palju kahaneda, kuid kahtlustan, et kiibid muutuvad sellele vaatamata kiiremaks ja tõhusamaks. Pisut muret tekitav on see, et kõiksugu tarkvara paistab viimasel ajal muutuvat küll järjest võimekamaks, kuid kiiruse kasv tuleb pigem riistvara arengu arvelt. Tarkvara muutub ka järjest keerulisemaks ning mida keerukam tarkvara on, seda rohkem on võimalusi, kuidas asjad saavad valesti minna.

Millised on Sinu edasised plaanid pärast magistritöö kaitsmist? Kas plaanid jätkata samas valdkonnas või hoopis midagi muud?

Tulevikuplaanid ei ole veel paigas, kuid mind häirib, et minu kirjutatud tarkvara jäi lõpetamata. Seetõttu kavatsen ma suve jooksul vähemalt tekstituvastuse tööle saada. Peale seda vaatan, mis minu võimalused on. Loodan leida töö, kus saan tegeleda elektroonika ja/või robotite disainimisega.