project complete (ver 0.1); further updates needed

PycharmProjects/3.5.1 auto/fitting.py

@@ -0,0 +1,13 @@
+from scipy.optimize import curve_fit
+from numpy import tanh
+
+
+# Обсчет значений на данный момент недоступен, но может быть вызван в другом файле
+# с использованием функции fit()
+def probe(x, I_0, k_0, A):
+    return I_0 * tanh(k_0 / I_0 * x) + A * x
+
+
+def fit(x, y):
+    params = curve_fit(probe, x, y, [50, 10, 1])[0]
+    return params

PycharmProjects/3.5.1 auto/main.py

@@ -0,0 +1,12 @@
+import visual
+import sys
+from PySide6 import QtWidgets
+
+
+if __name__ == "__main__":
+    app = QtWidgets.QApplication([])
+
+    widget = visual.TitleScreen()
+    widget.showFullScreen()
+
+    sys.exit(app.exec())

PycharmProjects/3.5.1 auto/plots.py

@@ -0,0 +1,100 @@
+import matplotlib.pyplot as plt
+import random
+
+from numpy import tanh
+
+
+# Значения part = 1, 2 соответствуют режимам считывания с первой и второй пары приборов соответственно
+# (currently not available), режимы 3 и 4 являются тестовыми и генерируют значения самостоятельно
+def get_point(part, num):
+    if part == 1:
+        v1 = open('voltmeter1.txt')
+        i1 = open('ampere-meter1.txt')
+        vol[0].append(float(v1.readline()))
+        cur[0].append(float(i1.readline()))
+        newv1 = v1.read().replace(str(vol[0][-1]) + '\n', '')
+        newi1 = i1.read().replace(str(cur[0][-1]) + '\n', '')
+        v1.close()
+        i1.close()
+        v1 = open('voltmeter1.txt', 'w')
+        v1.write(newv1)
+        i1 = open('ampere-meter1.txt', 'w')
+        i1.write(newi1)
+        v1.close()
+        i1.close()
+
+    elif part == 2:
+        v2 = open('voltmeter2.txt')
+        i2 = open('ampere-meter2.txt')
+        vol[1].append(float(v2.readline()))
+        cur[1].append(float(i2.readline()))
+        newv2 = v2.read().replace(str(vol[1][-1]) + '\n', '')
+        newi2 = i2.read().replace(str(cur[1][-1]) + '\n', '')
+        v2.close()
+        i2.close()
+        v2 = open('voltmeter2.txt', 'w')
+        v2.write(newv2)
+        i2 = open('ampere-meter2.txt', 'w')
+        i2.write(newi2)
+        v2.close()
+        i2.close()
+    elif part == 3:
+        vol[2][num].append(random.random() * 100)
+        cur[2][num].append(random.random() * 100)
+    elif part == 4:
+        vol[3][num].append(random.random() * 50 - 25)
+        if experiment % 3 == 0:
+            cur[3][num].append(
+                (83 * tanh(15.5 / 83 * vol[3][num][-1]) + 1.7 * vol[3][num][-1]) * (0.98 + random.random() / 25))
+        elif experiment % 3 == 1:
+            cur[3][num].append(
+                (44 * tanh(8.7 / 44 * vol[3][num][-1]) + 0.9 * vol[3][num][-1]) * (0.98 + random.random() / 25))
+        else:
+            cur[3][num].append(
+                (22 * tanh(4.4 / 22 * vol[3][num][-1]) + 0.5 * vol[3][num][-1]) * (0.98 + random.random() / 25))
+
+
+def update_plot(part, num):
+    for i in range(10):
+        get_point(part, num)
+
+
+def saveplot(part):
+    plt.figure(figsize=(8, 6))
+    for i in range(len(vol[part - 1])):
+        plt.scatter(vol[part - 1][i], cur[part - 1][i], marker='o')
+    plt.grid()
+    plt.xlabel('Напряжение, В')
+    plt.ylabel('Ток, мкА')
+    plt.savefig('tmpplots/tmpplot' + str(part) + '.jpg', dpi=200)
+    plt.close()
+
+
+def empty_plot(part):
+    vol[part - 1] = [[]]
+    cur[part - 1] = [[]]
+    plt.figure(figsize=(8, 6))
+    plt.scatter(cur[part - 1], vol[part - 1], marker='o')
+    plt.grid()
+    plt.savefig('tmpplots/tmpplot' + str(part) + '.jpg', dpi=200)
+    plt.close()
+
+
+def plus_plot(part):
+    global experiment
+    vol[part - 1].append([])
+    cur[part - 1].append([])
+    experiment += 1
+
+
+def minus_plot(part):
+    vol[part - 1].pop()
+    cur[part - 1].pop()
+    if len(vol[part - 1]) == 0:
+        vol[part - 1].append([])
+        cur[part - 1].append([])
+
+
+vol = [[], [], [[]], [[]]]
+cur = [[], [], [[]], [[]]]
+experiment = 0

PycharmProjects/3.5.1 auto/visual.py

@@ -0,0 +1,394 @@
+from PySide6 import QtCore, QtWidgets, QtGui
+import plots
+import PIL
+
+
+# Значения парметра part при построении графиков установлены на тестовый режим
+class TitleScreen(QtWidgets.QWidget):
+    def __init__(self):
+        super().__init__()
+        self.q = QtGui.QScreen.availableGeometry(QtWidgets.QApplication.primaryScreen())
+        self.part1 = Part1()
+        self.part2 = Part2()
+
+        self.button = QtWidgets.QPushButton(self)
+        self.button.setGeometry(QtCore.QRect(20, 20, 40, 40))
+        self.button.setText("Esc")
+        self.text = QtWidgets.QLabel(self)
+        self.text.setText(
+            "<html><head/><body><p align=\"center\"><span style=\" font-size:20pt; font-weight:600;\">Лабораторная "
+            "работа 3.5.1</span></p><p align=\"center\"><span style=\" font-size:16pt;\">Исследование плазмы газового "
+            "разряда</span></p></body></html>")
+        self.text.setGeometry(QtCore.QRect(self.q.width() // 3 - 250, self.q.height() // 2 - 50, 500, 100))
+        self.vline = QtWidgets.QFrame(self)
+        self.vline.setFrameShape(QtWidgets.QFrame.VLine)
+        self.vline.setGeometry(QtCore.QRect(2 * self.q.width() // 3, 0, 10, self.q.height() + 40))
+        self.hline = QtWidgets.QFrame(self)
+        self.hline.setFrameShape(QtWidgets.QFrame.HLine)
+        self.hline.setGeometry(QtCore.QRect(2 * self.q.width() // 3 + 5, self.q.height() // 2, self.q.width() // 3, 40))
+        self.label1 = QtWidgets.QLabel(self)
+        self.label1.setText(
+            "<html><head/><body><p align=\"center\"><span style=\" font-size:10pt; font-weight:600;\">ЧАСТЬ "
+            "I</span></p><p align=\"center\"><span style=\" font-size:10pt;\">Вольт-амперная характеристика газового "
+            "разряда</span></p></body></html>")
+        self.label1.setGeometry(QtCore.QRect(5 * self.q.width() // 6 - 150, self.q.height() // 4 - 40, 300, 80))
+        self.label2 = QtWidgets.QLabel(self)
+        self.label2.setText(
+            "<html><head/><body><p align=\"center\"><span style=\" font-size:10pt; font-weight:600;\"> ЧАСТЬ "
+            "II</span></p><p align=\"center\"><span style=\" font-size:10pt;\">Зондовые характеристики "
+            "плазмы</span></p></body></html>")
+        self.label2.setGeometry(QtCore.QRect(5 * self.q.width() // 6 - 150, 3 * self.q.height() // 4 - 40, 300, 80))
+        self.button1 = QtWidgets.QPushButton(self)
+        self.button1.setGeometry(QtCore.QRect(5 * self.q.width() // 6 - 40, self.q.height() // 4 + 80, 80, 40))
+        self.button1.setText("Начать")
+        self.button2 = QtWidgets.QPushButton(self)
+        self.button2.setGeometry(QtCore.QRect(5 * self.q.width() // 6 - 40, 3 * self.q.height() // 4 + 80, 80, 40))
+        self.button2.setText("Начать")
+
+        self.button.clicked.connect(self.esc)
+        self.button1.clicked.connect(self.open_part1)
+        self.button2.clicked.connect(self.open_part2)
+
+    @QtCore.Slot()
+    def esc(self):
+        self.close()
+
+    def open_part1(self):
+        self.part1.showFullScreen()
+        self.close()
+
+    def open_part2(self):
+        self.part2.showFullScreen()
+        self.close()
+
+
+class Part1(QtWidgets.QWidget):
+    def __init__(self):
+        super().__init__()
+        self.n = 0
+        self.hint_open = False
+        self.started = False
+        self.q = QtGui.QScreen.availableGeometry(QtWidgets.QApplication.primaryScreen())
+        h = self.q.height() * 0.2
+        plots.empty_plot(3)
+
+        self.points = QtWidgets.QLabel(self)
+        self.points.setGeometry(QtCore.QRect(7.5 * h - 60, 3 * h - 80, 140, 20))
+        self.points.setText('Измеренных точек: ' + str(self.n))
+
+        self.disclaimer = QtWidgets.QLabel(self)
+        self.disclaimer.setText('<html><p align=\"left\"><span style=\" font-size:10pt; font-weight:600;\">Не '
+                                'забудьте прочитать методику<\p><p align=\"left\"><span style=\" font-size:10pt; '
+                                'font-weight:600;\">и подсказку выше перед началом работы!<\p><\html>')
+        self.disclaimer.setGeometry(7.5 * h - 150, h, 400, 100)
+
+        self.button = QtWidgets.QPushButton(self)
+        self.button.setGeometry(QtCore.QRect(20, 20, 40, 40))
+        self.button.setText("Esc")
+
+        self.start_btn = QtWidgets.QPushButton(self)
+        self.start_btn.setText("Начать измерения")
+        self.start_btn.setGeometry(QtCore.QRect(7.5 * h - 150, 3 * h - 50, 120, 30))
+
+        self.reset_btn = QtWidgets.QPushButton(self)
+        self.reset_btn.setText("Сбросить")
+        self.reset_btn.setGeometry(QtCore.QRect(7.5 * h + 30, 3 * h - 50, 120, 30))
+
+        self.save_btn = QtWidgets.QPushButton(self)
+        self.save_btn.setText("Сохранить")
+        self.save_btn.setGeometry(QtCore.QRect(7.5 * h - 60, 3 * h, 120, 30))
+        self.save_btn.hide()
+
+        self.title = QtWidgets.QLabel(self)
+        self.title.setText(
+            "<html><head/><body><p align=\"center\"><span style=\" font-size:16pt; font-weight:600;\">ЧАСТЬ "
+            "I</span></p><p align=\"center\"><span style=\" font-size:12pt;\">Вольт-амперная характеристика газового "
+            "разряда</span></p></body></html>")
+        self.title.setGeometry(QtCore.QRect(self.q.width() // 2 - 200, 20, 400, 80))
+
+        self.back_button = QtWidgets.QPushButton(self)
+        self.back_button.setGeometry(QtCore.QRect(20, self.q.height() - 20, 80, 40))
+        self.back_button.setText("Назад")
+
+        self.pixmap0 = QtGui.QPixmap('tmpplots/tmpplot1.jpg')
+        self.pixmap = self.pixmap0.scaledToHeight(3 * h)
+        self.plot1 = QtWidgets.QLabel(self)
+        self.plot1.setPixmap(self.pixmap)
+        self.plot1.setGeometry(QtCore.QRect(h, h + 20, 4 * h, 3 * h))
+
+        self.text = QtWidgets.QLabel(self)
+        self.text.setText("<html><p align=\"left\"><span style=\" font-size:10pt;\">Перед проведением измерений ВАХ "
+                          "газового разряда</p><p align=\"left\"><span style=\" font-size:10pt;\">проверьте "
+                          "подключение вольтметра V<sub>1</sub> и амперметра A<sub>1</sub>,"
+                          "</p><p align=\"left\"><span style=\" font-size:10pt;\">а также убедитесь, "
+                          "что переключатель П<sub>1</sub> находится в положении I.</p><p align=\"left\"><span "
+                          "style=\" font-size:10pt;\">При проведении измерений медленно увеличивайте выходное"
+                          "</p><p align=\"left\"><span style=\" font-size:10pt;\">напряжение ВИП до достижения "
+                          "максимального значения тока"
+                          "</p><p align=\"left\"><span style=\" font-size:10pt;\">через амперметр "
+                          "А<sub>1&nbsp;</sub>(не более 5 мА), затем проведите измерения "
+                          "</p><p align=\"left\"><span style=\" font-size:10pt;\">в обратную сторону.</p><p "
+                          "align=\"left\"><span style=\" font-size:10pt;\">График "
+                          "I<sub>р</sub>(U<sub>р</sub>) будет строиться автоматически,</p><p align=\"left\"><span "
+                          "style=\" font-size:10pt;\">после завершения измерений можно сохранить полученные</p><p "
+                          "align=\"left\"><span style=\" font-size:10pt;\">значения "
+                          "и график.</p></html>")
+        self.text.setGeometry(QtCore.QRect(6 * h, h + 20, 3 * h, 2 * h + 20))
+        self.text.setStyleSheet("border: 1px solid black; background-color: white;")
+        self.text.hide()
+
+        self.hint_btn = QtWidgets.QPushButton(self)
+        self.hint_btn.setText('?')
+        self.hint_btn.setGeometry(QtCore.QRect(self.q.width() - 60, 20, 40, 40))
+
+        self.button.clicked.connect(self.esc)
+        self.back_button.clicked.connect(self.back)
+        self.start_btn.clicked.connect(self.start_stop)
+        self.reset_btn.clicked.connect(self.reset)
+        self.hint_btn.clicked.connect(self.hint)
+        self.save_btn.clicked.connect(self.savefile)
+
+        timer = QtCore.QTimer(self)
+        timer.timeout.connect(self.upd_plot)
+        timer.start(500)
+
+    @QtCore.Slot()
+    def savefile(self):
+        file, check = QtWidgets.QFileDialog.getSaveFileName(None, "Сохранить график 1",
+                                                  r"C:\Users\Vadim\Desktop\plot1.jpg", "Images (*.png *.jpg)")
+        if check:
+            plot1 = PIL.Image.open('tmpplots/tmpplot3.jpg')
+            plot1.save(file)
+
+    def hint(self):
+        if not self.hint_open:
+            self.text.show()
+            self.hint_open = True
+        else:
+            self.text.hide()
+            self.hint_open = False
+
+    def esc(self):
+        self.close()
+
+    def back(self):
+        self.w = TitleScreen()
+        self.w.showFullScreen()
+        self.close()
+
+    def show_plot(self):
+        self.points.setText('Измеренных точек: ' + str(self.n))
+        self.pixmap0 = QtGui.QPixmap('tmpplots/tmpplot3.jpg')
+        self.pixmap = self.pixmap0.scaledToHeight(0.6 * self.q.height())
+        self.plot1.setPixmap(self.pixmap)
+
+    def upd_plot(self):
+        if self.started:
+            plots.update_plot(3, 0)
+            plots.saveplot(3)
+            self.n += 10
+            self.show_plot()
+
+    def start_stop(self):
+        if not self.started:
+            self.start_btn.setText("Стоп")
+            self.started = True
+            self.save_btn.hide()
+            self.hint_btn.hide()
+
+        else:
+            self.start_btn.setText("Продолжить")
+            self.started = False
+            self.save_btn.show()
+            self.hint_btn.show()
+
+    def reset(self):
+        self.started = False
+        self.start_btn.setText("Начать измерения")
+        self.save_btn.hide()
+        self.hint_btn.show()
+        self.n = 0
+        plots.empty_plot(3)
+        self.show_plot()
+
+
+class Part2(QtWidgets.QWidget):
+    def __init__(self):
+        super().__init__()
+        self.n = 0
+        self.num = 0
+        self.i = 0
+        self.hint_open = False
+        self.started = False
+        self.q = QtGui.QScreen.availableGeometry(QtWidgets.QApplication.primaryScreen())
+        h = self.q.height() * 0.2
+        plots.empty_plot(4)
+
+        self.button = QtWidgets.QPushButton(self)
+        self.button.setGeometry(QtCore.QRect(20, 20, 40, 40))
+        self.button.setText("Esc")
+
+        self.points = QtWidgets.QLabel(self)
+        self.points.setGeometry(QtCore.QRect(7.5 * h - 150, 3 * h - 80, 300, 20))
+        self.points.setText('Измеренных точек в текущей серии: ' + str(self.n))
+
+        self.current = QtWidgets.QLabel(self)
+        self.current.setGeometry(QtCore.QRect(7.5 * h - 150, 3 * h - 120, 300, 20))
+        self.current.setText('Текущий ток разряда: ' + str(self.i))
+        self.current.setStyleSheet('color: green;')
+
+        self.disclaimer = QtWidgets.QLabel(self)
+        self.disclaimer.setText('<html><p align=\"left\"><span style=\" font-size:10pt; font-weight:600;\">Не '
+                                'забудьте прочитать методику<\p><p align=\"left\"><span style=\" font-size:10pt; '
+                                'font-weight:600;\">и подсказку выше перед началом работы!<\p><\html>')
+        self.disclaimer.setGeometry(7.5 * h - 150, h, 400, 100)
+
+        self.title = QtWidgets.QLabel(self)
+        self.title.setText(
+            "<html><head/><body><p align=\"center\"><span style=\" font-size:16pt; font-weight:600;\"> ЧАСТЬ "
+            "II</span></p><p align=\"center\"><span style=\" font-size:12pt;\">Зондовые характеристики "
+            "плазмы</span></p></body></html>")
+        self.title.setGeometry(QtCore.QRect(self.q.width() // 2 - 200, 20, 400, 80))
+
+        self.back_button = QtWidgets.QPushButton(self)
+        self.back_button.setGeometry(QtCore.QRect(20, self.q.height() - 20, 80, 40))
+        self.back_button.setText("Назад")
+
+        self.start_btn = QtWidgets.QPushButton(self)
+        self.start_btn.setText("Добавить серию")
+        self.start_btn.setGeometry(QtCore.QRect(7.5 * h - 150, 3 * h - 50, 120, 30))
+
+        self.delete_btn = QtWidgets.QPushButton(self)
+        self.delete_btn.setText("Удалить серию")
+        self.delete_btn.setGeometry(QtCore.QRect(7.5 * h + 30, 3 * h - 50, 120, 30))
+        self.delete_btn.hide()
+
+        self.save_btn = QtWidgets.QPushButton(self)
+        self.save_btn.setText("Сохранить")
+        self.save_btn.setGeometry(QtCore.QRect(7.5 * h - 60, 3 * h, 120, 30))
+        self.save_btn.hide()
+
+        self.hint_btn = QtWidgets.QPushButton(self)
+        self.hint_btn.setText('?')
+        self.hint_btn.setGeometry(QtCore.QRect(self.q.width() - 60, 20, 40, 40))
+
+        self.pixmap0 = QtGui.QPixmap('tmpplots/tmpplot4.jpg')
+        self.pixmap = self.pixmap0.scaledToHeight(3 * h)
+        self.plot1 = QtWidgets.QLabel(self)
+        self.plot1.setPixmap(self.pixmap)
+        self.plot1.setGeometry(QtCore.QRect(h, h + 20, 4 * h, 3 * h))
+
+        self.text = QtWidgets.QLabel(self)
+        self.text.setText("<html><p align=\"left\"><span style=\" font-size:10pt;\">Перед проведением измерений "
+                          "зондовых характеристик</p><p align=\"left\"><span style=\" font-size:10pt;\">плазмы "
+                          "проверьте подключение вольтметра V<sub>2</sub></p><p align=\"left\"><span style=\" "
+                          "font-size:10pt;\">и амперметров A<sub>1&nbsp;</sub>и А<sub>2</sub>, а также убедитесь,"
+                          "</p><p align=\"left\"><span style=\" font-size:10pt\";>что переключатель П<sub>1</sub> "
+                          "находится в положении II.</p><p align=\"left\"><span style=\" font-size:10pt;\">Установите "
+                          "требуемый согласно методике разрядный ток,</p><p align=\"left\"><span style=\" "
+                          "font-size:10pt\";>не изменяйте его в момент проведения серии измерений.</p><p "
+                          "align=\"left\"><span style=\" font-size:10pt;\">При помощи потенциометра измерьте "
+                          "ВАХ</p><p align=\"left\"><span style=\" font-size:10pt;\">в максимальном диапазоне, "
+                          "учтите,</p><p align=\"left\"><span style=\" font-size:10pt;\">что полярность можно менять "
+                          "с помощью</p><p align=\"left\"><span style=\" font-size:10pt;\">переключателя "
+                          "П<sub>2</sub> только при токе I<sub>з</sub>= 0.</p><p align=\"left\"><span style=\" "
+                          "font-size:10pt;\">График I<sub>з</sub>(U<sub>з</sub>) будет строиться автоматически,"
+                          "</p><p align=\"left\"><span style=\" font-size:10pt;\">после завершения всех серий "
+                          "измерений</p><p align=\"left\"><span style=\" font-size:10pt;\">можно сохранить полученные "
+                          "значения и график.</p></html>")
+        self.text.setGeometry(QtCore.QRect(6 * h, h + 20, 3 * h, 2 * h + 20))
+        self.text.setStyleSheet("border: 1px solid black; background-color: white;")
+        self.text.hide()
+
+        self.button.clicked.connect(self.esc)
+        self.back_button.clicked.connect(self.back)
+        self.start_btn.clicked.connect(self.start_stop)
+        self.delete_btn.clicked.connect(self.delete)
+        self.hint_btn.clicked.connect(self.hint)
+        self.save_btn.clicked.connect(self.save_file)
+
+        timer = QtCore.QTimer(self)
+        timer.timeout.connect(self.upd_plot)
+        timer.start(500)
+
+        timer2 = QtCore.QTimer(self)
+        timer2.timeout.connect(self.cur_check)
+        timer2.start(1000)
+
+    @QtCore.Slot()
+    def cur_check(self):
+        if plots.experiment % 3 == 0:
+            self.i = 5
+        elif plots.experiment % 3 == 1:
+            self.i = 3
+        else:
+            self.i = 1.5
+        self.current.setText('Текущий ток разряда: ' + str(self.i) + 'мА')
+
+    def save_file(self):
+        file, check = QtWidgets.QFileDialog.getSaveFileName(None, "Сохранить график 2",
+                                                  r"C:\Users\Vadim\Desktop\plot2.jpg", "Images (*.png *.jpg)")
+        if check:
+            plot1 = PIL.Image.open('tmpplots/tmpplot4.jpg')
+            plot1.save(file)
+
+    def hint(self):
+        if not self.hint_open:
+            self.text.show()
+            self.hint_open = True
+        else:
+            self.text.hide()
+            self.hint_open = False
+
+    def esc(self):
+        self.close()
+
+    def back(self):
+        self.w = TitleScreen()
+        self.w.showFullScreen()
+        self.close()
+
+    def show_plot(self):
+        self.points.setText('Измеренных точек в текущей серии: ' + str(self.n))
+        self.pixmap0 = QtGui.QPixmap('tmpplots/tmpplot4.jpg')
+        self.pixmap = self.pixmap0.scaledToHeight(0.6 * self.q.height())
+        self.plot1.setPixmap(self.pixmap)
+
+    def upd_plot(self):
+        if self.started:
+            plots.update_plot(4, self.num - 1)
+            plots.saveplot(4)
+            self.n += 10
+            self.show_plot()
+
+    def start_stop(self):
+        if not self.started:
+            self.start_btn.setText("Стоп")
+            self.started = True
+            self.save_btn.hide()
+            self.hint_btn.hide()
+            if self.num != 0:
+                plots.plus_plot(4)
+            self.num += 1
+            self.n = 0
+
+        else:
+            self.start_btn.setText("Добавить серию")
+            self.started = False
+            self.save_btn.show()
+            self.hint_btn.show()
+            self.delete_btn.show()
+
+    def delete(self):
+        self.started = False
+        self.start_btn.setText("Добавить серию")
+        self.save_btn.hide()
+        self.hint_btn.show()
+        self.n = 0
+        plots.minus_plot(4)
+        plots.saveplot(4)
+        self.show_plot()
+        self.num -= 1
+        if self.num == 0:
+            self.save_btn.hide()
+            self.delete_btn.hide()