Требовалось создать прибор для автоматического измерения массовой концентрации урана-235 в технологическом растворе рентгеноспектральным энергодисперсионным методом. Аппаратная связка состояла из модуля АЦП, микроконтроллера и одноплатного компьютера — весь «сэндвич» должен был помещаться в корпус с повышенными требованиями для эксплуатации в нестерильных производственных помещениях.

• Каждый замер АЦП привязан к контакту прерывания, инициирующему расчёт значения импульса
• Каждое значение соответствует каналу, представляющему энергию конкретного изотопа (работали с ураном-235)
• Разработка высокоуровневого софта: сбор данных с микроконтроллера, обработка, журналирование, мониторинг в реальном времени
• Слежение за пиком спектра и управление питанием ФЭУ (фотоэлектронного умножителя)
• Жёсткие требования к температурному режиму — подбор аппаратных решений по блокам питания и одноплатным компьютерам

Разработали высокоуровневый софт на C++ под Linux, который разворачивался на одноплатном компьютере внутри прибора. Софт решал полный цикл задач:

• Сбор и обработка спектральных данных с микроконтроллера в реальном времени
• Журналирование измерений и событий в SQLite
• Мониторинг и визуализация спектра — оператор видит пики изотопов в реальном времени
• Слежение за пиком урана и автоматическая корректировка питания ФЭУ

Прошли этапы тестирования, проверки ПБЯ (правила безопасности ядерных установок), сертификации и опытно-промышленной эксплуатации. Впоследствии прибор снабдили выносным дисплеем, который считывал данные по Modbus.

Увеличили разрешение до 512 каналов — потребовалась полная переработка критичных по времени участков:

• Переписана прошивка микроконтроллера ATMega64 на ассемблере — на каждый тик АЦП приходилось всего 10 тактов микроконтроллера для расчёта, требовалось избежать мёртвого времени и «захлёбывания» данными
• Доработан высокоуровневый софт под новое разрешение — обработка 512 каналов вместо 256
• Повторно пройдены тестирование, сертификация и опытно-промышленная эксплуатация

Прибор работал в жёстких температурных условиях нестерильных производственных помещений — «сэндвич» из АЦП, микроконтроллера, плат управления ФЭУ, блока питания и одноплатника выдержал все испытания.