09/09/2008Projet PMM2-N.Dumont Dayot1 Motivations Finalité du démonstrateur Partenaires Electronique frontale Travail au LAPP Conclusion Projet PMM² Photomultiplicateurs.

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1 09/09/2008Projet PMM2-N.Dumont Dayot1 Motivations Finalité du démonstrateur Partenaires Electronique frontale Travail au LAPP Conclusion Projet PMM² Photomultiplicateurs au mètres carré

2 09/09/2008Projet PMM2-N.Dumont Dayot2 Motivations ■ Futurs expériences neutrinos utilisant de nombreux de PM ~ 100 000 PM ■ Cerenkov à eau MEMPHYS (Fréjus) HyperK (Japon) UNO (USA) ■ Scintillateurs liquides GLACIER, LENA

3 09/09/2008Projet PMM2-N.Dumont Dayot3 ■ Développement et test d’une unité de lecture : 16 PM Photonis 12’’ Electronique frontale Alimentation BT et HT Numérisation et mise en réseau ■ Application à de grandes surface de détection : 100 000 PM => 8000 unités de lecture Longueur de câble jusqu’à 100 m Réduction des coûts ■ Environnement : profondeur d’eau jusqu’à 80 m : Boitier et connectique étanche Finalité du démonstrateur

4 09/09/2008Projet PMM2-N.Dumont Dayot4 ■ LAL : J.E Campagne*, G.Martin.Chassard, F.Dulucq, C.de.La.Taille Electronique frontale - Développement ASIC ■ IPNO : J.Pouthas*, B.Genolini, J.Peyré, T.N’Guyen Intégration, banc de test Boitier étanche et alimentation locale HT Câblage et interface boitier-PM (signaux et alimentation) ■ LAPP : D.Duchesnau, N. Dumont Dayot, R.Hermel*, J.Tassan, A.Zghiche Acquisition et mise en réseau Synchronisation Câblage boitier-centrale d’acquisition (données et alimentation) ■ PHOTONIS : P.Lavoute*, C.Moussan Développement et fourniture des PM * : Correspondants Partenaires

5 09/09/2008Projet PMM2-N.Dumont Dayot5 Synoptique PARISROC FPGA DC/DC FPGA µC + Ethernet RS485 clkRS485 data RS485 clkRS485 data Transfo POE 48V Haute tension Boitier étancheAcquisition surface 16 PMs Réseau Câble et connectique EAU

6 09/09/2008Projet PMM2-N.Dumont Dayot6 Electronique frontale ■ Utilisation du circuit PARISROC : Lecture 16 voies PM Préampli avec correction de gain Mise en forme par Shaper (50-100 ns ou 15 ns) Numérisation avec ADC 12 bits Mesure du temps : - Fin : TDC (1 ns) - Grossier : compteur (100 ns) - Remise à 0 chaque seconde

7 09/09/2008Projet PMM2-N.Dumont Dayot7 LAPP : Câblage, connectique boitier ■ Spécifications : Etanche Pression 10 bars Durée de vie ~ 10 ans ■ Câbles (paires différentielles): Evaluation Mc Cartney (répond aux spécif. mais lourd et cher) Commande d’ un autre câble (Habia) en cours. ■ Connectique Soit utilisation connecteur étanche Souriau (cher, ~200 euros) Soit utilisation pénétrateur surmoulé sur le câble (en cours)

8 09/09/2008Projet PMM2-N.Dumont Dayot8 LAPP : Interface boitier- surface ■ Utilisation de 2 paires différentielles : Niveaux RS485 pour 100 m de câble ■ Synchronisation : GPS (OPERA, VIRGO, ICE CUBE, AUGER…) : Horloge de référence sur une paire différentielle Trame de synchro sur une autre paire différentielle ■ Acquisition/Configuration : Développement protocole série « maison » Envoi/Réception données sur même paire différentielle ■ Alimentation : Utilisation de transfo. Power Over Ethernet - (48V@30W)

9 09/09/2008Projet PMM2-N.Dumont Dayot9 LAPP : Acquisition et mise en réseau ■ Taux événements attendu : Tout est transmis : pas de déclenchement Bruit de fond de 5KHz pour chaque PM 52 bits par événement => 5Mbits/s attendu par boitier ■ Acquisition Ethernet envisagée : Fiable, peu chère, évolutive et largement répandue Adaptée à une acquisition à faible taux de données ■ Utilisation du module Ethernet ( Netburner ) : Microcontrôleur Freescale 32 bits Interface Ethernet 10/100 Mbits Mémoire Flash et SDRAM Interface SPI,I2C,USB,UART

10 09/09/2008Projet PMM2-N.Dumont Dayot10 LAPP : Carte d’acquisition (1) LEMOs (4) MOD5270 µC + Flash +SDRAM + Ethernet + RS232 +SPI & I2C FPGA Monitoring courant DC/DC 48V/3.3V Régulateurs 1.2V/2.5V Translateurs RS485 16Mb Flash Data 16Mb Flash Config Clock 10MHz Transfo POE GPS CLK GPS PPS/IRIGB Ethernet 10/100M 48V SPI Clock Data bidir I2C Interface mémoire TIMER Interruptions Autres … LEDs Reset Vers PM Connecteur sous marin

11 09/09/2008Projet PMM2-N.Dumont Dayot11 LAPP : Carte d’acquisition (2) ■ Envoyée en fabrication 2 cartes à câbler - une pour l’acquisition en surface - une pour simuler le boitier étanche ■ Tests : Alimentation, puissance Synchronisation (horloge, trame synchro) Ecriture/lecture données (configuration, évènement) Acquisition Ethernet

12 09/09/2008Projet PMM2-N.Dumont Dayot12 Conclusion ■ Travail au LAPP: Solutions figées (Alimentation, synchro, acquisition données) Envoi de la carte d’acquisition en fabrication Commande d’autres câbles pour test et validation Connectique à définir (connecteur ou pénétrateur) ■ Travail avec LAL-IPNO: IPNO : développement carte intégrée dans boitier étanche intégration connectique sur boitier LAL :interface PARISROC (configuration, lecture des données)