• • 操作は基本的に新PCから行う。新PCターミナルを3つ開く。1つはラズパイにログイン（いまはALiBaVa用PCからはssh atlasj@192.168.1.2でログインできる）。1つは旧PCにログインして後でGPIB通信スクリプトを走らせる。1つは新PC上で後でオンラインモニターを走らせるためにおいておく。
  • ラズパイにログインしたら、/home/atlasj/work/stripQA/に移動し、まずcat temp.datで温湿度を確認する。一番右の時刻を見て、現在時刻になっているようならOK。なっていなければスクリプトが止まっているので、sudo i2cget -y 1 0x35 0xDFで設定を通した後、nohup sudo python thermohydrometer.py &で温湿度モニタースクリプトを起動する（nohupをつけるとログアウト後もスクリプトを走らせているプロセスが生き続ける）。

• • 新PC用のターミナルで/home/atlasj/StripQA/alibava-data-analysis/buildに行き、"source bin/script/setup.sh"を実行。

• 温度はラズパイ上でcat temp.dat で確認できる（左から3つ目が温度[degC]、4つ目が湿度[%]）。

1. ls -l /dev/ttyUSB*

• • 旧PCにログインしているターミナルでalibava-guiコマンドを実行。エラーなくGUIが立ち上がればよい。以後、GUIは使わないので、File → Quitで終了。
    
    • 電源投入直後のalibava-gui起動では、ボードをリセットできないというエラーが出ることが多い。この場合は、GUIのRESETボタンによりリセットしてから、GUIを終了し、測定を続ける。

• R. Macro-Hernandez et al., "A portable readout system for microstrip silicon sensors (ALIBAVA)", 2008 IEEE Nuclear Science Symposium Conference Record, 2008, pp. 3201-3208
• ALIBAVAマニュアル

• 旧PC (192.168.1.3)と新PC (192.168.1.4)を起動する

• • ラズパイにログインしたら、/home/atlasj/work/stripQA/に移動し、まずcat /var/samba/trh/temp.datで温湿度を確認する。一番右の時刻を見て、現在時刻になっているようならOK。なっていなければスクリプトが止まっているので、sudo i2cget -y 1 0x35 0xDFで設定を通した後、nohup sudo python thermohydrometer.py &で温湿度モニタースクリプトを起動する（nohupをつけるとログアウト後もスクリプトを走らせているプロセスが生き続ける）。
  • 旧PCにログインする。ユーザーはatlasjではなくstripであることに注意！ログインしたら、まずsudo chmod 777 /dev/ttyUSB*で一般ユーザーもttyUSBを通した読み込み・書き込みをできるようにする。

• スクリプトを実行すると、約2分かけて徐々に最大印加電圧（照射済みなら-700 V、未照射なら-500 V）までVbiasが上がるので、その間電流計に注意する。-20 degCの場合、照射済みなら大体18 uA @ -700 V、未照射済みなら大体2 uA @ -500 Vぐらい。
• もし異常があれば、すぐにctrl + Cで止める！（ゆっくり2回）Vbiasは自動的に落ちるようになっているが、ちゃんと落ちているかすぐに確認し、もし落ちていなければ手で徐々に下げて落とす。

==================== 以下、古い情報なので参照しないこと！ ====================

Alibavaがデバイスとして認識されていないっぽい（alibava-guiを実行した時点で通信エラーが出る）

まず、以下を試して、Alibavaが旧PCから認識されているかをチェックする。

1. ls /dev/ttyUSB*
2. lsusb

いずれも期待通りの表示が出なかった場合、そもそもAlibavaが認識されていない。次に、以下をチェックする。

• Alibava本体の電源が入り、赤と緑のLEDが点灯しているか。（赤の方は、一度alibava-guiが正常に立ち上がって通信が確立していると、消えていることがあります。）
• USBケーブルなどがしっかりと刺さっているか。（特にAlibava本体側は結構抜けやすい）

Error: the temperature was measured XX seconds ago! というエラーが出る

CCE_measurement_controller.pyは、温湿度データが現在時刻の1分以内に測定されたものでないとこのエラーを出す。このエラーが出たときには、以下を確認する。

• ラズパイ温度計が動いているか。動いていなければ動かす。
• 旧PCの時刻があっているか。ずれていれば、以下の方法で修正。（旧PCはインターネットに接続できないので、NTPサーバーを利用した時刻同期を行えないため、このような問題が起こる。）
  • date -s "2022-01-01 00:00"（""内は現在時刻）で一時的に時刻を修正。
  • 永続的には、GUIで時刻を設定する。（旧PCはDVIでモニターに接続されており、手元のUSBスイッチでマウスとキーボードも新PCと切り替えられる。）

• 旧PCで/home/strip/StripQAに行き、python CCE_measurement_controller.py [batch number] [irrad or nonirrad] [operator]を実行。

analysis.py ../data/VPA38186_001/VPA38186_W01293_1_M1_MINI_CCE_001_temp.txt

引数には、*_temp.txtというファイルをとる。このファイルは、測定中にスクリプト（CCE_measurement_controller.py）によって自動的に生成されているはず。

新しいセンサーをローカルDBに登録する

※このローカルDBはITk Pixel productionで使っているものとは全く無関係で、ストリップセンサー専用の小規模なものを意味していることに注意。

KEKにある（あった）センサーの情報は、ITkPDとは別に独自のMySQLデータベース（新PC）で管理し、測定や解析をするときにそこからセンサー情報を取得したり、複数のデータファイルがあるときにどのファイルをITkPDに上げるべきか（上げたか）がわかるようにしている。新しいセンサーが来たときは、以下の手順でセンサーを登録する。

1. "ITk strip TEGs stored in KEK"というGoogleスプレッドシート（リンクを知っていれば誰でも編集できてしまうため、ここには貼らない）にセンサー情報を登録する。

• positionとscratchはわからなければ空欄でよい。そのほかの項目はすべて埋めないと、DBへの登録時にエラーになる。
• 照射しないサンプルについては"Non-irrad"を選択し、Exposed doseは0に。Irrad dateは空欄でよい。
• 照射前提のサンプルは、照射が終わって実照射線量まで記入する必要があることに注意！したがって、DBへの登録は照射が終わってから行う。

./get_spreadsheet.sh
./insert_sensors.py

3. /home/atlasjに移動し、以下のコマンドを実行。

./get_table.py

よくある問題とその対処

測定中にAlibavaがエラーを出した

ノイジーなチャンネルがあった

Hit distributionの中にノイジーなチャンネルが見えることがある。

この例の場合、178と179のノイズが突出している。これは、実はノイジーなのではなく、むしろワイヤーの断線などでセンサーがAlibavaに接続されていないことで起きる（Alibavaソフトウェアがやっているnoise subtractionのせいで、断線が起きているとむしろノイズが大きく見えてしまう。詳細は ITk-J sensor/module meeting 2021/02/16のスライドを参照）。

このような傾向が見えた場合、まずワイヤーが接続されているかをチェックする。測定データ中のチャンネル番号と実際のストリップ番号の対応は、以下の写真のようになっている。（2021//12/23現在）

ワイヤーが外れていた場合は、ワイヤーを打ち直して再度測定する。ワイヤーが外れていないのにノイジーなチャンネルがあった場合には、ひとまず次のサンプルを測定する。該当チャンネルがノイジーではなくなった場合、例えばコネクタの接続不良のような一時的な問題であった可能性が高く、後日再測定すればよい。もし同じチャンネルがやはりノイジーであれば、Alibava側の問題である可能性が高い。

ADCのキャリブレーション

たとえば、VPX32470とVPX32481（いずれも未照射品）をキャリブレーション用に-20度で測定したとする。以下のコマンドを使い、300 V以上のプラトー部分のADC値の平均が23,050 e-になるように、変換係数を求めることができる。

[atlasj@atlaspc21 run]$ calibration.py ../data/VPX32470_000 ../data/VPX32481_000
****************************************
Minimizer is Linear / Migrad
Chi2 = 7981.2
NDf = 9
p0 = 107.524 +/- 0.150218 
[[101.295, 0.380177], [101.406, 0.408082], [100.7, 0.370412], [99.8329, 0.381148], [98.0884, 0.376462], [130.558, 0.65694], [132.11, 0.753099], [132.988, 0.655305], [133.047, 0.720887], [131.525, 0.739086]]
Ave. : 214.37161142957441 +/- 0.2994924365147297

Ave. : の行が1 ADCカウント当たりの電子数を示す。この例であれば、214.37... [e-/ADC]となる。この値を、.../build/bin/script/python/config.pyのなかのconversion_factor()関数の返値に設定する。

def conversion_factor():
    return 214.37

これで、analysis.pyを走らせたときに、この値が変換係数として反映される。

• 「PC起動時」にあるようにsetup.shをsourceしていれば、monitor.pyがコマンドとして認識されているはず。（この時点では、monitor.pyを実行しても何も表示されない。monitor.pyが走っている状態で、旧PCで測定を開始すると、自動でモニターが表示される。）

テクニカル情報

ALiBaVa daughter cardのID

• 今使っている方（2021/04/07時点）：AS01-DB0A-L02B03
• 使っていない方：10/16-12

• 旧PCと新PCを起動する
  • 操作は基本的に新PCから行う。新PCターミナルを3つ開く。1つはラズパイにログイン（いまはALiBaVa用PCからはssh atlasj@192.168.1.2でログインできる）。1つは旧PCにログインしてGPIB通信スクリプトを走らせる。1つは新PC上でオンラインモニターを走らせる。

• • 旧PCにログインする。ユーザーはatlasjではなくstripであることに注意！ログインしたら、まずsudo chmod 777 /dev/ttyUSB*で一般ユーザーもttyUSBを通した読み込み・書き込みをできるようにする。
  • 新PC用のターミナルで/home/atlasj/StripQA/buildに行き、"source bin/script/setup.sh"を実行。

• • 必ず、旧PCを起動した後に行うこと。でないと旧PCとのコミュニケーションがうまくいかずにエラーができる。
  • 旧PCにログインしているターミナルでalibava-guiコマンドを実行。エラーなくGUIが立ち上がればよい。以後、GUIは使わないので、File → Quitで終了。
    • この時にエラーが出たら、通信できていない。その場合は、以下の"エラーが出た時の対処"を実行する。

• もしブレークダウンしたら、その電圧を記録。その電圧が550 Vを十分に超えていたら、30分程度待ってから、ブレークダウンした電圧より50 V低い電圧まで測定する。これにはスクリプトの書き換えが必要なので、やり方がわからなければエキスパートを呼ぶ。550 Vを超えていない場合、あるいはエキスパートがすくに対応できない時には、このサンプルは諦めて別のサンプルの測定に移る。

• 「PC起動時」にあるようにsetup.shをsourceしていれば、monitor.pyがコマンドとして認識されているはず。

• 旧PCで/home/atlasj/StripQAに行き、python CCE_measurement_controller.py [batch number] [irrad or nonirrad] [operator]を実行。

• もし異常があれば、すぐにctrl + Cで止める！（ゆっくり2回）Vbiasは自動的に落ちるようになっているが、ちゃんと落ちているかすぐに確認し、もし落ちていなければ手で徐々に下げて落とす。
• 問題なく最大印可電圧まで上げれば、自動的に測定が開始される。

7. すべての測定が終了したら、必ずVbiasが下がっていることを確認し（6517AのVOLTAGE SOURCE OPERATEランプが消灯している）、恒温槽の設定を20 degCにして温める。約15 degCまで上がったら、サンプルを取り出して次のサンプルに移る。

エラーが出た時の対処

注意：Error: value -1.0000000000e+00,1.0000000000e+00 cannot be interpreted as doubleというエラーは問題ないので無視すること！（本当は直した方が良いし、簡単に直せるはずなんですけどねぇ、ただの怠惰ですすみません。。。）

稀に、旧PCとAlibavaとの通信がうまくいかなくなってエラーが起きることがある。例えば、

03/24/2021 - 05:48:15 PM | Error [virtual int USBserial::open(const std::string&):67 Permission denied] Cannot open the device
03/24/2021 - 05:48:15 PM | Error [virtual int DAQmanager::open(const char*):96 Permission denied] Something failed when opening the device
process (8638) Error: value -1.0000000000e+00,1.0000000000e+00 cannot be interpreted as double
03/24/2021 - 05:48:15 PM | *** Sending Beetle configuration
03/24/2021 - 05:48:15 PM | Error [int Alibava::send_control(unsigned char):1264 Bad file descriptor] Failed sending control word 3
03/24/2021 - 05:48:15 PM | Error [int Alibava::beetle_header():350 Bad file descriptor] Failed sending [[BeetleConfig][BeetleConfig]]. rc=Write Error
03/24/2021 - 05:48:15 PM | Error [int Alibava::send_control(unsigned char):1264 Bad file descriptor] Failed sending control word 9
03/24/2021 - 05:48:15 PM | Error [int Alibava::do_acquisition(short unsigned int, Alibava::StateCode):756 Bad file descriptor] Failed sending command 9 with rc=Write Error
03/24/2021 - 05:48:15 PM | Error [virtual int [[DataRun][DataRun]]::loop(std::ostream&):60 Bad file descriptor] Error Write Error while acquiring. See messages above.
03/24/2021 - 05:48:15 PM | *** Reseting the board
03/24/2021 - 05:48:15 PM | Error [int Alibava::send_control(unsigned char):1264 Bad file descriptor] Failed sending control word ff
03/24/2021 - 05:48:15 PM | Error [int Alibava::software_reset():257 Bad file descriptor] Failed sending the software reset. rc=Write Error
### [[UnLoading][UnLoading]] Python module...
Finalizing Python
Error: /tmp/alibava-gui-status.txt seems incorrect; maybe alibava-gui was incorrectly finished or this file does not exist.

このようなエラーが出た時には、データを取得できずにCCE_measurement_controller.pyが終了する。この場合、以下の手順を試す。

1. まず、ターミナルの表示を遡り、何Vの測定中にこのエラーが出たかを記録する。

2. ALiBaVa の電源を抜く→10秒待って再度差す→30秒待つ。

3. 旧PCでsudo chmod 777 /dev/ttyUSB*を実行し、alibava-guiコマンドからGUIを立ち上げる。この時にエラーが出なければOK。File → QuitでGUIを終了。

4. 手順1で、エラーが最初から（照射済みサンプルであれば700 Vの測定中に）起きていたようであれば、再度python CCE_measurement_controller.py [batch number] [irrad or nonirrad] [operator]を実行して測定をやり直す。途中の測定点で起きていた場合には、その測定点からやり直せる。そのために、ls -ltr /home/strip/StripQA/dataを実行し、ラン番号を調べる。例えば、VPX32422_003とあったら、その測定はVPX32422に対するラン番号3であったことを意味する。python CCE_measurement_controller.py [batch number] [irrad or nonirrad] [operator] [run number]（[run number]が先ほどまでなかった引数）を実行する。

測定前の準備

少々面倒なのだが、新しいPCでは原因不明のノイズが大きくDAQがまったくできないので、DAQは古いPCで行い、データの解析は新しいPCで行う。

• Strip sensor meeting
  • S. Hirose on 14th October 2020

その他の情報

• Alibavaをインストールする

• • ラズパイにログインしたら、/home/atlasj/work/stripQA/に移動し、まずcat /var/samba/trh/temp.datで温湿度を確認する。一番右の時刻を見て、現在時刻になっているようならOK。なっていなければスクリプトが止まっているので、sudo i2cget -y 1 0x35 0xDFで設定を通した後、nohup sudo python thermohydrometer.py &で温湿度モニタースクリプトを起動する（nohupをつけるとログアウト後もスクリプトを走らせているプロセスが生き続ける）。[注意] 起動直後は/var/samba/trhが存在しないので、sudo mount.cifs //130.87.243.248/shared /var/samba/ -o user=smbuser を実行する必要がある。（パスワードを聞かれるが、何も入力せずenterでよい）
  • sudo chmod 777 /dev/ttyUSB*で一般ユーザーもttyUSBを通した読み込み・書き込みをできるようにする
  • ttyUSBのインデックスは、USBケーブルを抜き差ししたり、PCを再起動すると変わってしまうことがある。/home/atlasj/StripQAに移動し、python agilent34410_test.py が走るか試す。走らなかった場合は、以下の手順を試す。
    • 一度GPIB-USBを抜いて、ls /dev/ttyUSB*を実行し、何番のttyUSBが存在するかを調べる。
    • GPIB-USBを差してls /dev/ttyUSB*を実行する。増えたttyUSBが、GPIB-USBが使っているものの可能性が高いので、python/config.pyの中にあるdevice_path()の戻り値を適切に書き換える。
    • python agilent34410_test.pyを実行し、電流値を読み込めたら成功。

• • • この時にエラーが出たら、通信できていない。その場合は、ALiBaVaの電源を抜く→10秒待って再度差す→30秒待つ、を試してみる（どうやら、PCより先にALiBaVaが起動していると通信がうまくできないらしい）。

• Mini & MD8ボードのコネクタがきちんとつながっているかは、横からのぞき込むとわかる。

• /home/atlasj/StripQAに行き、python CCE_measurement_controller.py [batch number] [irrad or nonirrad] [operator]を実行。
  • [batch number]には、サンプルのバッチ番号を入れる。

• ファイル名はVPXxxxxx_yyyV.datという形にする。xxxxxはバッチ番号、yyyはVbiasの絶対値。.datをお忘れなく！

• 途中経過を見たければ、新しいターミナルを開いて/home/atlasj/StripQAに行き、root -lでROOTを立ち上げてから、.x mutsuto_macro.C("alibava/data/[filename]", [Vbias])とやると、解析を走らせられる。[filename]はALiBaVaで保存したファイル名、[Vbias]はVbiasの絶対値。

ITk strip QA (CCE)

ALiBaVaセットアップの使い方。

-- Shigeki Hirose - 2020-09-28

PC起動時

PCなどが完全にシャットダウンされている状態から測定の準備をするには、以下の操作が必要。

• PCを起動する
  • ターミナルを3つ開く。1つはラズパイにログイン（いまはALiBaVa用PCからはssh atlasj@192.168.1.2でログインできる）。1つはGPIB通信スクリプト用。1つはALiBaVa用。
  • ラズパイにログインしたら、cat /var/samba/trh/temp.datで温湿度を確認できる。一番右の時刻を見て、現在時刻になっているようならOK。なっていなければスクリプトが止まっているので、i2cget -y 1 0x35 0xDFで設定を通した後、nohup sudo python /home/atlasj/work/stripQA/thermohydrometer.pyで温湿度モニタースクリプトを起動する（nohupをつけるとログアウト後もスクリプトを走らせているプロセスが生き続ける）。
  • sudo chmod 777 /dev/ttyUSB2で一般ユーザーもttyUSB2を通した読み込み・書き込みをできるようにする
• ALiBaVa を起動する
  • 本体にスイッチはないので、ケーブルをさして起動。
  • 必ずPCを起動した後に行うこと。でないとPCとのコミュニケーションがうまくいかずにエラーができる。
  • ALiBaVa 用ターミナルで/home/atlasj/StripQAに行き、sudo ./ALiBaVa.shを実行してALiBaVa GUIを開く。
  • ALiBaVa が起動したら、以下の設定をする。
    • File → Openをクリックし、"kazu_tsukuba.ini"を開く。
    • Run Typesにある"RS Run"をクリック。
    • Max. no of eventsを100000にする。（未照射の場合は50000）
• 恒温槽を起動する
  • -20 degCになるまで待つ。室温からだと20～30分かかるので注意。
  • 温度はラズパイ上でcat /var/samba/trh/temp.dat で確認できる（左から3つ目が温度[degC]、4つ目が湿度[%]）。

測定をする

1. 治具にMini & MD8をセットする。バッチ番号、ウェハー番号の記録を忘れずに！金属プレートの上にチェッキングソースを載せる。

• 既に-20 degCに冷えている場合は、凍傷にならないよう金属部分を素手で長時間で触らないこと！

• 恒温槽を閉める前のチェックリスト。
  • センサーのバッチ番号とウェハー番号を記録したか？
  • チェッキングソースを治具に載せたか？
• 850 Vまで上げる。スケーラーでトリガーレートが~300 Hzになっていることを確認する（DAQがせいぜい200 Hz程度なので、それ以上になっていれば問題ない）。
• しっかり遮光されているので恒温槽が開いている間にHVが印加されていても基本的に問題はない。

• 温度はラズパイ上でcat /var/samba/trh/temp.dat で確認できる（左から3つ目が温度[degC]、4つ目が湿度[%]）。

• /home/atlasj/StripQAに行き、python CCE_measurement_controller.py [serial number] [irrad or nonirrad] [operator]を実行。
  • [serial number]には、サンプルのシリアル番号を入れる（バッチ番号ではないことに注意！バッチ番号＋ウェハー番号は、（実際にそれが起きる可能性はほぼないが）原理的には重複する可能性があるため）。シリアル番号は スプレッドシートなどで調べられる。
  • [irrad or nonirrad]には、照射済みセンサーの場合はirrad、未照射センサーの場合はnonirradと入力する。
  • [operator]には自分を識別できる文字列を入れる（空白は受け付けないので注意。CERNアカウント名や研究室のアカウント名で良い）
• スクリプトを実行すると、約2分かけて徐々に最大印加電圧（照射済みなら-700 V、未照射なら-500 V）までVbiasが上がるので、その間電流計に注意する。-20 degCの場合、照射済みなら大体18 uA @ -700 V、未照射済みなら大体2 uA @ -500 Vぐらい。
• もし異常があれば、すぐにctrl + Cで止める！Vbiasは自動的に落ちるようになっているが、ちゃんと落ちているかすぐに確認し、もし落ちていなければ手で徐々に下げて落とす。

• ファイル名はVPXxxxxx_Wyyyyy_zzzV.datという形にする。xxxxxはバッチ番号、yyyyyはウェハー番号、zzzはVbiasの絶対値（毎回シリアル番号を入力するのは大変なのでバッチ番号にしている）。

• オンラインモニターのところで、SignalタブのChip 2を選択し、左図のようになれば恐らくデータが取れている（negativeの分布の立ち上がりが緩い）。

• 途中経過を見たければ、新しいターミナルを開いて/home/atlasj/StripQAに行き、root -lでROOTを立ち上げてから、.x mutsuto_macro.C("alibava/data/[filename]", [wafer number], [Vbias])とやると、解析を走らせられる。[filename]はALiBaVaで保存したファイル名、[wafer number]と[Vbias]はそれぞれウェハー番号とVbiasの絶対値。

• python analysis.dat [path to data file]; 引数には、data以下にあるファイルを指定する。