Inclinometro

Inclinometro

Sviluppo di una nuovo dispositivo elettronico in ambito automotive per il controllo del pitch&roll

CLIENTE:

Importante realtà industriale italiana

L’esigenza

Il nostro cliente ha vinto una commessa per realizzare un nuovo dispositivo da montare sui veicoli del proprio cliente finale con l’obiettivo di monitorare in real time il pitch&roll del veicolo, ovvero l’inclinazione secondo gli assi di riferimento del piano di appoggio (o piano stradale).

La soluzione

Le attività che ci sono state commissionate prevedevano sia la progettazione elettronica della scheda del dispositivo, lo sviluppo del firmware del microcontrollore da noi scelto e del software di test e collaudo del prodotto finale.
I componenti principali della scheda elettronica oltre al microcontrollore sono stati i sensori MEMS, ovvero un accelerometro a 3 assi e un giroscopio che hanno fornito i dati da analizzare per determinare le inclinazioni del veicolo sui due assi. Il feedback visivo per l’utente è stato realizzato con due indicatori a lancetta pilotati dal micro tramite due motori stepper attraverso un canale di comunicazione seriale I2C.
La sfida del progetto è stata quella di sviluppare un algoritmo di BI che elaborasse i dati dei sensori MEMS riuscendo a discriminare le forze intrinseche dovute al moto del veicolo (accelerazioni e decelerazioni oltre alle accelerazioni centrifughe e centripete in curva) da quelle effettivamente imputate per l’inclinazione del veicolo.
Di fondamentale importanza è stata la fase di messa a punto dell’algoritmo nella quale abbiamo fatto una serie di acquisizioni di dati in campo che ci ha permesso di creare un database sufficientemente ampio da storicizzare i falsi positivi per poterli distinguere dalle situazioni in cui le inclinazioni erano reali. La raccolta dei dati è stata necessaria anche per apportare modifiche all’algoritmo come ad esempio la variazione del modulo del vettore di forza misurato dall’accelerometro in condizioni di zeroG (ovvero senza alcuna forza applicata oltre a quella gravitazionale) al variare degli angoli di orientamento del sensore.

I vantaggi

Tra i vantaggi principali raggiunti con lo sviluppo del nuovo dispositivo abbiamo: 
  • affidabilità della misura. Grazie all’algoritmo implementato la misura non risente delle forze in gioco che non concorrono all’inclinazione del veicolo e che invece solitamente alterano la misura degli analoghi indicatori realizzati con sensori analogici.
  • maggiore sicurezza del veicolo. L’introduzione dello strumento ha aumentato la sicurezza delle persone presenti sul veicolo fornendo un allarme ben visibile in caso di superamento delle soglie di sicurezza.

 

La richiesta

  • Progettazione e realizzazione di nuovo dispositivo automotive per il monitoraggio del pitch&roll 

Il nostro contributo

  • Progettazione della scheda elettronica
  • Sviluppo del firmware
  • Prototipazione
  • Marcatura CE
  • Sviluppo della procedura e software di test e collaudo del dispositivo

Tecnologie usate

  • OrCAD per la progettazione schema e layout della scheda
  • linguaggi C e assembler per il firmware
  • C#.NET per il sw desktop di test e collaudo

Risultati raggiunti

  • Affidabilità della misura
  • Maggiore sicurezza del veicolo

La testimonianza

“Progetto sfidante. L’essere riusciti a isolare i valori di inclinazione dalle altre forze agenti sul moto  del veicolo è stata la parte più complessa del lavoro fatto. Di notevole importanza è stata la fase di acquisizione dati in campo dalla quale siamo riusciti ad ottenere un sufficiente numero di informazioni per ottimizzare l’algoritmo di misura”

Lisa Morassi, Technical & Operations Manager @Kiwibit