Obiettivi◆◆ Ottenere◆un’interfaccia◆sensore-A/D◆funzionante.◆◆ Elaborare◆un◆algoritmo◆per◆la◆stima◆del◆tempo◆di◆
svuotamento.◆◆ Redigere◆una◆documentazione◆esaustiva◆per◆◆
il◆partner◆industriale◆in◆modo◆da◆poter◆continuare◆lo◆sviluppo◆del◆prodotto.
DescrizioneLa◆viscosità◆di◆un◆liquido◆è◆un◆parametro◆importante◆per◆diverse◆applicazioni,◆in◆spe-cial◆modo◆in◆tipografia◆dove◆la◆viscosità◆degli◆inchiostri◆è◆di◆fondamentale◆impor-tanza◆per◆una◆buona◆qualità◆del◆prodotto.◆La◆viscosità◆viene◆rilevata◆misurando◆il◆tempo◆di◆deflusso◆di◆una◆quantità◆conosciuta◆del◆liquido◆attraverso◆un◆ugello◆cali-brato.◆L’operazione◆avviene◆manualmente◆con◆l’ausilio◆di◆un◆cronometro.◆Il◆prodotto◆oggetto◆del◆presente◆lavoro◆mira◆ad◆automatizzare◆il◆processo◆di◆misura◆dello◆stru-mento.◆Per◆far◆ciò◆è◆stato◆sviluppato◆uno◆stadio◆di◆condizionamento◆del◆piccolo◆se-gnale◆del◆sensore◆in◆modo◆da◆permetterne◆una◆lettura◆al◆convertitore◆A/D◆del◆mi-crocontrollore.◆Per◆stimare◆il◆tempo◆di◆svuotamento◆del◆viscosimetro◆in◆un◆tempo◆minore◆di◆quello◆reale◆è◆stato◆realizzato◆e◆testato◆un◆algoritmo◆tramite◆Matlab.
ConclusioniLo◆stadio◆d’amplificazione◆sviluppato◆risulta◆essere◆◆funzionante◆e◆a◆costi◆relativa-mente◆contenuti.◆L’algoritmo◆risulta◆avere◆un◆errore◆di◆stima◆inferiore◆all’1%.◆Utilizzando◆l’acqua◆si◆ottiene◆questa◆precisione◆con◆un◆guadagno◆di◆tempo◆di◆circa◆il◆50%◆rispetto◆al◆tempo◆di◆svuotamento◆reale.◆Per◆fluidi◆con◆una◆viscosità◆mag-giore◆il◆guadagno◆di◆tempo◆risulta◆essere◆molto◆più◆elevato.◆Grazie◆a◆questo◆lavoro◆il◆partner◆industriale◆potrà◆integrare◆il◆tutto◆per◆ottenere◆il◆prodotto◆finale.
AbstractÈ◆ stato◆ realizzato◆ un◆ sistema◆ che◆ permette◆ l’ampli-ficazione◆del◆piccolo◆segnale◆che◆descrive◆la◆curva◆di◆svuotamento◆del◆viscosimetro,◆◆generato◆da◆un◆sen-sore◆basato◆su◆ponte◆di◆Wheatstone.◆Il◆segnale◆viene◆poi◆campionato◆e◆convertito◆sull’A/D◆di◆un◆microcon-trollore.◆In◆quest’ultimo◆verrà◆in◆futuro◆implementato◆l’algoritmo◆sviluppato◆e◆testato◆tramite◆l’applicazione◆Matlab.
Mattia [email protected]
Scuola◆universitaria◆professionale◆della◆Svizzera◆italianaDipartimento tecnologie innovative
Viscosimetro elettronicoMattia BaruffaldiBachelor of Science in Ingegneria elettronicaApprofondimento◆in◆MeccatronicaRelatore:◆Alessandro◆RobertiniCorrelatore:◆Silvano◆BalemiPartner◆industriale:◆Celio◆Engineering◆SA,◆CH-6775◆Ambrì◆(TI)
Fig.◆1.◆Sensore◆Strain◆Gauge.
Fig.◆2.◆Sistema◆di◆misura◆completo.
Fig.◆3.◆Stima◆della◆curva◆di◆svuotamento◆dell’acqua.
Objectives◆◆ Simulation◆and◆optimization◆of◆a◆self-tuning◆analog◆
PID◆controller◆with◆Matlab/Simulink.◆◆ Test◆of◆the◆power◆consumption◆of◆the◆analog◆PID◆◆
controller◆implemented◆on◆the◆FPAA.◆◆ Implementation◆and◆test◆of◆the◆platform◆self-tuning◆◆
analog◆PID◆controller.
DescriptionFig.◆1◆shows◆◆a◆control◆platform◆implemented◆on◆a◆reconfigurable◆analog◆chip◆(FPAA)◆manufactured◆by◆Anadigm.◆The◆system◆includes◆an◆auto-tuning◆algorithm◆called◆Particle◆Swarm◆Optimizations◆(PSO)◆which◆was◆implemented◆on◆a◆computer.◆The◆data◆transmission◆for◆the◆reference◆signal◆and◆the◆result◆of◆the◆signal◆error◆evalua-tion◆is◆managed◆with◆a◆custom-made◆board◆by◆the◆RS-232◆protocol.◆A◆second◆se-rial◆COM◆connection◆able◆to◆reconfigure◆the◆FPAA◆chip.◆The◆platform◆is◆completely◆managed◆and◆synchronized◆by◆the◆developed◆GUI.Fig.◆2◆shows◆the◆auto-tuning◆processing◆cycle.◆The◆parameter◆search◆with◆the◆PSO◆algorithm◆first◆applies◆a◆training◆signal◆that◆stimulates◆the◆plant◆at◆different◆fre-quencies◆decreasing◆the◆error◆for◆every◆PSO◆generation.◆The◆analog◆PID◆controller◆that◆archives◆the◆faster◆parameter◆response◆was◆found◆by◆the◆PSO.Fig.◆3◆shows◆a◆prototype◆of◆the◆complete◆proposed◆framework.
ConclusionsThe◆ proposed◆ framework◆ found◆ the◆ best◆ parameters◆ in◆ 14◆ minutes◆ using◆ the◆maximum◆range◆PID◆and◆offset◆parameters◆that◆can◆be◆implemented◆with◆the◆FPAA.◆The◆controlled◆system◆has◆a◆settling◆time◆of◆0.4ms,◆which◆is◆20◆faster◆then◆the◆plant◆without◆controller.◆ It◆ is◆possible◆ to◆ reduce◆ the◆PID◆parameter◆ range◆taking◆into◆account◆the◆results◆of◆Ziegler-Nichols◆calculations.◆This◆solution◆de-creases◆significantly◆the◆search◆time◆to◆2◆minutes.◆The◆power◆consumption◆of◆the◆FPAA◆and◆the◆developed◆Proto-Board◆are◆248mW◆and◆35mW◆respectively.◆The◆proposed◆framework◆was◆tested◆with◆3◆different◆plants◆to◆verify◆how◆the◆self-tuning◆performs◆under◆different◆pant◆dynamics.
Reference[1]◆A◆Self-Tuning◆Analog◆Proportional-Integral-Derivative◆(PID)◆Controller.◆Varun◆Aggarwal,◆Meng◆Mao◆and◆Una-May◆O’Reilly:◆IEEE,◆2006.
AbstractThe◆project◆consists◆in◆developing◆a◆platform◆to◆imple-ment◆a◆low-power◆analog◆PID◆controller◆with◆an◆auto-tuning◆method.◆The◆controller◆platform◆is◆implement-ed◆using◆an◆electrically◆ reconfigurable◆analog◆device◆called◆Field◆Programmable◆Analog◆Array◆(FPAA).◆The◆idea◆is◆to◆use◆a◆genetic◆tuning◆algorithm◆capable◆of◆finding◆the◆best◆PID◆parameters◆to◆program◆on◆the◆FPAA.◆The◆project◆bases◆itself◆on◆the◆work◆done◆by◆the◆Massachusetts◆ Institute◆ of◆ Technology◆ (MIT)◆ [1]◆ and◆continues◆with◆new◆optimization◆solutions.
Andrea [email protected]
Scuola◆universitaria◆professionale◆della◆Svizzera◆italianaDipartimento tecnologie innovative
Self-Tuning Analog PID ControllerAndrea BernaschinaBachelor of Science in Electrical EngineeringSpecialisation◆in◆MechatronicsSupervisor:◆Diego◆BarrettinoCo-supervisor:◆Ivan◆Defilippis
Fig.◆1.◆Tuning◆PID◆controller◆model◆with◆cost◆function◆
Analog PID ControllerServenger PAM5001R
Proto-BoardCustom-made
uC programmerATMEL
Auto PID tuning GUICustom-made
PlantsCustom-made
Fig.◆3.◆Proposed◆frameworkFig.◆2.◆PSO◆Algorithm◆results◆obtained
Step response of the plant without controller. Settling time 8ms
PSO training function signal
PSO best error for every generation
Square response with the controller. Settling time 0.4ms
Obiettivi◆◆ ◆Studio◆approfondito◆della◆modulazione◆AM.◆◆ ◆Design◆degli◆schemi◆e◆simulazione.◆◆ ◆Studio◆della◆soluzione◆ottimale.◆◆ ◆Ricerca◆della◆componentistica◆più◆appropriata.◆◆ ◆Produzione◆delle◆schede◆e◆relativo◆collaudo.◆◆ ◆Analisi◆dei◆risultati◆ottenuti.
DescrizioneLa◆scheda◆di◆modulazione◆è◆stata◆studiata◆per◆offrire◆due◆differenti◆segnali◆di◆uscita.◆Uno◆è◆quello◆a◆doppia◆banda◆laterale,◆ovvero◆DSB,◆mentre◆l’altro,◆grazie◆a◆un◆filtro◆passa◆banda,◆quello◆a◆banda◆singola◆(SSB).Per◆la◆scheda◆di◆demodulazione◆si◆è◆scelto◆invece◆di◆poter◆usare◆sia◆un◆demodulatore◆a◆prodotto◆sia◆uno◆a◆inviluppo.In◆entrambi◆gli◆stadi◆il◆segnale◆di◆uscita◆viene◆amplificato◆tramite◆un◆operazionale◆e◆il◆guadagno◆gestito◆da◆un◆potenziometro.Sono◆ inoltre◆stati◆predisposti◆numerosi◆pin◆test◆per◆ facilitare◆un’analisi◆concisa◆di◆ogni◆segnale,◆specialmente◆per◆un◆impiego◆in◆ambiente◆didattico.
ConclusioniDopo◆aver◆analizzato◆i◆diversi◆segnali◆modulati◆e◆demodulati◆prima◆e◆dopo◆l’am-plificazione,◆i◆segnali◆DSB,◆SSB◆e◆i◆relativi◆spettri,◆si◆può◆concludere◆che◆sono◆con-formi◆a◆quanto◆previsto◆dalla◆teoria◆e◆affini◆a◆quelli◆rilevati◆in◆laboratorio,◆per◆cui◆entrambe◆le◆schede◆funzionano◆correttamente.Come◆sviluppi◆futuri◆si◆potrebbe◆pensare◆a◆una◆trasmissione◆del◆segnale◆tipo◆wi-reless◆anziché◆cablata◆e◆a◆un’estrapolazione◆diretta◆della◆portante◆dal◆segnale◆modulato.
AbstractIl◆progetto◆di◆diploma◆consiste◆nell’approfondimento◆della◆modulazione◆AM◆e◆nell’ideazione◆e◆realizzazione◆di◆due◆schede◆per◆ la◆modulazione◆e◆demodulazione◆d’ampiezza.Le◆schede◆devono◆essere◆intuitive◆e◆didattiche◆per◆un◆impiego◆in◆ambiente◆universitario.◆La◆particolarità◆è◆che◆ in◆ entrambe◆ sono◆ previsti◆ unicamente◆ compo-nenti◆discreti◆come◆diodi◆e◆transistor,◆a◆differenza◆delle◆schede◆usate◆nelle◆esperienze◆di◆laboratorio.
Arturo [email protected]
Scuola◆universitaria◆professionale◆della◆Svizzera◆italianaDipartimento tecnologie innovative
Modulatori e demodulatori AM didatticiArturo CanonicaBachelor of Science in Ingegneria elettronicaApprofondimento◆in◆Tecnologie◆delle◆comunicazioniRelatore:◆Andrea◆SalvadèCorrelatore:◆Thomas◆Bartesaghi
Fig.◆1.◆Cablaggio◆stadi◆di◆modulazione/demodulazione
Fig.◆2.◆Simulazione
Fig.◆3.◆Segnale◆reale◆modulato◆AM
Fig.◆1.◆Applied◆control◆strategy◆
ObjectivesThe◆goal◆is◆to◆research,◆evaluate◆and◆introduce◆a◆new◆control◆strategy◆to◆lock◆the◆cavity◆for◆long◆time◆with-out◆a◆manual◆intervention◆and◆with◆satisfactory◆per-formances.
DescriptionResearchers◆at◆CERN◆are◆working◆in◆order◆to◆perform◆a◆high◆precision◆spectroscopy◆of◆the◆positron.◆To◆this◆aim◆the◆excitation◆laser◆has◆to◆be◆amplified◆and◆one◆needs◆a◆Fabry-Perot◆resonator.aThe◆idea◆is◆to◆lock◆the◆cavity◆at◆the◆right◆length◆(defined◆by◆the◆frequency◆of◆the◆stabilized◆incoming◆laser)◆with◆a◆controller◆by◆measuring◆the◆reflected◆wave◆and◆moving◆one◆of◆the◆mirrors◆with◆a◆piezoelectric◆actuator.◆One◆of◆the◆best◆methods◆is◆called◆Pound-Drever-Hall◆(PDH),◆however,◆if◆a◆disturb◆cause◆a◆movement◆out◆of◆the◆controlled◆range◆the◆system◆has◆to◆be◆reset◆manually.The◆aim◆of◆this◆diploma◆work◆is◆to◆design◆and◆implement◆a◆method◆to◆avoid◆this◆manual◆intervention◆thus◆maximizing◆the◆data◆taking◆time◆of◆the◆spectroscopy.
ConclusionsIn◆this◆project◆we◆describe◆how◆to◆implement◆a◆digital◆control◆to◆grant◆a◆long◆term◆stability◆of◆a◆Fabry-Perot◆resonator.Firstly,◆based◆on◆the◆PDH◆method,◆a◆discrete-time◆integrator◆is◆used◆to◆remove◆the◆small◆error◆of◆the◆lock◆position;◆and◆secondly,◆an◆additional◆slow◆control◆based◆on◆the◆side-locking◆method◆to◆compensate◆for◆the◆big◆displacements◆in◆a◆simu-lated◆time◆less◆than◆0.6◆ms.This◆control◆was◆modelled◆and◆simulated◆(see◆Fig.◆2)◆to◆verify◆the◆expected◆be-haviour◆and◆is◆ready◆to◆be◆implemented◆on◆a◆DSP◆using◆the◆C◆code◆written◆in◆the◆S-Function◆and◆tested◆on◆the◆optical◆setup◆(see◆Fig.◆3).
AbstractThis◆ project◆ is◆ focused◆ on◆ the◆ research◆ of◆ a◆ control◆strategy◆to◆lock◆a◆Fabry-Perot◆resonator◆in◆order◆to◆perform◆ a◆ high◆ precision◆ spectroscopy◆ of◆ the◆ posi-tronium.◆In◆particular,◆resolving◆the◆essential◆issue◆of◆a◆long-term◆stability◆of◆the◆lock◆without◆a◆manual◆in-tervention.◆To◆perform◆such◆a◆measurement,◆a◆high◆power◆(about◆1-2◆kW)◆of◆the◆excitation◆laser◆is◆neces-sary,◆but◆existing◆laser◆at◆486◆nm◆does◆not◆exceed◆1◆W.◆This◆enhancement◆factor◆can◆be◆done◆by◆a◆Fabry-Perot◆resonator◆if◆the◆cavity◆length◆is◆locked◆to◆shape◆a◆ standing◆ wave◆ inside◆ the◆ cavity.◆ A◆ digital◆ control◆including◆both◆the◆Pound-Drever-Hall◆and◆the◆side-locking◆methods◆is◆the◆result◆of◆this◆project(see◆Fig.1.).
Fabio Dell’[email protected]
Scuola◆universitaria◆professionale◆della◆Svizzera◆italianaDipartimento tecnologie innovative
Long-term Stabilization of a Fabry-Perot ResonatorFabio Dell’AgnolaBachelor of Science in Electrical EngineeringSpecialisation◆in◆MechatronicsSupervisor:◆Silvano◆Balemi◆ ◆Co-supervisor:◆Diego◆BarrettinoPartners:◆Paolo◆Crivelli◆and◆Claudio◆Lenz-Cesar,◆CERN,◆CH–1211◆Genève
Fig.◆2.◆Simulated◆control◆system◆using◆Simulink
Fig.◆3.◆Optical◆setup◆for◆tests
ObiettiviLa◆ realizzazione◆ di◆ un◆ oscillatore◆ astabile,◆ costruito◆preferibilmente◆con◆componenti◆discreti◆MOS,◆a◆cau-sa◆del◆consumo◆bassissimo◆(ordine◆di◆grandezza◆di◆100◆nA),◆che◆deve◆poter◆funzionare◆a◆batteria,◆con◆inter-valli◆di◆tensione◆e◆temperatura◆abbastanza◆estesi.
DescrizioneDispositivi◆wireless◆autonomi◆trovano◆un’impiego◆sempre◆più◆diffuso,◆p.es◆in◆reti◆di◆sensori.◆Al◆tempo◆stesso◆è◆in◆atto◆un◆trend◆verso◆soluzioni◆a◆consumo◆sempre◆più◆basso◆e◆autonomia◆di◆funzionamento◆più◆lunga.◆Uno◆dei◆provvedimenti◆più◆efficaci◆in◆questo◆senso◆è◆quello◆di◆◆tenere◆tutta◆l’elettronica◆(microcontrollore,◆incluso◆il◆suo◆oscillatore)◆in◆stato◆di◆sleep◆(o◆power◆down)◆e◆di◆svegliarla◆periodicamente◆per◆bre-vi◆intervalli,◆in◆cui◆svolge◆le◆sue◆funzioni.◆Il◆duty◆cycle◆tra◆fase◆attiva◆e◆fase◆sleep◆può◆raggiungere◆rapporti◆di◆1:1000◆o◆meno,◆dove◆la◆durata◆delle◆fasi◆di◆sleep◆può◆durare◆p.es◆15◆minuti.◆Deve◆poter◆funzionare◆a◆batteria,◆con◆intervalli◆di◆tensione◆e◆tempera-tura◆abbastanza◆estesi.
ConclusioniIl◆meccanismo◆di◆questo◆tipo◆di◆oscillatore◆astabile◆è◆sempre◆basato◆su◆concet-ti◆elettronici◆basilari.◆Nei◆vari◆circuiti◆costruiti◆si◆può◆osservare◆la◆similitudine◆dei◆componenti◆usati,◆e◆questo◆perché◆il◆concetto◆di◆funzionamento◆è◆sempre◆lo◆stes-so.◆Un◆esempio◆di◆questo◆tipo◆di◆multivibratori◆si◆trova◆nelle◆reti◆di◆sensori◆in◆am-bienti◆rischiosi,◆cioè◆pericolosi◆da◆raggiungere,◆come◆ad◆esempio◆in◆applicazioni◆militari◆oppure◆nelle◆misurazioni◆dell’attività◆vulcanica.
AbstractQuesto◆ progetto◆ propone◆ la◆ realizzazione◆ di◆ un◆ cir-cuito◆atto◆a◆fornire◆un◆segnale◆logico◆di◆risveglio◆(wa-ke-up)◆periodico◆a◆un◆microcontrollore◆(incluso◆il◆suo◆oscillatore),◆a◆intervalli◆di◆15◆minuti◆(o◆più◆).◆Questi◆tipi◆di◆oscillatori◆(multivibratori)◆autonomi◆trovano◆un◆impie-go◆sempre◆più◆diffuso◆nelle◆applicazioni◆elettroniche,◆allo◆ stesso◆ tempo◆è◆ in◆atto◆un◆ trend◆verso◆soluzioni◆a◆consumo◆sempre◆più◆basso◆e◆autonomia◆di◆funzio-namento◆più◆lunga.◆Il◆duty◆cycle◆tra◆fase◆attiva◆e◆fase◆sleep◆può◆raggiungere◆rapporti◆di◆ 1:1000◆o◆meno.◆La◆peculiarità◆di◆questo◆progetto◆sta◆nella◆specifica◆di◆un◆consumo◆bassissimo◆(ordine◆di◆grandezza◆di◆100◆nA).
Shady [email protected]
Scuola◆universitaria◆professionale◆della◆Svizzera◆italianaDipartimento tecnologie innovative
Low power wake-up timerShady GoroBachelor of Science in Ingegneria elettronicaApprofondimento◆in◆Tecnologie◆delle◆comunicazioniRelatore:◆Ricardo◆MonleoneCorrelatore:◆Andrea◆Salvadè
Fig.◆1.◆Diagramma◆a◆blocchi◆del◆sistema
Fig.◆2.◆Realizzazione◆di◆vari◆tipi◆di◆circuiti
Fig.◆3.◆Risultati◆ottenuti
Fig. 2. Schematics of the operational amplifier (left) and of the source-coupled voltage controlled oscillator (right).
Fig. 3. Layout of the IC, 2000um x 1600um total size
Objectives ◆ Identification of the MEMS micro-mirrors’ model
from measurements. ◆ Design and optimization of the compact controller
using Simulink. ◆ Circuit design and simulation in Cadence using the
0.5um CMOS process from AMI. ◆ Layout of the circuit in Cadence.
DescriptionThe MEMS micro-mirror is composed by a suspended mono-crystalline structure, symmetrical anchored on both sides by two beams. The actuation principle is based on the Lorentz force, achieved thanks to a magnetic field provided by a permanent magnet and a current that flows trough the coil (Fig. 1.). The controlled closed-loop system comprises a proportional-integrative (PI) controller, a voltage controlled os-cillator (whose schematic is shown in Fig. 2., right), a peak detector and a lowpass filter. The feedback signal is given by induced voltage, which is a very weak signal (a few mV) that is first amplified with a customized operational amplifier (Fig. 2., left) and then its peak is detected. The closed-loop system allows to seek the natural res-onance frequency of the mirror (17 kHz) and maintain it.
ConclusionsThe PI controller allows the system to reach the steady state within 25 ms. The power consumption of the integrated circuit is approximately 100 mW. The PI controller could be faster but it would consume more power. The occupied sili-con area using the 0.5um CMO process from AMI is 460um x 350um for the rea-dout and control electronics, 1600um x 1600um for the MEMS micro-mirror and 2000um x 1600um for the total integrated circuit.
AbstractThis project involves the design of a compact control-ler plus readout electronics for a MEMS micro-mirror for embedded pico-projectors. First a model of the dynamic behavior of the mirror was found. Then con-troller design and simulation of the closed-loop sys-tem was done with Simulink. Next, the circuit was designed for the 0.5um CMOS process from AMI and re-simulated in Cadence. The final result is the layout of the integrated circuit that includes the MEMS mi-cro-mirror as shown in Figure 3.
Carlo [email protected]
Design of Compact Controllers for Monolithic CMOS-MEMS Micro-MirrorsCarlo Kufahl Bachelor of Science in Electrical EngineeringSpecialisation in MechatronicsRelatore: Diego BarrettinoCorrelatore: Ivan Defilippis
Scuola universitaria professionale della Svizzera italianaDipartimento tecnologie innovative
Fig. 1. 3D drawing of the MEMS micro-mirror (top) and Simulation scheme of the closed-loop system.
ObiettiviProgettazione◆e◆realizzazione◆di◆array◆d’antenne◆patch◆a◆doppia◆polarizzazione◆con:◆◆ Crosstalk◆(S21)◆tra◆polarizzazioni◆minimizzato.◆◆ Ritorno◆di◆segnale◆all’ingresso◆(S11)◆minimo.◆◆ Diagramma◆d’irradiazione◆molto◆direttivo.◆◆ Frequenza◆di◆lavoro◆di◆5.4a◆GHz.◆◆ Impedenza◆d’entrata◆normalizzata◆a◆50◆Ω.
DescrizioneIl◆progetto◆è◆stato◆suddiviso◆in◆quattro◆parti:◆◆ Studio◆teorico:◆ricerca◆di◆documentazione◆e◆possibili◆soluzioni◆per◆progettare◆ar-
ray◆d’antenne◆patch◆a◆doppia◆polarizzazione.◆◆ Dimensionamento◆e◆simulazione:◆partendo◆da◆una◆singola◆antenna◆fino◆a◆interi◆
array◆comprendenti◆entrambe◆le◆polarizzazioni.◆Ottimizzazione◆di◆parametri◆per◆avere◆un◆buon◆rendimento,◆cioè◆un’antenna◆direttiva◆con◆un◆crosstalk◆minimo◆tra◆le◆polarizzazioni.
◆◆ Realizzazione◆e◆collaudo:◆si◆scelgono◆i◆prototipi◆da◆sviluppare◆e◆si◆eseguono◆le◆mi-sure◆ in◆ laboratorio◆dei◆parametri◆ fondamentali,◆che◆successivamente◆vengono◆confrontati◆con◆quelli◆delle◆simulazioni.
◆◆ Verifica◆delle◆performance:◆confronto◆delle◆misure◆teoriche◆e◆pratiche◆con◆le◆spe-cifiche◆di◆progetto.◆Documentazione◆dei◆risultati◆ottenuti.
ConclusioniSono◆state◆progettate◆due◆varianti◆d’antenne,◆una◆con◆array◆separati◆per◆le◆rispet-tive◆polarizzazioni◆(Fig.1◆a◆sinistra)◆e◆un’◆altra◆con◆un◆solo◆array◆per◆entrambe◆(Fig.1◆a◆destra).◆Dalla◆discordanza◆dei◆risultati◆teorici◆e◆sperimentali◆si◆può◆osservare◆il◆grande◆influsso◆causato◆dalla◆variazione◆della◆costante◆dielettrica◆del◆substrato◆sull’efficienza◆di◆tutta◆l’antenna.◆A◆progetto◆ultimato◆si◆può◆affermare◆di◆aver◆ottenuto◆dei◆validi◆prototipi◆che◆ri-spettano◆tutte◆le◆specifiche◆di◆progetto.
AbstractQuesto◆progetto◆prevede◆la◆realizzazione◆di◆uno◆o◆più◆prototipi◆ di◆ array◆ d’antenne◆ patch◆ a◆ polarizzazione◆orizzontale◆e◆verticale◆per◆la◆trasmissione◆contempo-ranea◆full-duplex◆sulla◆medesima◆frequenza◆(5.4◆GHz)◆di◆due◆segnali◆distinti.◆ Il◆ lavoro◆consiste◆ inizialmente◆nello◆studio◆teorico◆di◆possibili◆tecniche◆di◆realizzazio-ne◆di◆array◆d’antenne◆direttive◆e◆a◆banda◆stretta◆cen-trata◆sulla◆frequenza◆di◆lavoro.◆Si◆passa◆poi◆alla◆simu-lazione◆mediante◆il◆tool◆Ansoft◆Designer◆per◆trovare◆la◆soluzione◆migliore.◆Si◆procede◆infine◆alla◆realizzazione◆di◆uno◆o◆più◆prototipi◆e◆alla◆verifica◆delle◆performance◆di◆quanto◆realizzato.
Christian [email protected]
Scuola◆universitaria◆professionale◆della◆Svizzera◆italianaDipartimento tecnologie innovative
Array d’antenne patch a doppia polarizzazioneChristian OberliBachelor of Science in Ingegneria elettronicaApprofondimento◆in◆Tecnologie◆delle◆comunicazioniRelatore:◆Andrea◆SalvadèCorrelatore:◆Thomas◆Bartesaghi
Fig.◆1.◆I◆due◆prototipi◆realizzati
Fig.◆2.◆Diagramma◆d’irradiazione◆dell’antenna◆
Fig.◆3.◆Parametro◆S21◆–◆Crosstalk◆tra◆le◆polarizzazioni
Obiettivi◆◆ ◆Creare◆un◆ambiente◆Real◆Time.◆◆◆ ◆Creare◆un◆sistema◆completo◆per◆la◆generazione◆e◆la◆
compilazione◆del◆codice◆che◆permetta◆di◆integrare◆l’ambiente◆Real◆Time.
◆◆ ◆Creare◆un’applicazione◆dimostrativa.
DescrizioneIl◆toolbox◆per◆la◆generazione◆di◆codice◆di◆ScicosLab◆crea◆alcuni◆file◆sorgenti◆in◆lin-guaggio◆C◆partendo◆da◆uno◆schema◆a◆blocchi◆disegnato◆in◆Scicos.◆Durante◆il◆progetto◆sono◆stati◆sviluppati◆alcuni◆blocchetti◆per◆Scicos◆che◆permettono◆la◆generazione◆di◆codice◆appositamente◆per◆il◆microprocessore◆dsPIC.◆Il◆codice◆generato◆viene◆integrato◆in◆un◆progetto◆MPLAB◆insieme◆a◆un◆ambiente◆Real◆Time◆che,◆grazie◆a◆un◆oscillatore◆esterno◆preciso,◆garantisce◆un◆buon◆determinismo◆al◆sistema.◆Questo◆viene◆realizzato◆utilizzando◆un◆timer◆inizializzato◆nell’ambiente◆Real◆Time◆secondo◆le◆impostazioni◆settate◆nello◆schema◆che◆chiama◆a◆ogni◆interrupt◆la◆ funzione◆di◆calcolo.◆ Il◆progetto◆MPLAB◆può◆essere◆semplicemente◆compilato◆e◆scaricato◆sul◆dsPIC◆utilizzando◆MPLAB◆IDE◆e◆un◆programmatore◆della◆Microchip.◆
ConclusioniÈ◆stato◆creato◆un◆ambiente◆Real◆Time◆del◆quale◆è◆stato◆testato◆il◆determinismo◆e◆sono◆stati◆sviluppati◆blocchetti◆funzionanti◆per◆diverse◆periferiche◆del◆micropro-cessore.◆Il◆sistema◆di◆integrazione◆del◆codice◆e◆della◆compilazione◆attraverso◆l’ambiente◆di◆sviluppo◆MPLAB◆è◆risultato◆essere◆un’ottima◆soluzione,◆semplice◆e◆veloce,◆anche◆per◆chi◆non◆possiede◆grandi◆nozioni◆di◆programmazione.In◆futuro◆potrebbe◆essere◆interessante◆rendere◆portabile◆il◆sistema◆per◆S.O.◆Linux.
AbstractI◆sistemi◆basati◆su◆processore◆dsPIC◆di◆Microchip◆per-mettono◆di◆creare◆hardware◆a◆basso◆costo◆e◆di◆elevata◆potenza.◆Lo◆scopo◆del◆progetto◆è◆quello◆di◆agevolare◆l’utilizzo◆di◆questi◆sistemi◆creando◆un◆generatore◆au-tomatico◆di◆codice◆che◆velocizzi◆l’implementazione◆di◆sistemi◆di◆controllo◆su◆dsPIC.◆Grazie◆alla◆sua◆semplici-tà◆di◆utilizzo◆esso◆permette◆anche◆a◆coloro◆che◆hanno◆scarse◆ nozioni◆ di◆ programmazione◆ di◆ implementare◆sistemi◆di◆controllo◆su◆microcontrollori.◆ Il◆ sistema◆di◆generazione◆di◆codice◆che◆è◆stato◆realizzato◆si◆basa◆su◆ScicosLab◆ed◆è◆stato◆previsto◆per◆un◆sistema◆dsPIC◆esi-stente,◆sviluppato◆nei◆laboratori◆della◆Scuola.
Stefano [email protected]
Scuola◆universitaria◆professionale◆della◆Svizzera◆italianaDipartimento tecnologie innovative
Generazione automatica di codice per dsPICStefano PastaBachelor of Science in Ingegneria elettronicaApprofondimento◆in◆MeccatronicaRelatore:◆Roberto◆BucherCorrelatore:◆Silvano◆Balemi
Fig.◆1.◆Schema◆di◆funzionamento◆del◆sistema
Fig.◆2.◆Scheda◆di◆sviluppo◆dsPIC
Fig.◆3.◆Applicazione◆dimostrativa:◆Pendolo◆inverso
Obiettivi◆◆ Il◆prototipo◆deve◆essere◆portatile.◆◆ ◆Ogni◆avvicinamento◆deve◆essere◆riconosciuto.◆◆ ◆Allontanamenti◆dalle◆porte◆non◆vengono◆considerati.◆◆ ◆Il◆sensore◆non◆dev’essere◆influenzato◆dalla◆luminosità◆
e◆dalle◆altre◆condizioni◆ambientali.◆◆ ◆Il◆programma◆software◆deve◆stare◆nei◆128◆kByte◆di◆
memoria◆del◆DSP.
DescrizioneUn’attenta◆analisi◆della◆Icyboard◆ha◆mostrato◆che◆le◆porte◆GPIO◆non◆erano◆utiliz-zabili,◆per◆cui◆è◆stato◆necessario◆introdurre◆un◆PIC,◆che◆ha◆a◆disposizione◆tali◆porte.◆La◆comunicazione◆tra◆Icyboard◆e◆PIC◆avviene◆tramite◆RS232.◆Con◆l’aiuto◆di◆un◆driver◆vengono◆poi◆gestiti◆dei◆motori◆DC◆che◆aprono◆e◆chiudono◆le◆porte.Per◆la◆fotocamera◆sono◆state◆create◆delle◆regioni◆di◆luminosità◆di◆40x40◆pixel.◆Per◆individuare◆i◆movimenti◆si◆fa◆la◆derivata◆della◆luminosità.◆Ogni◆regione◆ha◆un◆valore◆medio◆di◆movimento◆e◆se◆la◆regione◆con◆il◆movimento◆massimo◆cambia,◆si◆conside-rano◆le◆coordinate◆di◆entrambe◆le◆regioni.◆Se◆il◆movimento◆è◆verso◆le◆porte,◆il◆DSP◆trasmette◆il◆messaggio◆di◆aprire◆le◆porte◆al◆PIC.◆Quest’ultimo◆si◆basa◆sulla◆richiesta◆del◆DSP◆e◆i◆valori◆presenti◆provenienti◆dai◆sensori◆di◆fine◆corsa.
ConclusioniI◆requisiti◆iniziali◆sono◆stati◆rispettati◆in◆quanto◆quando◆ci◆si◆avvicina◆con◆un◆dito◆o◆una◆matita◆all’ascensore◆la◆porta◆si◆apre.◆Il◆tutto◆funziona◆indipendentemente◆dal-la◆luminosità◆dell’ambiente◆e◆dell’oggetto◆che◆si◆muove.La◆dimensione◆finale◆del◆programma◆software◆sul◆PIC◆assieme◆alla◆dimensione◆del◆software◆DSP◆non◆supera◆i◆128◆kByte,◆per◆cui◆si◆può◆affermare◆che◆nei◆128◆kByte◆del◆DSP◆ci◆sarebbe◆spazio◆sufficiente◆se◆le◆porte◆GPIO◆fossero◆a◆disposizione◆diretta-mente◆sulla◆Icyboard.Il◆progetto◆è◆stato◆realizzato◆con◆successo◆e◆può◆ora◆essere◆consegnato◆alla◆Schin-dler◆SA◆di◆Locarno.
AbstractQuesto◆progetto◆si◆basa◆sui◆dati◆forniti◆da◆un◆senso-re◆ sviluppato◆ dal◆ CSEM◆ di◆ Neuchâtel.◆ Il◆ programma◆che◆gestisce◆l’apertura◆e◆la◆chiusura◆delle◆porte◆di◆un◆ascensore,◆in◆base◆agli◆avvicinamenti◆verso◆di◆esso,◆vie-ne◆eseguito◆direttamente◆sul◆DSP◆della◆IcyCam.◆Non◆essendo◆disponibili◆le◆porte◆GPIO◆della◆IcyCam,◆il◆va-lore◆desiderato◆delle◆porte◆viene◆trasmesso◆via◆seriale◆RS232◆al◆PIC◆che◆si◆trova◆sulla◆scheda◆realizzata◆in◆que-sto◆progetto.◆Con◆l’aiuto◆degli◆interruttori◆di◆finecorsa◆e◆dei◆driver◆per◆i◆motori,◆il◆PIC◆traduce◆le◆indicazioni◆del◆DSP◆ in◆comandi◆per◆ le◆porte◆dell’ascensore.◆Si◆ tratta◆quindi◆di◆realizzare◆un◆prototipo◆allo◆scopo◆di◆valuta-re◆la◆possibile◆sostituzione◆dei◆sensori◆tradizionali◆con◆questo◆nuovo◆sensore◆nelle◆porte◆degli◆ascensori.
Luciano [email protected]
Scuola◆universitaria◆professionale◆della◆Svizzera◆italianaDipartimento tecnologie innovative
Sensore di visione intelligenteLuciano TondelliBachelor of Science in Ingegneria elettronicaApprofondimento◆in◆MeccatronicaRelatore:◆Alessandro◆RobertiniCorrelatore:◆Ivan◆DefilippisPartner◆industriale:◆Schindler◆SA,◆CH-6600◆Locarno◆(TI)
Fig.◆1.◆Immagine◆codificata◆in◆contrasto
Fig.◆2.◆Verifica◆della◆dimensione◆del◆programma
Fig.◆3.◆Il◆prototipo◆delle◆porte◆di◆un◆ascensore