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Laureando: Relatori: Danilo Dalena Sergio Carrato Slim Hachani

Realizzazione di una scheda di acquisizione dati da interfacciare ad un microprocessore ARM ed impiego della stessa per applicazioni mobili. Laureando: Relatori: Danilo Dalena Sergio Carrato Slim Hachani. Premessa. GE863-PRO3 (Telit): Processore GSM/GPRS quadband

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Laureando: Relatori: Danilo Dalena Sergio Carrato Slim Hachani

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Presentation Transcript

  1. Realizzazione di una scheda di acquisizione dati da interfacciare ad un microprocessore ARM ed impiego della stessa per applicazioni mobili Laureando: Relatori:Danilo Dalena Sergio Carrato Slim Hachani

  2. Premessa GE863-PRO3 (Telit): • Processore GSM/GPRS quadband • Microcontrollore ARM9 AT91SAM9260: • 220 MIPS • Interfacce SPI, I2C, SD/MMC, USB,… • Sistema operativo Linux • 8/64 MB SDRAM + 4 MB Flash

  3. Problema Sfruttare GE863-PRO3 per sviluppo di applicazioni quali: • Rilevazione del nord magnetico (Compass) • Realizzazione di un sistema di navigazione inerziale (INS)

  4. Soluzione Usare sensori per rilevare: • Campo magnetico terrestre • Accelerazione di gravità • Accelerazione dinamica • Velocità angolare Compass INS

  5. Sensor Board (1/3) Componenti scelti: • Campo magnetico  Magnetometro  HMC1052L (assi x e y) + HMC1051Z (asse z) • Accelerazione (statica + dinamica)  Accelerometro  ADXL330 (assi x, y e z) • Velocità angolare  Giroscopio  3 x LISY300AL (asse z)  • Convertitore analogico-digitale  AD7718

  6. Sensor Board (2/3) ADXL330 (x,y,z) LISY300AL (y) HMC1051Z (z) Connettore 26 pin LISY300AL (x) • AD7718: • ADC ΔΣ con • 10 ingressi • 24 bit di risol • interfaccia SPI HMC1051Z (x,y) LISY300AL (z)

  7. Sensor Board (3/3)

  8. Interfacciamento Adapter Board GE863-PRO3 Interface Board Motherboard

  9. Linux O.S. Formato da: • Filesystem (JFFS2, contiene directory predefinite) • Linux kernel • gestisce processi, memoria e periferiche • dispone di moduli, cioè driver per uso di: • GPIO • SPI • SD/MMC

  10. Acquisizione Si sviluppa applicativo in C che: • Riceve i dati dei sensori tramite bus SPI • Salva i dati su scheda SD Da analisi statistica dei dati si ricava: • Errore sistematico • Errore statistico

  11. Accorgimenti Per ridurre: • Errore sistematico • calibrazione • Errore statistico • Riduzione banda segnale • Aumento tempo acquisizione dell’ADC • Filtro alpha-trimmed

  12. Algoritmo Compass (1/2) Per rilevare nord magnetico, si ha θ= arctan (mY / mX)  Sensor Board su piano xy Altrimenti  tilt compensation (calcolo inclinazione Sensor Board)

  13. Algoritmo Compass (2/2)  θ = arctan (Y / X) X = mX·cos(φ) + mY·sin(φ) ·sin(ρ) - mZ·sin(φ) ·cos(ρ) Y = mY·cos(ρ) + mZ·sin(ρ)

  14. Algoritmo INS (1/2)

  15. Algoritmo INS (2/2) ωB(t)  C(t)  aG(t) = C(t) · aB(t)  vG(t+δt) = vG(t) + δt· (aG(t) - gG) sG(t+δt) = sG(t) + δt· vG(t)

  16. Risultati Algoritmo Compass: • OK, con precisione di ± 0.3° Algoritmo INS: • Errore crescente nel tempo, con drift di 5.5 m dopo 60 secondi

  17. Conclusioni Per migliorare algoritmo INS 

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