Sistema elettronico embedded ad alta complessità per controllo di rover

Abstract

This thesis presents the design, routing, manufacturing, and validation of an embedded electronic system for an autonomous ground rover, aiming to consolidate all on-board electronics into a single multilayer PCB. The architecture is partitioned into a high-level subsystem for communication, data management, and diagnostics, and a low-level subsystem handling motor actuation, sensor acquisition, and safety features. The unified schematic accommodates multiple power and logic domains through adaptation and isolation strategies, while providing standard interfaces to enable future extensions. The PCB implements structured power distribution and reference planes to mitigate noise and improve EMI robustness, separating high-current paths from sensitive circuitry and complying with manufacturability constraints. The power chain derives traction supply into low-voltage rails for logic, with enable sequences, reset handling, and low-power modes to ensure consistent bring-up and operational safety. Assembly combines SMD and through-hole techniques, followed by electrical checks, rail calibration, and in-vehicle functional tests (power-up, emergency stop, telemetry, driving).

La tesi illustra la progettazione, lo sbroglio, la realizzazione e il collaudo di un sistema elettronico embedded per un rover terrestre a guida autonoma, con l’obiettivo di integrare l’intera elettronica di bordo su un unico PCB multilayer. L’architettura è suddivisa in un sottosistema ad alto livello, dedicato a comunicazione, gestione dati e diagnostica, e in un sottosistema a basso livello, responsabile dell’azionamento dei motori, dell’acquisizione sensori e delle funzioni di sicurezza. Lo schema elettrico unificato gestisce domini di alimentazione e logica differenti tramite accorgimenti di adattamento e isolamento, prevedendo interfacce standard per future estensioni. Il PCB adotta criteri di distribuzione della potenza e piani di riferimento per contenere il rumore e migliorare l’immunità EMI, con separazione dei percorsi ad alta corrente dalle sezioni sensibili e attenzione ai vincoli di produzione. La catena di alimentazione deriva la trazione in linee a bassa tensione per la logica, con sequenze di abilitazione, reset e modalità a basso consumo per garantire avvii coerenti e sicurezza operativa. L'assemblaggio combina tecniche SMD e through-hole, seguito da verifiche elettriche, calibrazione delle linee e test funzionali a bordo veicolo (accensione, arresto di emergenza, telemetria, guida).