Sistema embedded per controllo di Osservatorio Astronomico

Abstract

Questo lavoro documenta l'automazione e la remotizzazione dell'osservatorio LISA del Liceo "G.D. Cassini" di Genova, superando i limiti del precedente controllo manuale. Il progetto ha previsto l'ottimizzazione del firmware della cupola su microcontrollore ESP32-S2 Mini e lo sviluppo di un software di controllo centrale su Raspberry Pi 3B+. Per garantire precisione nel posizionamento, il tracciamento dell'encoder è affidato al modulo hardware Pulse Counter (PCNT) dell'ESP32, azzerando la perdita di impulsi causata dagli interrupt di rete. Il coordinatore centrale in Python gestisce l'intera infrastruttura (cupola, feritoia, telescopio) tramite un'architettura concorrente multi-threaded, un gemello digitale (Digital Twin) dello stato in memoria e routine di diagnostica attiva via heartbeat. La rete wireless a stella integra API HTTP REST per l'invio dei comandi e socket TCP nativi per la telemetria asincrona. Una web GUI Flask responsiva e un terminale virtuale integrato abilitano un controllo remoto sicuro ed efficiente.

This work presents the automation and remote control system of the LISA observatory at Liceo "G.D. Cassini" in Genoa, overcoming previous manual control limitations. The project involved optimizing the dome firmware on an ESP32-S2 Mini microcontroller and developing a central control software on a Raspberry Pi 3B+. To ensure precise tracking, encoder counting utilizes the ESP32's hardware Pulse Counter (PCNT) module, preventing tick loss caused by high-priority network interrupts. Written in Python, the central coordinator governs all submodules (dome, slit, telescope) using a concurrent multi-threaded architecture, an in-memory Digital Twin state, and active heartbeat diagnostics. The wireless star network combines HTTP REST APIs for command dispatch and native TCP sockets for asynchronous telemetry. Finally, a responsive Flask web GUI and an integrated virtual terminal enable secure and robust remote management