Sistema Embedded per controllo e movimentazione di osservatorio astronomico

Abstract

La seguente tesi ha come obiettivo quello di documentare il processo di realizzazione di un sistema elettronico embedded, ovvero un dispositivo integrato o “incastonato” dedicato a compiere elaborazioni per uno specifico scopo. In questo caso il sistema è stato sviluppato per la gestione e il controllo del movimento della cupola dell’osservatorio astronomico “LISA” del Liceo Scientifico Gian Domenico Cassini, situato a Genova. In particolare, dopo una fase iniziale di sopralluogo, si è deciso di sostituire la scheda di controllo già presente nel suddetto osservatorio con una nuova, riprogettata, più moderna e compatibile con i nuovi protocolli di comunicazione. Per consentire futuri miglioramenti ed aggiunte di funzionalità si è prodotta una buona documentazione. Successivamente, come per ogni sistema embedded, è stato necessario passare al lato software, ovvero lo sviluppo del firmware che abilita il microcontrollore ad apprendere ed elaborare le informazioni del sistema che lo circonda, per poter poi impartire i controlli agli attuatori, che convertono il codice in movimento. La necessità di controllare e soprattutto automatizzare il controllo della cupola di un osservatorio deriva da due peculiari caratteristiche di una struttura di questo tipo, ovvero l’orario di utilizzo, poco pratico per effettuare lezioni in presenza, ma soprattutto la necessità di seguire oggetti in movimento costante, non solo con il telescopio stesso, ma anche con la sottile feritoia che consente a quest’ultimo di osservare l’universo.

The following thesis aims to document the process of creating an embedded electronic system, that is, an integrated device dedicated to performing processing for a specific purpose. In this case, the system was developed for the management and control of the movement of the dome of the “LISA” astronomical observatory of the Gian Domenico Cassini Scientific High School, located in Genoa. After an initial inspection phase, it was decided to replace the control board already present in the aforementioned observatory with a new, redesigned, more modern and compatible with the new communication protocols. To allow future improvements and additions of features, a good documentation was produced. Subsequently, as with any embedded system, it was necessary to move on to the software side, that is, the development of the firmware that enables the microcontroller to learn and process the information of the system that surrounds it, to then be able to impart controls to the actuators, which convert the code into movement. The need to control and above all automate the control of an observatory dome derives from two peculiar characteristics of a structure of this type, namely the time of use, which is impractical for holding in-person lessons, but above all the need to follow objects in constant motion, not only with the telescope itself, but also with the thin slit that allows the latter to observe the universe.