1) Introduzione
1.1) Breve descrizione del progetto
La presente tesi consiste nello studio, progettazione e realizzazione di un controller Bluetooth 4.0 per plotter cartografico.
I principali vincoli di progetto sono stati la minimizzazione di costi e consumi, oltre alla facilità di realizzazione e la naturalità di utilizzo.
Un'interfaccia utente senza fili rende più comodo e sicuro l'utilizzo del plotter, sia in fase di navigazione, sia in caso di riproduzione multimediale e gestione delle chiamate. A tale fine il dispositivo deve fornire gli stessi input di un mouse e di una tastiera sfruttando l'hardware già presente sul plotter. Il risultato è stato raggiunto sfruttando il profilo HID dello standard Bluetooth, che emula in modalità wireless la classe di periferiche HID
(Human Interface Device) dello standard USB. Si evita in questo modo anche la necessità di driver dedicati. L'utilizzo di tale profilo comporta tuttavia una forte restrizione sulla scelta dei componenti e sulle architetture realizzabili, come vedremo in seguito.
Il puntatore deve consentire il movimento del cursore e l'utilizzo del tasto sinistro con un solo dito. La scelta di tale elemento non può però essere effettuata a priori, poiché gran parte delle caratteristiche possono essere rilevate solo nell'utilizzo pratico. Per valutare la migliore alternativa è stata realizzato un prototipo dotato di diversi dispositivi di puntamento: Optical
un encoder svolge il ruolo di rotella del mouse e tasto destro.
Alla realizzazione fisica del prototipo è seguita l'implementazione del firmware in linguaggio C++.
Successivamente è stato possibile rilevare le prestazioni del prototipo in materia di consumi e tempistiche di elaborazione delle varie sezioni software. In questa fase si è poi proceduto alla scelta definitiva del puntatore, con una stima più attendibile dei costi finali.
A fronte dei dati acquisiti verrà infine illustrato come ridurre ulteriormente costi e consumi in previsione della realizzazione di un secondo prototipo sul quale effettuare tutta la fase di test precedente alla messa in produzione.
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1.2) I plotter cartografici
La funzione principale di un plotter cartografico in campo nautico è quella di facilitare la navigazione tramite il posizionamento GPS dell'imbarcazione sulla mappa. In aggiunta si interfaccia con radar ed ecoscandaglio per dare un posizionamento sulla mappa alle eco ricevute. Permette poi di stabilire e mantenere le rotte interfacciandosi con il pilota automatico.
I plotter per utilizzo avionico hanno funzionalità e connettività analoghe a quelli navali. Ed entrambi sono dotati di touchscreen e tasti dedicati.
Si è pensato di sfruttare l'interfaccia Bluetooth già presente per rendere più facile e sicuro l'utilizzo del plotter.
La posizione d'installazione del dispositivo è infatti vincolata dallo spazio già a disposizione e non sempre è la più funzionale all'uso, mentre spesso
necessita di distogliere l'attenzione dai comandi.
In campo avionico il controller viene inserito nel volantino, inserendo in questo modo dei comandi al volante senza alcuna necessità di installazione. L'utilizzo in campo nautico è quello di un telecomando, rendendo l'utilizzo più comodo anche in caso di riproduzione multimediale e gestione delle chiamate. Inoltre è possibile segnalare la posizione di un uomo caduto fuori bordo in modo tempestivo, e senza essere vicini al plotter. Rimane possibile anche in questo caso l'installazione sul timone.
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1.3) Lo stato dell'arte
Il dispositivo sviluppato è una novità nel settore, sia nelle funzionalità che nel prezzo.
L'unico produttore ad offrire un accessorio per plotter cartografici simile a quello sviluppato è Garmin. Si tratta di un semplice telecomando a
radiofrequenza dotato di soli tasti il cui nome è “RF REMOTE”. La
compatibilità è limitata a due serie di fascia alta, poiché richiede un apposito ricevitore interno e driver dedicati.
RAYMARINE produce RCU-3 che, pur essendo bluetooth, è dotato di tre soli tasti, in quanto è orientato principalmente all'utilizzo multimediale.
Il dispositivo sviluppato offre numerosi vantaggi rispetto a queste soluzioni, che sono riassunti nella seguente tabella comparativa.
Nome RAYMARINE RCU-3 Garmin RF REMOTE TWS BT 4.0 controller Comunicazione Standard bluetooth 2.1 a radiofrequenza con protocollo dedicato Standard bluetooth 4.0 Compatibilità Nuovi modelli
dotati di connettività bluetooth
soli plotter dotati del corrispettivo ricevitore e driver Dispositivi bluetooth windows o linux, o in grado di interpretare mouse e tastiere USB
Movimento N/A Quattro frecce
direzionali
Puntatore con velocità progressiva
