CAPITOLO 2 D

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CAPI TOLO 2

D

EFINIZIONE DEL PROGETTO

In quest o capit olo saranno espost i l idea di base del proget t o da realizzare, gli obiet t ivi, le capacit à richieste per il sist ema, l area di applicazione e infine verrà propost o un primo schema a blocchi rappresentante la soluzione del problema.

2.1 O

BIETTIVI

La collaborazione tra Università di Pisa e Pershing S.p.A. si propone di realizzare uno st rument o per monit orare ogget t ivament e lo st at o dell imbarcazione durant e il collaudo. Sostanzialmente esso dovrà aiutare il t ecnico collaudatore, facilit andone net t ament e le operazioni e rendendole più veloci e precise. Quest o port erà a un net t o vant aggio anche in t ermini di costi.

L idea è quella di realizzare un ogget t o in grado di int egrare t ut t i dat i provenient i dai sensori e i sot t osist emi di int eresse present i sull imbarcazione.

I dat i ut ili al collaudo dovranno essere rappresent at i in un unica int erfaccia grafica di visualizzazione di facile utilizzo e int erazione per l operat ore. L acquisizione delle grandezze dovrà essere effet t uat a in t empo reale e contemporaneamente per tutte esse.

Si prevede di archiviare i dat i rilevat i su opport uni support i di memorizzazione in modo da favorire successivi studi ed elaborazioni.

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CAPITOLO 2 DEFINIZIONE DEL PROGETTO

I dat i saranno inolt re ut ili al confront o t ra le varie prove di una o più imbarcazioni.

In quest o modo sarà possibile carat t erizzare in modo preciso il comport ament o dello yacht e t racciare un profilo det t agliat o delle prove in mare di collaudo.

Lo st udio iniziale e il proget t o del sist ema è relat ivo agli yacht prodot t i e commercializzat i da Pershing S.p.A., in part icolare ai modelli

46 -FORTYSIX , 50 -FIFTY , 56 -FIFTYSIX , 62 -SIXTYTWO ,

76 -SEVENTYSIX , 90 -NINETY

1[1]

.

Il prodot t o sviluppat o si chiamerà Pershing Yacht Supervisor .

2.2 A

REE DI APPLICAZIONE

Il sist ema da realizzare sarà rivolto alle seguent i aree di st rument i present i a bordo. Sensoristica motori Strumenti di navigazione Sensori di assetto

2.2.1 Sensoristica motori

La mot orizzazione previst a è MAN[2] o MT U[3] a seconda del modello di yacht; in part icolare t ut t i dispongono di due mot ori, uno dest ro e uno sinistro.

1

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Ogni mot ore è dot at o di una ampia gamma di sensori in grado di rilevare molti dat i, quali numero di giri, t emperat ure varie e alt ri paramet ri riguardanti il funzionamento.

I dat i rilevat i vengono trasmessi in opport uni prot ocolli e quindi sono accessibili dall ut ent e sot t o forma di part icolari codifiche.

Figura 1. 2: Il motore MAN V12-1550 in dotazione sul Pershing 62'- SIXTYTWO

Dunque il sist ema da realizzare dovrà essere in grado di ricevere i dat i dei due mot ori, sx e dx e int erpret are i prot ocolli di t rasmissione al fine della visualizzazione e successiva archiviazione.

A seconda del modello di yacht scelt o per effet t uare la prova, sarà necessario mostrare i dat i relat ivi al mot ore ut ilizzat o, che sia MAN o MTU.

2.2.2 Strumenti di navigazione

Gli yacht odierni sono dot at i di moderni sist emi di navigazione in grado di rilevare posizione e t raiet t orie dell imbarcazione e la velocit à del mezzo.

In quest o caso si parla di navigat ori sat ellit ari che rilevano in ogni ist ant e, ad esempio, la posizione in coordinate di latitudine e longitudine.

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Inolt re si hanno a bordo alt ri sensori di not evole import anza, come quello di profondit à dello scafo sot t o la superficie dell acqua e quello di misura dell angolo del t imone.

Dallo st udio delle t raiet t orie e raggi di virat a dell imbarcazione, ad esempio, è possibile det erminare e rilevare part icolari comport ament i dei motori, consumi carburante ecc.

Dunque è opport uno disporre anche di quest i dat i in fase di collaudo: sarà necessario acquisire t ut t e quest e grandezze e archiviarle assieme ai dat i provenienti da altre aree dello yacht.

Figura 2. 2: Un navigatore satellitare per imbarcazioni

2.2.3 Sensori di assetto

Flap

I Flap[4] sono dei correttori di assetto applicati allo specchio di poppa dello yacht . La loro regolazione consent e di met t ere l imbarcazione nelle condizioni migliori per affrontare il mare.

Si pensi di navigare in mare con onde che t endono a fare da t rampolino e sollevare la prua verso l alt o rendendo difficile la navigazione. Dando un colpo di flap , cioè abbassandoli ent rambi in modo uguale di qualche grado si riesce a dare all imbarcazione un assetto più valido che favorisce quindi la navigazione.

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Figura 3. 2: Due immagini dei flap di un'imbarcazione

Il cont rollo dei flap può essere effet t uat o manualment e o in modo computerizzato.

Su di essi sono post i dei sensori con uscit a analogica in grado di rilevarne la posizione angolare: quest a è un dat o di int eresse per le prove in mare di collaudo, quindi sarà necessario acquisirlo con il sistema da realizzare.

Trim

I T rim [4] [5] sono dei disposit ivi che consent ono di variare l inclinazione del mot ore. T ale operazione è ut ile per migliorare l' asset t o compensando event uali cat t ive dist ribuzioni del peso a bordo, per migliorare le prestazioni, per ottenere l'assetto migliore per navigare in acque molto mosse.

A bordo si hanno due trim, uno per ogni motore.

Anche la posizione dei t rim è rilevat a con sensori ad uscit a analogica: quest a sarà monit orat a in fase di collaudo, dunque cost it uirà un dat o da acquisire con il sistema da realizzare.

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Inclinazione

Un dat o di not evole int eresse è quello di inclinazione dell imbarcazione. In part icolare durant e le prove è ut ile conoscere gli angoli di rollio2 e di beccheggio3 [6].

Le imbarcazioni cui si fa riferimento non sono dotate di sensoristica di inclinazione rispetto ai due assi x,y.

Figura 4. 2: Assi di riferimento per le inclinazioni dell'imbarcazione

Si rende necessaria la realizzazione di un disposit ivo cust om in grado di svolgere le misure di int eresse. Esso verrà int erfacciat o con il sistema di acquisizione dati da progettare.

2.3 R

EQUISITI DEL SISTEMA

Il problema può essere riassunto dallo schema a blocchi di Figura 5.2. La part e da realizzare è quella nella met à dest ra della figura: una sort a di black box (scat ola nera) in grado di acquisire dat i dalle varie sorgent i a bordo dello yacht.

2

È l angolo di cui si inclina lo scafo rispetto all asse longitudinale (x) dell imbarcazione

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Figura 5. 2: Schema a Blocchi del problema da risolvere

T ali dat i devono pot er essere elaborat i e int erpret at i da un int erfaccia grafica di visualizzazione e resi disponibili per event uali successive operazioni.

Perciò sarà necessario:

gestire la comunicazione con i sottosistemi presenti a bordo;

int erpret are i prot ocolli digit ali di t rasmissione dei vari sist emi al fine di estrarre i dati di interesse;

effet t uare una sincronizzazione t ra i dat i provenient i dalle varie sorgent i: devono essere monit orat e con esat t ezza t ut t e le grandezze nei vari ist ant i di acquisizione in modo da pot er effet t uare in seconda sede st udi approfondit i e t rarre conclusioni dai dat i di collaudo;

visualizzare le grandezze in modo immediat o e comprensibile: lo st rument o deve essere di aiut o per l operat ore di collaudo. Servirà un int erfaccia grafica in cui verranno present at i i dat i essenziali da monitorare durante le prove in mare.

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Archiviare su file i dat i salvat i ordinat i per i vari ist ant i t emporali, in modo da pot er essere facilment e elaborat i in un secondo momento.

Il sist ema da realizzare deve soddisfare nel modo migliore anche le esigenze di flessibilità, tempi di sviluppo, simultaneità, espandibilità, che un prodotto di questo genere deve avere.

C è il proposit o di ut ilizzare per quant o possibile applicazioni di uso generale: quest a scelt a riguarderà i prot ocolli di t rasmissione, i circuit i di int erfaccia per i vari sot t osist emi, il soft ware da usare per la rappresentazione grafica dei dati.

T ut t o al fine di ridurre il più possibile i t empi di sviluppo: ad esempio è chiaro che usando soluzioni circuit ali preconfezionat e già esist ent i in commercio si guadagna in termini temporali, nonché di costi.

Il sist ema risult a così anche molt o flessibile e sarà più facile una sua espansione verso altre funzionalità aggiuntive, magari richieste in futuro. D alt ro cant o se ne risent e in t ermini di ot t imizzazione: essendo st at e utilizzate soluzioni generali e non cust omizzat e il sist ema sarà cost it uit o, ad esempio, da più sot t ocircuit i/ int erfacce messe insieme in una unica box. Già in t ermini di spazio occupat o la via scelt a non è la migliore: una soluzione cust om del problema, con un unico circuit o di int erfaccia potrebbe ottimizzare gli ingombri, come i consumi, ecc.

Ma quest o aument erebbe sicurament e i cost i e i t empi di realizzazione, che come già detto, devono essere contenuti.

Alt ro fat t ore di not evole import anza per il proget t o è la simult aneit à delle informazioni: fornire più dat i possibili riferit i allo st esso int ervallo temporale al fine di poter fare confronti, osservazioni, stime, ecc.