Progetto di un nodo sensore basato su strain gauge per il monitoraggio strutturale

In questo elaborato è stata presentata la progettazione hardware di un nodo sensore basato su strain gauge per il monitoraggio strutturale. In particolare sono stati descritti gli estensimetri e sono stati presentati i due circuiti di condizionamento più utilizzati in questa applicazione: il ponte di Wheatstone e l’Anderson loop. Dopo aver discusso le caratteristiche dei due condizionamenti e dopo aver scelto l’Anderson loop come condizionamento ottimo, si è passati alla sua realizzazione. Sfruttando un generatore di corrente costante, l’implementazione dell’Anderson loop ha comportato lo studio degli specchi di corrente, ossia quei circuiti che permettono di emulare un generatore di corrente ideale. Lo specchio di corrente si è rivelato il cuore del circuito integrato utilizzato per implementare il generatore di corrente, l’LT3092. Lo step successivo è stato la modifica del generatore di corrente per poter realizzare una regolazione tramite il microcontrollore STM32F303. Il controllo della corrente ha implicato un confronto fra la regolazione switching e lineare, nel quale la regolazione switching si è distinta grazie alla sua insensibilità alle variazioni di temperatura. Il progetto si è infine concluso con la realizzazione del PCB tramite il software Eagle. Le simulazioni eseguite tramite il software LTspice hanno confermato l’eccellente stabilità della corrente sugli strain gauge garantendo così un condizionamento preciso.