Sistema integrato per il monitoraggio della temperatura dei cerchi in autovetture granturismo

Questa tesi presenta la progettazione, la caratterizzazione e l’integrazione di un prototipo innovativo di sensore di temperatura destinato al monitoraggio continuo dei cerchioni in materiale composito (resina e fibra di carbonio) per automobili Gran Turismo. Il sistema è stato sviluppato per monitorare in tempo reale la temperatura su più punti della superficie del cerchio generando allarmi in caso di valori critici che potrebbero compromettere le proprietà chimico-fisiche del materiale. A differenza delle soluzioni commerciali esistenti, che si basano su sensori a infrarossi montati esternamente o integrati nei sensori di pressione dello pneumatico, che misurano la temperatura di quest’ultimo, questo prototipo è completamente integrato nella ruota e misura la temperatura del cerchione. Le condizioni operative estremamente severe, caratterizzate da temperature fino a 125 °C, nella zona in cui viene posizionata l’elettronica, elevate accelerazioni e limiti spaziali stringenti, hanno posto significativi vincoli al design del sistema. Il prototipo utilizza un circuito flessibile per adattarsi alla forma circolare del cerchio, composto da un back-end per l’elaborazione dei dati e la comunicazione wireless, sonde di temperatura e un front-end per il condizionamento del segnale. La comunicazione avviene tramite protocollo Bluetooth Low Energy, che garantisce un basso consumo energetico. La caratterizzazione del prototipo è stata condotta attraverso tre fasi: collaudo funzionale in laboratorio, analisi delle prestazioni, e test su pista con il sensore integrato in un cerchio installato su un’auto Gran Turismo. I risultati in laboratorio dimostrano un’elevata accuratezza delle misurazioni e una risposta rapida alle variazioni di temperatura, mentre i test in pista evidenziano alcune limitazioni nella comunicazione wireless dovute alla schermatura elettromagnetica causata dalle parti metalliche dello pneumatico e della struttura del veicolo.