Sviluppo e progettazione di una piattaforma eterogenea a microcontrollore per il monitoraggio strutturale

Il monitoraggio strutturale (Structural Health Monitoring, SHM) rappresenta oggi una delle tecnologie più efficaci per valutare lo stato di salute delle infrastrutture e prevenire condizioni di degrado o danneggiamento. In questo lavoro viene sviluppata e analizzata una piattaforma eterogenea basata su microcontrollore ESP32-S3, progettata per integrare sensori di diversa natura, al fine di acquisire segnali vibrazionali e acustici in modo sincronizzato e affidabile. La piattaforma combina un accelerometro ad alte prestazioni ADXL355, una IMU LSM6DSV80X, un microfono digitale PDM T5838 e un sensore piezoelettrico opportunamente condizionato, permettendo un’acquisizione multi-fisica utile alla caratterizzazione dinamica di strutture leggere. Dopo una fase preliminare dedicata allo studio delle tecnologie wireless e dell’architettura di sistema, è stato progettato un layout PCB completo, successivamente affiancato da un prototipo sperimentale costruito per la validazione in laboratorio. Le analisi nel dominio del tempo e della frequenza hanno evidenziato coerenza tra i sensori, corretta sincronizzazione dei segnali e identificazione chiara delle frequenze modali, confermando l’affidabilità del firmware, la stabilità dei buffer circolari e la qualità della misura ottenuta. I risultati ottenuti dimostrano la validità dell’approccio adottato e rappresentano la base per futuri sviluppi, quali l’implementazione del PCB definitivo, l’integrazione di una Wake-up radio per ridurre i consumi e l'introduzione di questa soluzione all'interno di una rete di sensori wireless distribuita per applicazioni SHM in situ.