Sistema di rivelazione di pericolo per motoseghe

Abstract The user safety during the use of the chainsaw is limited by the presence of mechanical elements in the tool and to make a suitable choice of protective devices to wear. In the past, active protection systems have been designed, which could block the chainsaw's operation in case the user is in danger, but it was not possible to guarantee an efficient operation of the tool when was used on a tree planted on the ground. The goal of this work is to report when we are in a dangerous situation and when we are just cutting a tree, ensuring the proper functioning of the security system even in this condition. Through the study of the detected impedance between the handle of the chain guide bar. The impedance is measured by an operational amplifier in transimpedance configuration. A known voltage signal is injected onto the handle of the chain saw and produce a current on the impedance that has to be measured. Thanks to the virtual mass of the operational, all the produced current flows in the reaction network allowing its reading. The acquired data are read and processed by the microcontroller system and then transmited by Bluetooth. To best mesure the impedance , different harmonic signals and a pseudo-random noise signal were used. The impedance was studied with time and frequency variations, developing a simplified circuit model, which was then compared to acquired impedance data. Once the most significant signal for the measurement has been identified, different algorithms were developed to process the acquired data, a good success rate of danger detection without false alarms was achived. Finally, the algorithm with the best success rates was used in the measuring device of the chainsaw.

Sommario La sicurezza dell’operatore durante l’utilizzo della motosega è limitata dalla presenza di elementi meccanici nello strumento e al effettuare una idonea scelta dei dispositivi di protezione da indossare. Sono stati realizzati in passato sistemi di protezione attivi, che potessero bloccare il funzionamento della motosega in caso l’utilizzatore si trovi in pericolo, ma non si riusciva a garantire un funzionamento efficace dello strumento quando si doveva operare su un albero piantato a terra . L’obiettivo di questo elaborato è di segnalare quando ci troviamo in una situazione di pericolo e quando semplicemente stiamo tagliando un albero, garantendo un corretto funzionamento del sistema di sicurezza anche in questa condizione. Attraverso lo studio dell’impedenza presente tra l’impugnatura della motosega e la barra che sostiene la catena. L’impedenza viene misurata tramite un amplificatore operazionale in configurazione di transimpedenza. Un segnale noto di tensione viene iniettato sull’impugnatura della motosega, producendo una corrente sull’impedenza da misurare. Grazie alla massa virtuale dell’operazionale tutta la corrente prodotta scorre nella rete di reazione permettendo la sua lettura. I dati acquisiti sono letti ed elaborati dal sistema a microcontrollore , il quale poi li trasmette via Bluetooth. Per misurare nel modo meglio l’impedenza sono stati impiegati diversi segnali armonici ed un segnale di tipo ‘pseudorandom noise’. L’impedenza è stata studiata sia al variare del tempo che della frequenza sviluppando un modello circuitale semplificato, che veniva poi confrontato con le misurazioni effettuate. Una volta individuato il segnale più significativo per la misura, sono stati realizzati diversi algoritmi per l’elaborazione dei dati acquisiti , ottenendo delle buone percentuali di successo nel differenziare una situazione di pericola da una di falsi allarmi. In fine è stato utilizzato l’algoritmo con migliori percentuali di successo nel dispositivo di misura della motosega.