Progettazione e realizzazione della nuova generazione di un sistema di strumentazione per le prove di volo di velivoli ultraleggeri

This thesis presents the design and realization of a prototype of the FTI Mnemosine MK IV. The FTI development was required by “Dipartimento di scienze e tecnologie aerospaziali” the “Politecnico di Milano” in consideration of the good experience gained with the previous release. This device, as all its predecessors, was specifically designed to be used during the tests of ultralight motorized aircraft. All requirements for the prototype MK IV are chosen and met through the optimization of Mnemosine MKIII, which has been done since 2005 to the present day. The most important advanced development concerns the presence of a central node that integrates all modules. In the older generation these modules were placed inside the cockpit of the aircraft. The prototyping of the principal module started with the choice of the microcontroller and the design of schematics, followed by the design and manufacture of PCBs. Finally the realization was finished with the installation of the electronic components on these cards. Some tests were performed to verify the correct work of the hardware, which brought to changes in design and implementing additional functionality in the prototype. There is also a preliminary draft of the schematic of the new AirDataComputer with the first dimension sizing of PCB. This document consist of five parts: an introduction in which is described the history of the FTI and the ultralight category; a project of the main node; a preliminary draft of the schematic of the new air data computer; a description of the software ''Real time'' that will be executed by the microcontroller and the various tasks that compose it; and a conclusive chapter which describes the future development of the project.

Questa tesi tratta della progettazione e realizzazione del prototipo della nuova generazione del sistema FTI Mnemosine MK IV. Lo sviluppo di questo nuovo FTI è stato voluto dal Dipartimento di Scienze e Tecnologie Aerospaziali del Politecnico di Milano a seguito del successo di Mnemosine MK III. Mnemosine MK IV come tutti i suoi predecessori, è stato progettato specificatamente per essere utilizzato durante la sperimentazione di velivoli della classe ULM (Ultra Light Machine). I requisiti della nuova generazione MK IV sono stati pensati e scelti a seguito di un lavoro di sviluppo e ottimizzazione che ha interessato il sistema Mnemosine MKIII per diversi anni. La principale innovazione riguarda la presenza di un unico nodo che integra tutti quei moduli che nella vecchia generazione erano collocati all’interno della cockpit del velivolo. La realizzazione del prototipo hardware del modulo madre è partita con la scelta del microcontrollore e la progettazione degli schematici, è proseguita con il disegno e realizzazione dei PCB ed è terminata con il montaggio dei componenti elettronici sulle schede stesse. Sono stati poi eseguiti vari test con lo scopo di verificare il corretto funzionamento dell’hardware che hanno portato ad alcune modifiche per correggere errori di progettazione e per implementare ulteriori funzionalità sul prototipo. È stato poi fatto il progetto preliminare degli schematici del nuovo nodo dati aria. Il presente documento è composto da un’introduzione in cui si descrive la storia degli FTI e la categoria ULM, dal progetto vero e proprio del nodo principale, dal progetto preliminare degli schematici di un nuovo nodo dati aria, da una descrizione del software Real time che verrà eseguito dal microcontrollore e dei vari task che lo compongono, e da un capitolo conclusivo in cui si espone come e cosa andrà curato nella fase di collaudo del sistema completo.