MotionLab è un progetto didattico dedicato allo studio delle vibrazioni e della stabilità strutturale mediante sensori accelerometrici di precisione.
Basato su un microcontrollore STM32 e sul sensore ADXL354, il sistema consente di acquisire, elaborare e visualizzare dati in tempo reale, fornendo un ambiente sperimentale per comprendere i principi del monitoraggio dinamico delle strutture.
Il progetto unisce l’elettronica embedded e l’analisi dei segnali per applicazioni educative e di ricerca.
MotionLab — Sistema Didattico per il Monitoraggio Accelerometrico ad Alta Risoluzione
MotionLab è un progetto didattico e sperimentale progettato per l’acquisizione e l’analisi di segnali accelerometrici provenienti da strutture e componenti meccanici soggetti a vibrazioni.
Il sistema utilizza un microcontrollore STM32 come unità di elaborazione principale, interfacciato con un convertitore ADC a 24 bit (ADS1256) e un sensore accelerometrico di precisione ADXL354.
L’obiettivo è realizzare una piattaforma open e versatile per eventuali utilizzi nel monitoraggio delle vibrazioni con elevata risoluzione e basso rumore.
Sensore
- Unità di acquisizione dati (Front-end analogico)
- Sensore: ADXL354 (Analog Devices)
- Tipo: accelerometro MEMS ad alta precisione
- Campo di misura selezionabile: ±2 g / ±4 g / ±8 g
- Rumore: ~20 µg/√Hz (a ±2 g)
- Sensibilità: 1 V/g (a ±2 g)
- Banda passante configurabile tramite filtro RC esterno
- Uscite analogiche differenziali: X, Y, Z
Conversione analogico-digitale (ADC ad alta risoluzione)
- Dispositivo: ADS1256 (Texas Instruments)
- Risoluzione: 24 bit
- Numero di canali: 8 ingressi analogici (differenziali o single-ended)
- Tasso di campionamento: fino a 30 kSPS
- PGA integrato: da 1× a 64×
- Interfaccia SPI per comunicazione con microcontrollore
- Pin DRDY utilizzato come interrupt per sincronizzare la lettura dei dati
- Tensione di riferimento tipica: 2.5 V
Unità di controllo e comunicazione
- Microcontrollore: STM32F303RE (ARM Cortex-M4 a 72 MHz)
- Interfaccia SPI per l’ADS1256
- UART/USB per comunicazione con PC
- Gestione interrupt da pin DRDY per sincronizzazione acquisizione
- Possibilità di implementare filtraggio digitale e calcolo FFT in tempo reale
- Software e visualizzazione dati
- Firmware STM32: gestione ADS1256, acquisizione dati, buffer circolare, trasmissione via UART
- GUI lato PC (es. in C# o Python): ricezione dati, visualizzazione grafica in tempo reale, salvataggio e analisi
- Parametri configurabili: frequenza di campionamento, PGA, canali attivi, range di misura