Design of vehicles

Editoriale IUAV Università di Venezia - Periodico trimestrale N° 002 Aprile 2007

Design of vehicles

Design and the new technological landscape

Vehicles’ community Una community dedicata ai drivers Eccola La prima auto open source Il futuro è qui La chiave d’accensione accende anche il nostro pc

Ci sono le strade preferite e ci sono le canzoni preferite. Per poterle apprezzare al meglio, è necessario un mezzo che si riveli all’altezza della situazione. Vi invitiamo a unirle in un’unica esperienza al volante di un’Alfa Romeo con impianto audio Bose® dedicato.

Un’automobile Alfa Romeo con sistema Bose è molto più che una semplice auto con impianto audio. È un’unione appassionata di musica ed esperienza di guida. I progettisti di Alfa Romeo e Bose hanno lavorato in stretta collaborazione per sposare le straordinarie prestazioni di ciascun sistema audio all’acustica esclusiva di ogni singolo abitacolo. Solo un approccio alla progettazione totalmente anticonvenzionale e le pionieristiche tecnologie di Bose hanno reso possibile un simile capolavoro.

Ora sarete in grado di apprezzare la vostra musica preferita con il suono e l’impatto acustico pensati dall’artista che l’ha creata.

Chiedete una dimostrazione dell’impianto audio Bose e scoprite il piacere di ascoltare musica mentre siete in viaggio.

Sommario introduzione............................... 03 Come i computer possono percepire e possono agire sul mondo fisico............... 06 applicazioni attuali..................... 07 applicazioni future..................... 11 Come i dispositivi geograficamente distanti comunicano con l’un l’altro...... 12 applicazioni attuali..................... 13 applicazioni future..................... 14 Come i computer immagazzinano delle informazioni (le basi di dati)..... 16 applicazioni attuali..................... 17 applicazioni future..................... 18

be design

Università IUAV di Venezia corso di Telecomunicazioni proff._ Gilliam Crampton Smith e PhilipTabor Studente_ Benito Condemi de Felice

..un pò di storia Si dice che a causa della morte di numerosi cavalli, nell’anno senza estate, 1817, il barone Karl von Drais, un impiegato statale del Gran Ducato di Baden in Germania, si sforzò di perfezionare quella che sarebbe diventata l’attuale bicicletta.

Il primo mezzo di trasporto alternativo ai carri trainati, e ai cavalli. Il primo viaggio documentato fu di 13 km circa, percorsi in meno di un’ora, con una draisina, così si chiamava, in legno che pesava 22 chili: aveva boccole d’ottone all’interno dei cuscinetti della ruota e un freno posteriore.

Questo prototipo, era privo di pedali, per poter viaggiare sulla draisina bisognava spingersi con i piedi. Solo quarant’anni dopo furono aggiunti i pedali, e varie le modifiche che la draisina dovette subire: in Francia si riprese il modello ma la ruota posteriore era di diametro leggermente più grande rispetto a quella anteriore, e così con un susseguirsi di modifiche e perfezionamenti si arriva all’attuale bicicletta.

In contemporanea, si effettuano esperimenti per far muovere un carro con una forza propulsiva non generata da altri uomini o animali. Primo fra tutti nel 1769 Joseph Nicolas Cugnot, ingengere militare francese, ideò e costruì un mezzo semovente alimentato da un motore bicilindrico a vapore di 50.000 cc che movimentava un carro di ben 4,5 tonnellate, non pochi i problemi, ad esempio i freni. Molti dei prototipi, infatti, furono distrutti il giorno della loro prima passeggiata, di solito contro possenti muri. In Italia anche si cerca di produrre mezzi di trasporto, e se ne occupa Virginio Bordino (1804- 1879) ufficiale dell’esercito sardo che inventa una vaporiera costituita da un’enorme carrozza sotto la quale vi erano quattro cisterne d’acqua, aveva una autonomia di circa due ore consumando quasi 60 kg di carbone avendo fatto scorazzare i passeggeri alla velocità di 6/8 kmh.

un impiegato statale del Gran Ducato di Baden si inventò la draisana

Nel 1841 finalmente nasce il motore a scoppio, che viene perfezionato e brevettato da Barsanti e Matteucci solo nel 1854. Benz nel 1886 lo applicò per la prima volta nella storia dell’uomo sul un triciclo seguito dopo poco dalla Daimler, specialista nella costruzione dei motori a ciclo Otto. Il nuovo veicolo fece grande fortuna, soprattutto all’estero. In Italia vi erano ancora perplessità seppur gli italiani fossero interessati all’automobile. Enrico Bernardi, nel 1884, seguito da Michele Lanza, nel 1895 a Milano, costruiscono le prime vetture italiane, capostipiti di una longeva generazione di progetti di design automobilistico italiano.

Nello stesso periodo si vede la nascita della motocicletta, variazione della bicicletta. Nel 1868 il francese Louise-Guillaume Perreaux deposità i primi brevetti per il primo veicolo a due ruote a vapore. L’invenzione del motore a scoppio, spinse due inventori tedeschi, Gottlieb Daimler e Wilhelm Maybach a costruire il primo vero prototipo di motocicletta nel 1885 in una piccola officina vicino Stoccarda.

Importantissima, e con una storia millenaria è il trasporto marittimo. Nei secoli l’uomo ha perfezionato il suo modo di navigare, ha scoperto nuovi mondi(C.Colombo), e ha navigato sino a paesi dell’estremo est per studiare e imparare la loro cultura insegnado anche la nostra occidentale (M.Polo). Il trasporto marittimo si è sviluppato dalle zattere ai velieri fino ai bastimenti e alle portaerei. Da navi e barche in legno, a materiali studiati e prodotti su misura per le i mezzi di navigazione. ..continua a pagina 5

03 |

in via di sviluppo

parola dell’UE

Automobile intelligente la Commissione dichiara che le tecnologie che salvano la vita hanno bisogno di un sostegno maggiore da parte dell’industria e dei responsabili politici

Le tecnologie che impediscono i tamponamenti potrebbero evitare 4 000 incidenti all’anno in tutta l’UE se solo il 3% delle automobili ne fosse dotato entro il 2010, mentre quelle che aiutano gli automobilisti a non sbandare o a effettuare un sorpasso potrebbero impedire 1 500 incidenti all’anno se soltanto lo 0,6% delle automobili ne fosse provvisto entro il 2010. E la tecnologia che impedisce i colpi di sonno al volante potrebbe contribuire a evitare il 30% degli scontri mortali in autostrada e il 9% di tutti gli incidenti mortali. È quanto dichiara la Commissione europea nel contesto della nuova strategia, inaugurata oggi, per accelerare la diffusione di tecnologie più intelligenti, sicure e pulite fra gli automobilisti.

“Le automobili intelligenti possono aiutare a risolvere i principali problemi del trasporto stradale: la sicurezza, la congestione del traffico e il consumo di energia”, ha commentato Viviane Reding, commissaria responsabile della società dell’informazione e dei media. “Non si può tuttavia pensare che i cittadini e i responsabili delle decisioni politiche investano nelle tecnologie per rendere più sicure le auto o che le promuovano se i vantaggi non sono chiari. Per questo motivo chiedo che a livello dell’industria e delle decisioni politiche si compiano sforzi maggiori per sviluppare le tecnologie dell’informazione e della comunicazione con l’obiettivo di rendere “intelligenti” tutti i veicoli costruiti in Europa”.

04 |

potrebbero evitare 4 000 incidenti all’anno in tutta l’UE

Le automobili intelligenti possono aiutare a risolvere i principali problemi..

La diffusione delle tecnologie è ancora troppo lenta Più di 20 anni dopo l’introduzione dei sistemi che impediscono il blocco delle ruote durante la frenata (ABS) alcune automobili non ne sono ancora provviste.

I sistemi con programma elettronico di stabilità (ESP), che migliorano il controllo del conducente su fondo stradale scivoloso distribuendo la potenza o lo sforzo di frenata alle ruote che ne hanno maggiormente bisogno, hanno impiegato 10 anni per ottenere una penetrazione di mercato soltanto del 40%. Questi sistemi e altri ancora più moderni, come l’assistenza alla frenata, il segnale di sbandamento, il dispositivo che permette di evitare gli scontri e la protezione attiva dei pedoni basati su operazioni di rilevamento e allarme, devono diffondersi più rapidamente ed essere installati quanto prima su tutti i modelli, da quelli di lusso a quelli meno costosi.

Iniziativa “Automobile intelligente” L’iniziativa “Automobile intelligente” della Commissione – che fa parte della strategia comunitaria i2010 – risponderà all’esigenza di una più ampia diffusione delle nuove tecnologie per rendere le automobili più sicure, pulite ed efficienti. L’iniziativa si pone tre obiettivi: - coordinare gli sforzi delle parti interessate, dei cittadini, degli Stati membri e dell’industria per ccelerare lo sviluppo e la diffusione di queste tecnologie; - sostenere le attività di ricerca e sviluppo a favore di veicoli più intelligenti, puliti e sicuri, con finanziamenti stanziati nell’ambito del 7° programma quadro di ricerca dell’UE (7° PQ) e agevolare la diffusione e l’uso dei risultati della ricerca.

Sarà effettuata una serie di prove operative sul campo per valutare in condizioni reali l’impatto dei sistemi eSafety sul comportamento del conducente e sulle dinamiche di guida (il consiglio consultivo europeo incaricato della ricerca nel settore del trasporto stradale – ERTRAC – sostiene pienamente le priorità della ricerca comunitaria sui veicoli intelligenti), e - far conoscere i vantaggi delle tecnologie e-safety per incentivare i conducenti a richiederle. A tal fine, saranno organizzate periodicamente azioni dimostrative delle tecnologie in questione e saranno trasmessi appositi programmi televisivi. L’iniziativa “Automobile intelligente” della Commissione sarà presentata dalla commissaria Viviane Reding in occasione della manifestazione dimostrativa sulle macchine intelligenti (Intelligent Car Demonstration Event) che si terrà giovedì 23 febbraio a partire dalle ore 10,30 presso il museo Autoworld di Bruxelles.

La dimostrazione sarà seguita dalla presentazione di nuovi prototipi di automobili che utilizzano già le tecnologie dell’informazione. La manifestazione sarà aperta agli organi di stampa presenti a Bruxelles.

IP/06/191 Bruxelles, 21 febbraio 2006

..continua a pagina 3..

bellezza comodità funzionalità

un intervento forte e deciso da parte delle autorità

L’inizio del ‘900 secolo, vide la nascita del primo veicolo volante, finalmente lìidea del grande Leonardo da Vinci prese vita. Il primo aeroplano vide la luce nel 1903, quando i fratelli Wright riuscirono a far spiccare il volo ad una sorta di aliante dotato di un motore da 15 cavalli a Kill Devil Hill in Carolina del Nord, USA. Questo primo volo durò 12 secondi e fu poco più che un balzo che probabilmente non superò l’effetto suolo. Inizialmente l’aeroplano si sviluppa solo su base sportiva, si iniziarono a svolgere gare su velocità, e altezza di quota. Furono le due grandi guerre mondiali a far perfezionare l’aereo, che diventò da li in poi un mezzo di trasporto sicuro e veloce. La ricerca di un mezzo di trasporto da parte dell’uomo è dovuta all’esigenza di comodità di autotrasportarsi o di trasportare merci.

Al perfezionamento del mezzo, si aggiunge la voglia e la ricerca di renderlo bello e comodo. Funzionalità mista a bellezza ci porta a parlare di design del veicolo.

Oggi quando andiamo a comprare un’automobile guardiamo la bellezza estetica (carrozzeria), la comodità degli interni (sedili, materiali, cruscotto), la funzionalità e cioè tutta la tecnologia che oggi possiamo trovare a bordo e che può semplificare e rendere confortevole il nostro viaggio in auto.

Medesimo metro di giudizio e di scelta se noi dovessimo comprare una barca, o un aereo o una moto.

Ma la parte fondamentale oggi, la gioca la tecnologia: computer di bordo, radar in auto e non più solo su barche o aerei, GPS su moto e auto, sensori di posizione per il parcheggio, computer di bordo che interfacciati a sensori di posizione riescono a parcheggiare senza aiuto umano l’automobile, computer che potrebbero far atterrare soli un aereo, o far navigare senza capitano una barca.

news dal Giappone

io guardo il GPS tu il DVD

Immagine del cruscotto della monovolume Alphardv

parola di be|design E’ un problema da risovere al più presto.

La sicurezza stradale p un problema che affligge molti paesi, e che ha bisogno di un intervento forte e deciso da parte delle autorità governatrici.

Ora anche la comunità europea cerca di far qualcosa, sperimo solo che non sia il solito inizio senza una fine.

Dobbiamo evitare quanto possibile la morte di giovani ragazzi.

Le ultime arrivano da Toyota.

L’azienda leader nel settore automobilistico orientale, sta sviluppando un sistema di navigazione TV/DVD. Nulla di eccezionale si potrebbe pensare, eppure qualcosa che contraddistingue questo progetto c’è.

Si tratta di uno schermo che darà la possibilità al conducente di vedere il navigatore GPS da lui interrogato, e al passeggero un DVD o la TV. Tecnologia ad alti livelli quindi per Toyota, che prototiperà il progetto in Giappone e lo testerà sulla monovolume Alphardv.

Lo schermo proietterà due imamgini che saranno visibile a seconda dell’angolo di visuole si sta autoblog.it adottando.

05 |

Come i computer possono percepire e possono interagire con il mondo fisico Potrebbe sembrare impossibile ai più anziani, ma è tutta realtà. La tecnologia sta facendo passi da gigante, ciò che una volta era solo fantsia da vedere nei film o ascoltare nei racconti, oggi è verità.

I computer sono talmente tanto tecnologici da riuscire a interagire con il mondo fisico per mezzo di periferiche esterne, studiate per percepire ciò che le circonda e trasferire i dati al computer che li analizzerà, e valuterà i comportamenti che dovrà eseguire.

Svariati i campi di utilizzo, delle tecnologie che riescono a interagire con il mondo fisico. Istallazioni artistiche, informative...

Interessanti sono gli studi che le case automobilistiche, stanno effettuando per lo sfruttamento al menglio di tali tecnologie.

Per una guida sempre più comoda e sicura, si cerca oggi di sfruttare sensori ad ultrasuoni, ad esempio, per il calcolo della distanza dell’automobile da un ostacolo, si montano telecamere ad infrarossi che aiutano la vista del percorso in notturna, e tante altre applicazioni.

06 |

periferiche esterne che interagiscono con il mondo fisico

Ne cito solo due, perchè saranno quelle che questo articolo vuole approfondire e spiegare. Il parcheggio e la guida notturna sono i problemi che maggiormente affigglono i guidatori sia i più esperti che i meno.

le difficoltà nel parcheggiare La difficoltà principale nel parcheggiare in spazi ristretti sta nel valutare l’adeguatezza del parcheggio individuato nello spazio, a questo si aggiunge lo stress legato a sterzature mirate. Le manovre innervosiscono sia il conducente che le esegue sia gli altri utenti della strada. I conducenti poco esperti, inoltre, non riescono a parcheggiare in spazi che, anche se ristretti, sono sufficientemente grandi per il loro veicolo.

Thomas Ottenhues, progettista Hella.it

Help! Parcheggio...

Parcheggio all’americana, un incubo per molti La mancanza di parcheggio nelle grandi e piccole città, è lo stress di tutti. Ore a girare e sprecar costosa benzina per torvare uno spazio dove poter parcheggiare l’automobile. E quando l’abbiamo trovato, dobbiamo fare i conti con la difficoltà che il parcheggio ci riserva. Il famoso parcheggio all’americana, è l’incubo di molti. Si dovrebbe effettuare in due manovre, ma non tutti ce la fanno. Molti sbagliano a calcolare la distanza, e spesso e volentieri vi sono collisioni tra auto.

A questi problemi quotidiani, la tecnologia cerca di dare un aiuto concreto e sostanziale. Lo sviluppo di sensori che riescono a calcolare la distanza degli oggetti, applicata sull’automobile e interfacciata al computer di bordo, può aiutare il parcheggio.

Come?

Per le automobili ancora non provviste di tale tecnologia, esistono kit di montaggio esterni semplici ed efficaci.

La tecnologia funziona in questo modo: Sensori ad ultrasuoni soo montati sui parafanghi e paraurti dell’automobile, e collegati ad una centralina la quale a sua volta prende l’energia all’inserimento della retromarcia, e si aziona un segnale acustico che aumenta o diminuisce a secondo della vicinanza dell’ostacolo/pericolo. I sistemi di serie, e i più sofisticati, si azionano quando la velocità dell’auto mobile è inferiore o uguale ai 15 km/h, e segnala ostacoli sia nella parte posteriore che in quella anteriore.

Il sistema di controllo per il parcheggio anteriore e posteriore si avvale di sensori ad ultrasuoni alloggiati nei paraurti per rilevare la presenza di ostacoli, davanti o dietro, l´autovettura poco visibili dal posto di guida. Brevi segnali acustici avvisano il conducente. Il suono dell´avvisatore acustico aumenta progressivamente man mano che ci si avvicina all´ostacolo o ad un´altra autovettura, aiutando in questo modo a determinare la distanza restante. Il sistema si disattiva automaticamente non appena l´autovettura supera la velocità di 15 km/h.

Come funziona?

Il funzionamento del sensore ad ultrasuoni è abbastanza semplice: vi è un emettitore e un ricevitore.

L’emettitore emette un raggio di ultrasuoni che viene riflesso da qualsiasi tipo di supercie incontra, l’eco prodotto crea un raggio di ritorno, percepito dal ricevitore che calcola il tempo di ritorno la velocità e così la distanza dell’ostacolo.

I dati entranti e analizzati sono dati che deve interpretare un calcolatore, quindi dati a sistema numerico binario, che usa solo due simboli: 0 e 1.

L’informatica sfrutta questo sistema per rappresentare i numeri interi, e per la sua correlazione con i codici di vero o falso.

Le informazioni sono infine contenute all’interno di un byte, questo è una sequenza di bit il cui numero dipende dall’implementazione del calcolatore in uso.

Ogni singolo byte è costituito da 8bit, e pertanto può assumere 28=256. Takle byte è un’informazione elementare per il calcolatore che vuene usata per tutte le informazioni necessarie, dal colore, al suono, al calcolo.

Quindi, all’invio dei dati del ricevitore, il calcolatore analizza le informazioni entranti, e secondo i valori fa partire o meno un’azione, ad esempio un segnale acustico o , come in alcune auto l’autofreno.

07 |

Il parcheggio EPS

zona d’applicazione

Vi è una tecologia nuova, e più pratica del sensore ad ultrasuoni. Si chiama EPS, da non confondere con il sistema di ausilio alla guida che aiuta sul bagnato o in caso di sbandata, è un sistema che si serve di un sensore antenna, che è una fascia da inserire al di sotto del parafango e paraurti, e sarà poi collegata a un mini computer o al computer di bordo. I sensori di parcheggio EPS sono in grado di rilevare qualsiasi tipo d’ostacolo anche con forme più svariate. Sono invisibili dall’esterno, proteggono tutta la lunghezza del paraurti senza punti di discontuinità, questo offre più sicurezza e affidabilità al sistema, a differenza degli ultrasuoni che non nassicurano un calcolo di distanza sicuro.

L’interfaccia disegnata qui a lato, è caratterizzata da tre colori fondamentali, il verde non rileva ostacoli, il giallo che rileva ostacoli in vicinanza e il rosso che avvere di una collisione imminente.

..funziona così: Il principio di funzionamento é molto semplice: quando un ostacolo entra nella zona occupata dal campo elettromagnetico generato dal sensore, il campo stesso subisce una variazione delle sue caratteristiche fisiche in quanto ne viene assorbita una piccola parte e questa variazione é tanto maggiore quanto più l’ ostacolo si trova vicino al sensore stesso. Il sensore EPS é in grado di rilevare l’ avvicinamento di un ostacolo alla superficie interessata ad un possibile urto contro di esso lungo tutta la sua lunghezza senza alcun punto di discontinuità.

La sua più congeniale applicabilità é proprio nel paraurti di una vettura che, nato per proteggere la medesima da urti contro qualsiasi ostacolo, é diventato oggi giorno quasi solo più un elemento decorativo e di stile.

Inserendo all’ interno o all’ esterno del paraurti e per tutta la sua lunghezza questo particolare conduttore costituito da uno speciale nastro adesivo di neoprene o di alluminio della larghezza di circa 8/9 mm, si può ottenere una protezione totale della zona posteriore della vettura.

All’ inserimento della retromarcia viene attivata la centralina elettronica e, nello stesso istante, si viene a creare, nell’ area prospiciente il paraurti, una zona di protezione. Quando un qualsiasi ostacolo, entrando in questa zona sotto controllo, tende ad avvicinarsi alla vettura, viene attivato un segnale acustico. La frequenza del segnale aumenta con l’ aumentare della possibilità di urto segnalando la distanza minima che si può raggiungere prima del contatto.

08 |

All’ inserimento della retromarcia viene attivata la centralina elettronica e, si viene a creare una zona di protezione.

La parte selezionata conil pallino rosso, è l’interfaccia del sensore. Vi sono diversi colori che si accendono a seconda della vicinanza dell’ostacolo.

HELLA.. idee per le auto del futuro E’ un’azienda che produce componenti per auto, ma è leader nel settore della produzione di sistemi ottici per il settore automobilistico. La sua produzione spazia dalle luci a impianti elettici, questo la posizione tra le prime aziende al mondo in fatto di qualità e affidabilità.

L’azienda ha analizzato profondamente le difficoltà che gli utenti riscontrano nel parcheggiare: manovre, valutazione dello spazio ecc.

Queste analisi servivano alla prototipazione di un sistema di ausilio al parcheggio.

Il sistema è semplice ma molto sofisticato.

I parcheggi vengono misurati da un sensore ad ultrasuoni fortemente astigmatico durante il passaggio, viene per così dire frammentato e misurato sezione per sezione. Viene rilevata la lunghezza e la profondità, ovviamente tenendo conto dei marciapiedi. Se il sistema identifica un parcheggio adatto, il conducente riceve un segnale ottico-acustico. Per poter eseguire la manovra velocemente, il sistema calcola il percorso ottimale (traiettoria) in base alla pianta determinata dal sensore. Seguendo una traiettoria di parcheggio predefinita la cui curvatura varia continuamente, il sistema garantisce un movimento con angolo di sterzata costante e con forze minime sullo sterzo, facendo sì che il veicolo entri automaticamente nel parcheggio senza richiedere al conducente di azionare il volante. “Bisogna comunque tenere presente che il conducente deve assumersi come sempre la piena responsabilità per la manovra di parcheggio e parteciparvi attivamente agendo sul pedale del freno e dell’acceleratore.

Infrarossi per la notte La guida notturna è una delle situazioni più stressanti e pericolose. Molte strade non sono illuminate a suffiucenza, e la presenza di ostaloli noscosti dal buio sono pericoli costanti per i viaggiatori.

Oggi si stanno studiado tecnologie per il supporto alla guida notturna, BMW è la prima casa automobilistica che ha prototipato un servizio del genere, si chiama Night Vision.

Prototipazione BMW

Come funziona?

Innovativa tecnologia agli infrarossi per aumentare la sicurezza al buio.

Una videocamera termica copre una zona di 300 metri davanti alla vettura. Più intenso è il calore registrato dalla videocamera, più chiara risulta l’immagine visualizzata sul monitor centrale. Persone (come pedoni lungo il bordo della strada) e animali sono così le zone più chiare dell’immagine - e naturalmente i punti importanti sui quali ci si concentra durante una guida prudente

Spettro di visuale dei sensori infrarossi BMW

Immagine di un cane ripresa da una macchina ad infrarossi.

Come funziona?

La radiazione infrarossa (IR) è radiazione elettromagnetica con una lunghezza d’onda maggiore della luce visibile, ma minore delle onde radio.

Le periferiche infrarosse che vengono usate usualmente, nascono da studi militari. Questi sensori rilevano il calore degli oggetti, e traducono questo in un immagine. Possono essere usati anche dei falsi colori per rapprensetare le imamgini percepite, gli oggetti che presentano un calore più intenso più chiari rispetto agli altri.

Sull’automobile vengono montate delle telecamere ad infrarossi, sul paraurti o vicino i fari, così da poter avere un largo raggio visuale. Hanno sino a trecento metri di portata, e sono collegate al computer centrale dell’auto, che elabora le immagini e le trasmette al monitor; il tutto è azionabile da un pulsante che si trova sul cruscotto.

09 |

Come funziona?

La telecamera ad infrarossi rileva la radiazione infrarossa. La radiazione passa attraverso la lente della termocamera e viene concentrata su un sensore.

I detector trasformano la radiazione catturata in un segnale elettrico, che viene poi elaborato dall’elettronica del sistema in un’immagine visibile che può essere proiettata su uno schermo: il termogramma.

L’ottica della telecamera ad infrarossi è progettata in modo analogo a quella di una telecamera normale.

Tuttavia, i tipi di vetro utilizzati per una normale telecamera non possono essere impiegati per l’ottica di una telecamera ad infrarossi, poiché il vetro non trasmette la radiazione infrarossa in modo sufficientemente idoneo. Nella maggior parte dei casi, la lente è realizzata in germanio.

La telecamera infrarossi • È facile da usare come una videocamera • Offre un quadro completo della situazione • È equivalente all’uso contemporaneo di migliaia di pirometri a spot • Esegue le ispezioni quando i sistemi sono sotto carico • Identifica e localizza il problema • Misura le temperature • Immagazzina le informazioni • Vi dice esattamente ciò che deve essere riparato • Individua i problemi prima che si manifestino • Vi fa risparmiare tempo prezioso e denaro

L’energia infrarossa (A) proveniente da un oggetto, viene concentrata dalla parte ottica (B) su un detector (C) ad infrarossi. Attraverso dei sensori, il detector invia le informazioni all’elettronica (D) per l’elaborazione dell’immagine. L’elettronica della telecamera traduce i dati provenienti dal detector in un’immagine (E) che può essere visualizzata nel visore o su un monitor normale.

Immagine ingrandita della fiamma di un fammifero

Industria cartaria Per garantire la qualità della produzione, il processo di produzione della carta prevede una serie di passaggi impegnativi. Pertanto, a parte le normali ispezioni a livello elettrico e meccanico, gli infrarossi vengono impiegati anche per monitorare le diverse fasi dell’effettivo processo di produzione della carta. Gli infrarossi forniscono informazioni preziose circa una delle fasi più difficili del processo di produzione della carta: l’essiccazione.

10 |

Immagine di una fase della lavorazione della carta.

Come i computer possono percepire e possono interagire con il mondo fisico

Applicazioni future Porche Cayenne

vista a infrarossi

Sopra vi è uno screenshot di come si dovrebbero vedere le immagini catturate dalla telecamenra.

Come noto, le telecamere infrarosso, analizzano l’ambiente circostante e rilevano il calore degli oggetti, inviando poi i dati al computer, questo rappresenterà i dati per mezzo di immagini, in cui le zone di calore rilevate saranno di una gradazione più chiara rispetto alle altre.

La proposta, è di usare tale tecnologia per poter salvaguardare l’automobile, un atifurto anti intrusione, che analizza di continuo l’abitacolo, e quando rileva uno sbalzo di calore fa scattare un allarme.

Come gli antifurti ad ultrasuoni, anche per questo si posizionano i sensori e le telecamenre agli angoli estremi dell’auto così da poter controllare tutto l’abitacolo.

11 |

Come i dispositivi geograficamente distanti comunicano l’un con l’altro?

Interfaccia del gps da automobile

E’ composto da:

E’ una problematica che da secoli affligge l’uomo.

Una volta guardavamo con il naso all’in su le stelle, e sapevamo se andare a nord o a sud, oggi non guardiamo direttamente noi il cielo, ma per mezzo di satelliti e ricevitori riusciamo ad orientarci.

E’ un sistema sviluppato dai servizi segreti americani, si chiama Global Positioning System, GPS, che oggi dopo varie vicissitudini riesce a comunicarci e calcolare la distanza di un oggetto con un margine di errore di circa venti metri. Il funzionamento del GPS è legato a 27 satelliti orbitanti di cui 24 effettivamente operativi e tre di riserva. Le orbite sono circolari su 6 piani orbitali paralleli inclinati di 55° rispetto al piano equatoriale.

- 24 satelliti - una rete di stazioni di tracciamento (tracking station) - un centro di calcolo (computing station) - due stazioni di soccorrimento (injection stations) - un ricevitore GPS Sono 27 i satelliti, di tre di riserva, sono inclinati a 55 rispetto all’asse equatoriale, la loro quota è di 20 200 Km. Ciascun satellite emette sulle frequenze di 1,2 e 1,5 Ghz derivate da un unico oscillatore ad alta stabilità.

Si usa la doppia frequenza per cercare di eliminare gli errori dovuti dalla rifrazione atmosferica.

Le stazioni di tracciamento, utilizzate a determinare i parametri dell’orbita del satellite, sono tutti posizionate in territorio amercano, e tramite un codice matematico molto sofisticato calcolano il passaggio del satellite sul territorio USA, grazie anche all’effetto doppler, ereinviano al satellite per mezzo delle stazioni di scorrimento i dati.

Infine vi sono i ricevitori, che sono localizzabili dal satellite, e che usano una tecnologia chiamata trangolazione dei dati per localizzare altri ricevitore in vrie parti del mondo.

Interfaccia del GPS studiato da Porche 12 |

Come funziona?

Il funzionamento sembra abbastanza semplice, così non è. Il GPS riesce a comunicare con i satelliti analizzando le alte frequenze con cui essi trasmettono segnali a terra. Per capire la distanza tra il receiver ed il satellite viene misurato il tempo che un segnale impiega per arrivare a terra.

Ad un ora prestabilita il satellite genera un codice detto pseudo random code e, lo invia sulla terra.

Sempre alla medesima ora anche il receiver GPS genera lo stesso identico codice per cui, quando il segnale dal satellite arriva a terra e viene letto dal receiver, questo lo riconosce ed è in grado di misurare quanto tempo ha impiegato il segnale per arrivare.

Moltiplicando il tempo per la velocità della luce (300.000 km/s) otterremo la distanza tra il satellite ed il receiver GPS. L’errore anche di un solo centesimo di secondo può variare la precisione del calcolo e del posizionamento di anche di centinai di km. Proprio per questo ogni satellite monta al suo interno 4 orologi atomici, che assicurano una precisione assoluta.

America vs. Unione Sovietica L’Unione Sovietica, in concomitanza con l’america ha sviluppato un sistema per il calcolo della posizione sulla superficie terrestre molto simile al GPS, si chiama GLONASS (GLObal NAvigation Satellite System).

Questo sistema, sfrutta 24 satelliti ma suddivisi in tre orbite distanti 120° fra loro e ad una quota leggermente maggiore di quella dei satelliti GPS. Attualmente esistono sistemi di ricevitori che sono omologati per entrambi i sistemi così da poter avere un margine di errore non più alto di 50cm.

Studiati e perfezionati per scopi militari, il servizio della difesa americano inifine dovette rendere pubblico questa tecnologia, e grazie all’intervento del presidente Clinton nel 2000, questi apparecchi poterono avere una precisione con margine di errore minimo anche in campo civile.

Inizialmente erano stati introdotti solo sulle automobili di lusso. Oggi ilmercato è in espansione, e anche i cellulari sono dotati di un modulo per il GPS, e la localizzazione.

Esistono comunque sistemi integrati cioè che integrano all’interno di un solo apparecchio ricevitore GPS, un display LCD, un altoparlante, il processore che esegue le istruzioni; e i sistemi ibridi sono dispositivi portatili nati per scopi diversi dalla Navigazione Satellitare, che diventano tali collegandoli a ricevitori GPS.

Head-Up Display E’ una nuova tecnologia cheè stata perfezionata e studiata per motivi militari, per i piloti dell’aereonautica, affichè potessero vedere le informazioni del radar e altitudine e longitudine direttamente sul metro dell’abitacolo o sul paraocchi del casco. tale tecnologia viene oggi applicata alle automobili così da poter visualizzare drettamente sul lunotto, le info del GPS, e molte altre informazioni senza dover togliere lo sguardo dalla strada.

13 |

Come i dispositivi geograficamente distanti comunicano l’un con l’altro?

Applicazioni future Quando sei in auto

in autostrada, e nel traffico

Vehicles’ community E’ di moda oggi nel web, iscriversi a community di amici. Gruppi virtuali in cu ci si scambiano opinioni in tempo reale, e ci si aiuta, o si trascorre il tempo.

Beh, in attesa di un nuovo modo di navigare internet in viaggio, come ad esempio la nuova tecnologia inventata e prototipata in amerca, questa proposta è l’alternativa: Sfruttando il già esistente GPS, possiamo far trasmettere tramite satellite altre informazioni, che arrivano direttamente dagli utenti. Ogni utente registrerà la propria auto al sistema “Community car”, e potrà così inviare informazioni sul tempo, ingorghi, situazioni del manto stradale, o altro al sistema centrale, che smisterà le informzioni tramite satellite a tutti quei sistemi che ne faranno richiesta.

In oltre tramite tecnologia bluetooth, sarà possibile scambiarsi foto o messaggi testuali e audio del tutto gratuitamente tra auto che stanno viaggiando sulla stessa autostrada.

mal tempo

incidenti o problemi per strada 14 |

Come i computer immagazzinano delle informazioni (le base dati) Dalla nascita dei calcolatori la tecnologia ha sempre cercato di migliorare la vita dell’uomo, sviluppando sempre artefatti nuovi che andassero a sostituire o alleggerire i lavori umani.

Una volta le donne impastavano e stendevano la pasta a mano, oggi macchiene elettriche e programmabili fanno lo stesso lavoro in molto meno tempo e facendo ripsparmiare fatica.

Tutto sta diventando digitalizzato, e programmato da un piccolo computer: pensiemo ai cellulari il cui scopo è quello di telefonare, oggi il telefonino riesce a far foto e filmati, inviare mail, leggere documenti prodotti dal pc, inviare informazioni a sistemi lontani per comandare l’inizio di un processo, ad esempio sistemi di casa intelligente che possono essere comandati a distanza tramite un sms o una chiamata per riconoscimento vocale.

Ebbene tutto questo avviene grazie allo sviluppo tecnologico, che oggi è entrato anche nel mondo dell’automobile. Questa sta diventando sempre più tecnologica, ospita al suo interno un computer di bordo, il quale è il pannello di comando di tutta l’auto.

Applicazioni Su un’automobile, il computer di bordo ha diverse funzioni, e deteniene al suo interno un’enormitò di informazioni.

Molte auto non ne montano uno visibile, cioè con il classico schermo da 7’’, ma la loro centralina è un computer. Quelli di ultima generazione, sono sviluppati con caratteristiche tecniche molto simili alle macchine che usualmente usiamo a casa, pc da lavoro per intenderci. Ultimamente una casa automobilistica americana sta per lanciare la possibilità di navigare il web direttamente in automobile durante un viaggio.

Questi computer montano al loro interno un database che conserva tutti i dati necessari per la gestione di tutti i servizi di aiuto alla guida e di incolumità del passeggero che l’auto monta, ad esempio il EPS, ABS ecc. La lettura di dati esterni al database avviene tramite periferiche esterne come sensori, telecamere ecc.

..ad esempio: L’ABS è il sistema che evita il bloccaggio delle ruote in una frenata. Il funzionamento è semplice, assieme alla ruota motrice gira una ruota dentata i cui denti vengono letti da un sensore, il quale se vede che una ruota in frenata è bloccata invia al computer di bordo l’input per comandare alla pompa idraulica di allentare la frenata.

I dati minimi richiesti dal sistema affinchè si possa allentare la forza frenante, sono contenuti all’interno della base dati dell’automobile.

16 |

Durante la nostra permanenza all’interno dell’auto, potremo impostare una nostra sequenza di stazioni radio, e memorizzarle sempre all’interno del datasa di bordo. Andando avanti settiamo la temperatura dell’abitacolo più congeniale a noi, e il computer rileva e salva anche queste impostazioni. L’angolatura delle luci di posizione, delle anabaglianti e di quelle abbaglianti anche sono informazioni che il datbase dell’auto memorizza, il tutto all’interno di una cartella, o per meglio dire una tabella che potrà prendere il nostro nome, essendo noi stessi i soggetti su cui l’auto è stata settata. Al termine, con un semplice click, potremo mandare un ichiamo delle impostazioni, e quindi far scrivere un comando di richiamo nel database, all’interno del cip inserito dentro la chiave di accensione in nostra dotazione. Così facendo, quando noi inseriremo la nostra chiave nella fessura dell’auto, essa automaticamente cambierà le sua impostazioni precedenti, con quelle registrate da noi.

una nuova base dati

La chiave

Il primo insegnamento che a scuola guida impartiscono, appena ci sediamo in auto è come settare l’abitacolo: lo specchietto retrovisore interno, quelli esterni, la distanza del sedile dai pedali.

Oggi questi settaggi sono fatti elettronicamente tramite dei pulsanti, infatti abbiamo la regolazione degli specchietti esterni elettronica, e tutto il resto, questi possono essere tradotti in informazioni per il computer di bordo, che potrà salverle e richiamarle quando il conducente lo vorrà. Una bella novità è che queste informazioni, e tante altre, possono essere memorizzate all’interno della chiave d’accensione dell’auto.

Una volta seduto sul sedile del guidatore, ci sistemiamo il sedile, la distanza dai pedali e l’altezza, lo specchietto interno, e gli specchietti esterni, tutto tramite un pannello di comando che può essere posizionato sulla portiera o sulla consolle comandi.

Al termine dell’operazione, possiamo inviare i dati del settaggio al computer di bordo, che li conserverà nel suo database.

Come funziona?

Database o meglio base dati, indica un insieme di dati riguardanti uno stesso argomento, o più argomenti correlati tra loro, strutturata in modo tale da consentire l’uso dei dati stessi (e il loro aggiornamento) da parte di applicazioni software.

Tecnicamente è strutturato in righe e colonne. Le righe contengono le informazioni su un determinato argomento. Le colonne, invece, sono le chiavi di identificazione. Questi dati possono essere organizzati secondo dei parametri, ad esempio in modo alfabetico, o a seconda delle chiavi di identificazione contenute nelle colonne. Per gestire basi di dati complesse condivise da più applicazioni, vi sono appositi sistemi, detti “Database Management System” o “DBMS”.

In auto il database è suddiviso secondo le periferiche da gestire, i sensori, le telecamere, che inviano un susseguirsi di informazioni che il computer dovrà analizzare e confrontare con quelli inseriti nel database.

la mia auto me la son costruita

Auto open source Si chiama “c,mm,n” e si legge “Common”, ha debuttato al recente Salone di Amsterdam. Dovrebbe trattarsi della prima automobile open source, ovvero con tecnologia aperta, di libero accesso a chiunque voglia migliorarla e affinarla. tre università olandesi hanno pensato di realizzare una vettura di cui rendere disponibili sul web progetti, disegni, dati e schede tecniche. Chiunque abbia conoscenze di ingegneria e di meccanica potrà dare il suo contributo al progetto della “c,mm,n”, già pensata per muoversi con un motore a idrogeno.

17 |

Come i computer immagazzinano delle informazioni (le base dati)

Applicazioni future

Nuova chiave di accensione

La potenzialità del database, è che potrebbe essere letto da qualsiasi calcolatore che abbia il software adatto. Pensando che il computer di bordo scrive sulla chiave di accensione dati per richiamare le informazioni del database del calcolatore dell’automobile, potremmo volendo far scrivere sulla chiave un file che sia il database stesso. Questo si può fare anche per i database web, infatti è possibile salvare tutto il lavoro in un formato che avrà un estensione .sql, leggibile da un editor di testo.

Avendo quindi la possibilità di scrivere i dati sulla penna, la mia proposta è la segente: come i lettori delle schede di memoria delle fotocamere, potremmo avere un lettore dove inserire la chiave di accensione della nostra auto, e quindi collegarla al nostro pc di casa. Con un software scritto appositamente, potremmo far elaborare al calcolatore il database,così da poter ricostruire la nostra auto in modo virtuale. Ipotizzando che il software possa offrire servizi ludici e non , potremmo avere, una rielaborazione virtuale della nostra auto come se fosse un gioco , vedi V-rally 3 , dove le impostazioni della nostra auto reale vengono riprese ed elaborate nel gioco. Quyesto gioco potrebbe essere visto e pensato anche come una community sul web, dedicata alla auto, dove gli utenti appassionati possono conoscersi, aiutarsi, e scambiarsi opinioni e consigli sulle auto in loro possesso.

Inoltre, potremmo effettuare delle statistihe e monitorare l’usura dei pezzi meccanici della nostra auto.

Computer

Periferica esterna

18 |

4x4xtutti Lo stile distintivo, disegnato da Giugiaro, denota una classe tutta italiana, concentrando nelle sue linee una esemplare sintesi di eleganza, robustezza e sportività.

La linea filante garantisce buone prestazioni e stabilità, oltre a consumi ed emissioni contenuti rispetto alla categoria. Esterni

Fiat Sedici 1.6 16v 107 CV Dynamic 4x4. Prezzo di listino 19.350 euro, prezzo promozionale di vendita 18.750 euro (chiavi in mano IPT esclusa). Esempio di finanziamento: Anticipo zero – 1° rata a Settembre 2007 - durata 60 mesi / 56 rate mensili da euro 388,00 (comprensive di Prestito Protetto e Antifurto Identicar). Spese pratica 250,00 euro + bolli - Tan 2,90% - Taeg 3,61%. Salvo approvazione SAVA. Offerta valida fino al 30/04/2007.

comunicare sperimentando

be design

UniversitĂ IUAV di Venezia corso di Telecomunicazioni proff._ Gilliam Crampton Smith e PhilipTabor Studente_ Benito Condemi de Felice