La richiesta
La richiesta era quella di riprogettare completamente l’elettronica e il firmware di uno strumento già esistente, il preparatore Brio di SEAC.
Il preparatore in questione è una macchina medicale contenente un elevato numero di azionamenti e motori (in continua e stepper), di varia potenza, scaldatori, elettrovalvole, acquisizioni di temperature, pressioni, posizioni, ecc…
L’elettronica presente utilizzava componenti che cominciavano a essere obsoleti. Anche il firmware, seppure molto curato, essendo scritto in assembly, dopo molti anni era di difficile manutenzione.
Altri obiettivi erano la riduzione dello spazio occupato dall’elettronica, la sua dissipazione di potenza e il suo costo.
Problemi affrontati
- Difficoltà di taratura dei parametri di configurazione dello strumento (Motori stepper, regolatori PID)
- Elevata dissipazione dello stadio di alimentazione
- Elevato numero di periferiche da controllare
Soluzioni implementate
- Utilizzo di un’interfaccia di configurazione con linea di comando e salvataggio caricamento parametri da EEPROM
- Utilizzo di stadi di alimentazione switching
- Ripartizione del carico di lavoro su 2 CPU in configurazione master/slave
Le richieste
- Riprogettare uno strumento da laboratorio per svecchiare l’elettronica e ridurre dissipazione e costi
- Implementazione di firmware con garanzie di real time
- Produzione di alcuni esemplari
Cosa ha fatto Develer
- Schemi elettrici, master PCB
- Collaudi, costruzione prototipi
- Codice in C embedded real time
- Documentazione per produzione e collaudo
Risultati
- Prestazioni superiori alle aspettative
- Firmware estremamente configurabile e flessibile
- Bassi costi di produzione
Vantaggi introdotti dalle nostre soluzioni
- Innovazione: sono stati introdotti nuovi sistemi di retroazione sul controllo dei motori in DC per permettere un più accurato controllo della velocità.
- Flessibilità: con un solo firmware unificato è stato possibile gestire i due processori presenti a bordo della scheda, che si occupavano di eseguire comandi e azionamenti anche paralleli e su periferiche coordinate tra di loro.
- Configurabilità e messa a punto: il tuning della macchina è semplice e veloce grazie all’impiego di un sistema di configurazione dinamico via firmware.
- Real-time: vincoli temporali rispettati, grazie ad un’attenta analisi architetturale e alle soluzioni firmware introdotte da BeRTOS, il nostro sistema operativo real time.
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In quale modo la nostra metodologia ci ha aiutato
La trasparenza nello sviluppo del progetto, e la possibilità di controllare in tempo reale l’andamento dello stesso da parte del cliente, ha permesso un processo di “continuous integration”, durante il quale ogni modifica poteva essere vista e provata dal cliente in tempo reale, sul suo strumento di test presso la propria sede.
In quale modo l’open source ha aiutato il progetto
Il firmware dello strumento è basato su BeRTOS, il nostro sistema operativo real time, che è open source e ci ha permesso di risparmiare tempo avendo già a disposizione un ragguardevole numero di driver di periferica già pronti (motori stepper, sensori di temperatura PT100, controllori PID, etc…).
Staff
“E’ stato un grande progetto in cui ho potuto seguire tutto il ciclo di sviluppo, dallo schema elettrico fino al firmware… davvero emozionante!”