Robot e droni
Il robot è un macchinario elettronico in grado di compiere in modo autonomo alcune operazioni di tipo meccanico o logico, compiute di solito da una persona umana o più persone umane insieme. Se un robot è in grado di volare si chiama drone.
Le parti fondamentali di un robot elettronico sono:
1 - Un attuatore, cioè un sistema meccanico o elettrico che compie dei movimenti in grado di spostare oggetti che si trovano nelle vicinanze del robot;
2 - Un sensore, cioè un dispositivo meccanico o elettronico in grado di rilevare gli oggetti da spostare mediante l'attuatore;
3 - Una unità centrale, cioè un sistema meccanico o elettronico in grado di leggere i dati in ingresso che provengono dal sensore, elaborare questi dati, comandare l'attuatore in modo che compia i movimenti previsti da chi ha costruito il robot.
I sensori e gli attuatori presenti nel robot sono molti; anche le unità centrali possono essere molte.
Uno schema funzionale del robot è il seguente:
Unità di ingresso sono i vari sensori; unità di uscita sono i vari attuatori del robot; unità centrale è la parte elettronica che prende i dati provenienti dai sensori, prende le istruzioni presenti in memoria, le elabora e manda in uscita agli attuatori i comandi opportuni.
Nei robot digitali le grandezze in ingresso dei sensori devono essere in forma digitale; se non lo sono occorre inserire, tra sensore ed unità centrale, un circuito convertitore da analogico a digitale, distinto per ciascuno degli ingressi; a volte si può anche usare un multiplexer abbinato ad un unico convertitore.
I dati dei convertitori A/D vengono immessi nel bus dati e poi letti dal microprocessore in base ai tempi decisi dal programma che li richiede.
Nei droni il comando FBW (Fly By Wire = volo tramite cavi) è un sistema computerizzato per eseguire le manovre decise dal pilota del drone, pilota che si trova a terra o su di un altro aereo; non è un semplice servocomando, in quanto il comando deciso dal pilota non viene inviato direttamente agli attuatori ma ad un computer; il computer elabora il comando ricevuto, lo confronta con i dati di volo e trasmette il comando agli attuatori; il comando trasmesso può essere diverso da quello stabilito dal pilota.
Lo schema a blocchi di un sistema computerizzato di bordo di un drone può essere il seguente:
L’FMS guida il pilota lungo un profilo di volo reso ottimale per soddisfare uno o più parametri predeterminati che comprendono: decollo, salita iniziale o di crociera, livellamento, discesa, avvicinamento, atterraggio. L’ FMS esegue i calcoli necessari per una ottima condotta del volo e della navigazione.
Un sistema FMS comprende dati ed indicazioni di navigazione, la procedura standard di partenza strumentale detta SID ( Standard Instrument Departure = partenza strumentale standard ), l’inserimento in aerovia, il punto ottimale d’inizio discesa in funzione del peso dell’aeromobile, della distanza, della provenienza ed della intensità del vento.
Un FMS comprende sia la navigazione laterale destra sinistra detta LNAV (Lateral Navigation = navigazione laterale ) e sia la navigazione in verticale detta VNAV (Vertical Navigation = navigazione verticale).
L'FMS comprende anche un sistema di navigazione inerziale INS (Inertial Navigation System ) che utilizza solo gli strumenti di bordo, giroscopi, accelerometri, ecc, e calcola mediante un computer posizione, direzione e velocità senza bisogno di riferimenti esterni; i risultati dei calcoli vengono rappresentati su di un display e si può collegare ad un FMS.
L'FMS comprende anche un AHRS che è sistema di riferimento di rotta ed assetto (Attitude and Heading Reference System = sistema di riferimento di rotta ed assetto); usa sensori senza parti in movimento ed il GPS, raccoglie i dati di volo e di navigazione come assetto, velocità, quota, ratei, prua, rotta, rilevamenti radioelettrici, echi del radar meteorologico e li rappresenta su di un display a cristalli liquidi come immagini di strumenti di bordo; può essere integrato con l'FMS.
L'autopilota o pilota automatico è un dispositivo programmato per svolgere tutte le funzioni del pilota; può essere integrato con l'FMS.
L'automanetta è un sistema di controllo della potenza dei motori in base alla velocità impostata dal pilota automatico; può essere integrata con l'FMS.
2026
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