• capsule endoscopiche wireless
• back electromotive force
• motori brushless in corrente continua
• encoder
• gait locomotion

Il presente lavoro di tesi ha come oggetto lo studio, la progettazione e la realizzazione di un sistema di controllo a ciclo chiuso per una capsula endoscopica a locomozione attiva. Questo dispositivo è utilizzabile in ambito medico nella diagnosi precoce del cancro del colon-retto e di altre patologie relative a questo distretto. La capsula, essendo dotata di zampe, è in grado di effettuare indagini più accurate ed affidabili rispetto alle capsule passive attualmente in commercio, le quali si spostano nel tratto intestinale esclusivamente per mezzo della peristalsi. All'interno della capsula progettata (diametro = 12 mm e lunghezza = 25 mm) sono stati alloggiati due motori brushless in corrente continua (BLDC) collegati agli ingranaggi che azionano due set di sei zampe ciascuno. Nell'ottica di una riduzione degli ingombri sono stati scelti motori sprovvisti di sensori. La massima velocità di rotazione è stata perciò ottenuta implementando una strategia di pilotaggio a ciclo chiuso, sfruttando la conoscenza della forza elettromotrice di ritorno (BEMF, Back Electromotive Force) indotta negli avvolgimenti statorici. L'impiego di due encoder magnetici, uno per ogni set di zampe, ha inoltre permesso di correlare l'effettivo angolo di apertura delle zampe al numero di giri effettuati dal motore. Ciò ha consentito di ottenere un controllo a ciclo chiuso dell'intera sequenza di apertura e chiusura dei due set di zampe, aumentando l'efficienza di locomozione della capsula. Dal punto di vista hardware sono stati utilizzati due microcontrollori con core 8051: uno per il pilotaggio dei motori e l'altro per la lettura degli encoder e la ricezione wireless dei parametri necessari per l'implementazione del gait. Tutti i componenti elettronici sono stati scelti seguendo criteri di basso consumo di potenza e di ridotte dimensioni, in modo da permettere la miniaturizzazione della scheda ed il suo montaggio a bordo della capsula. A seguito dell'integrazione hardware e software, sono stati effettuati test in un simulatore di colon per verificare l'efficienza del sistema sviluppato.