Sviluppo di un protocollo bidirezionale per comunicazione a infrarossi tra piano cottura e cappa: il caso Electrolux

The following thesis describes the work carried out during the internship period in Electrolux Italia S.p.A., under the attention of Professor Ennio Gambi and R&D Manager Nicola Valpiani. In Forlì plant, I had the opportunity to work together with the Electronic Technology Organization (ETO) team to improve the Hob2Hood® (H2H®) communication system. The Hob2Hood® technology consists of an infrared communication system between the hob and hood. Its main purpose is to allow automatic or manual control of the hood, directly from the hob. This simple technology allows the user to concentrate fully on the preparation of food, letting the hob automatically adjust the hood, according to the power of the cooking zones. The need to have a communication system between these two appliances that can be reliable and able to manage all the characteristics of the hood, has led the company to review the communication protocol. The main goal to be achieved at the end of the internship experience was the development of a two-way communication protocol, able to guarantee better performance in infrared communication between household appliances. The thesis is structured as follows: In the first chapter there will be a brief introduction about Electrolux Group. Subsequently, the reasons that led the company to choose to reformulate the protocol will be described. Then, the thesis focuses on the goal to be achieved with the development of the two-way communication protocol. The second chapter will describe the benefits that the use of wireless communications introduces within the Smart Home and in the Smart Kitchen. The main characteristics of infrared signals will also be described and some examples of use of these communication systems within the home environment will be provided. A detailed description of the current Hob2Hood® technology will conclude the chapter. In the third chapter, after a description of the main limitations of H2H® technology, the work done for the improvement of the original one-way protocol will be reported. In chapter 3 the DMAIC algorithm of Six Sigma methodology has been followed to improve the quality of the existing protocol, while in chapter 4 the DMADV algorithm has been followed to the design of new protocol. Thanks to the use of the Six Sigma strategy, it has been possible to identify the main parameters that influence the performance of the one-way protocol. Subsequently, it has been possible to implement and test some simple changes that contributed to bring about improvements in the performance of the current communication system. The fourth chapter will describe the proposed two–way protocol, the related communication management and the main problems encountered. Finally, in the last chapter the benefits obtained with the development of the bidirectional protocol and future developments will be exposed.

Il seguente lavoro di tesi è stato realizzato durante l’attività di tirocinio svolta presso il plant Electrolux Italia S.p.A. di Forlì (FC). Sotto l’attenzione del Professore Ennio Gambi e del R&D Manager Nicola Valpiani, ho avuto la possibilità di lavorare insieme al team Electronic Technology Organization (ETO) al miglioramento del sistema di comunicazione Hob2Hood® (H2H®). La tecnologia Hob2Hood® consiste in un sistema di comunicazione a infrarossi tra piano cottura e cappa aspirante, per il controllo automatico o manuale di quest’ultima, direttamente dal piano cottura. Questa semplice tecnologia permette all’utente di concentrarsi pienamente sulla cottura dei cibi, lasciando che il piano cottura regoli automaticamente l’aspirazione della cappa in base alla potenza delle zone di cottura. L’esigenza di avere un sistema di comunicazione tra i due elettrodomestici che possa essere affidabile e in grado di gestire tutte le caratteristiche della cappa aspirante, ha portato l’azienda a riformulare il protocollo di comunicazione. L’obbiettivo principale, raggiunto con questo lavoro di tesi, è stato lo sviluppo di un protocollo di comunicazione bidirezionale, in grado di garantire una maggiore affidabilità nella comunicazione a infrarossi tra gli elettrodomestici. L’elaborato di tesi è stato strutturato nel modo seguente: Nel primo capitolo verrà svolta una breve introduzione riguardo Electrolux Group. Successivamente verranno descritte le motivazioni che hanno portato l’azienda alla scelta di riformulare il protocollo, per poi concentrarci sull’obbiettivo da raggiungere con lo sviluppo del protocollo bidirezionale. Nel secondo capitolo verranno descritti i benefici che l’uso delle comunicazioni wireless introduce nella Smart Home e nella Smart Kitchen. Saranno inoltre descritte le principali caratteristiche dei segnali a infrarossi e verranno forniti alcuni esempi d’uso di tali sistemi di comunicazione all’interno dell’ambiente domestico. Una descrizione dettagliata dell’attuale tecnologia Hob2Hood® conclude il capitolo. Nel terzo capitolo, dopo aver descritto i limiti della tecnologia H2H®, sarà riportato il lavoro svolto per il miglioramento del protocollo monodirezionale originale. Nel capitolo 3 è stato seguito l’algoritmo DMAIC della metodologia Six Sigma, dedicato al miglioramento della qualità dei prodotti esistenti mentre, nel capitolo 4, è stato seguito l’algoritmo DMADV, dedicato alla progettazione di nuovi prodotti. Grazie all’uso della strategia Six Sigma, è stato possibile individuare i principali parametri che vanno ad influenzare le prestazioni del protocollo monodirezionale. Successivamente, è stato possibile implementare e testare delle modifiche che hanno contribuito a portare dei miglioramenti nelle prestazioni dell’attuale sistema di comunicazione. Nel quarto capitolo verrà descritto il protocollo bidirezionale proposto, con la relativa gestione della comunicazione e le principali problematiche riscontrate. Infine, nell’ultimo capitolo verranno esposti i benefici ottenuti con lo sviluppo del protocollo bidirezionale, i limiti riscontrati e i possibili sviluppi futuri.