Programma svolto

ITIS E. Fermi, Modena
Indirizzo: Elettronica ed Elettrotecnica, Articolazione: Automazione
Programma svolto
classe:
disciplina:
docenti:
3I
Tecnologia e Progettazione di Sistemi Elettrici ed Elettronici
prof. Lorena Marassi, prof. Salvatore D'Ambrosio
Concetti introduttivi
• rapido ripasso dei pre-requisiti: notazione scientifica e tecnica, multipli e
sottomultipli, formule inverse e unità di misura delle grandezze elettriche
fondamentali;
• le grandezze elettriche fondamentali: corrente, tensione e potenza. Concetti di
generatore e utilizzatore;
• classificazione dei materiali in base alle loro proprietà elettriche: legame chimico e
bande energetiche, conduttori, isolanti e semiconduttori;
Componenti elettrici ed elettronici fondamentali
1. Resistori
◦ concetto di resistenza, definizione di resistore e suo simbolo grafico;
◦ leggi fondamentali per il resistore: leggi di Ohm e di Joule;
◦ parametri caratteristici: valore nominale e tolleranza, potenza nominale e criteri
di scelta;
◦ serie commerciali e codice dei colori a 4, 5 e 6 bande;
◦ curva di derating della potenza;
◦ coefficiente di temperatura dei resistori e resistenza termica;
◦ tecnologie costruttive: resistori a impasto, a film e a filo avvolto;
◦ resistori variabili: trimmer e potenziometri e loro utilizzo, fotoresistori;
◦ esempi applicativi, in particolare: analisi e progetto di semplici reti resistive e
partitori di tensione, anche regolabili.
2. Condensatori
◦ concetto di capacità, definizione di condensatore e suo simbolo grafico;
◦ leggi fondamentali per il condensatore, legame tra capacità e geometria,
influenza del dielettrico sulla capacità;
◦ comportamento del condensatore in DC (transitorio di carica e scarica del circuito
RC) e in AC;
◦ parametri caratteristici: capacità nominale, tolleranza di fabbricazione, tensione
nominale di lavoro, fattore di perdita;
◦ tecnologie costruttive: condensatori plastici, ceramici ed elettrolitici, condensatori
variabili;
◦ codici di identificazione: a tre cifre, alfanumerico e a colori;
◦ esempi applicativi: cenni all'impiego del condensatore come filtro, condensatore
di rifasamento e condensatore di bypass.
3. Induttori
◦ concetti introduttivi: il campo magnetico e le sue sorgenti, l'isteresi magnetica,
definizione di flusso magnetico, i fenomeni dell'induzione magnetica e la legge di
Faraday-Lenz, correnti parassite;
◦ concetto di induttanza, definizione di induttore e suo simbolo grafico;
◦ comportamento dell'induttore in DC (transitori di corrente nel circuito RL) e in AC;
◦ parametri caratteristici: valore nominale, tolleranza, fattore di qualità Q, fattore di
perdita;
◦ cenni alle tecnologie costruttive;
◦ esempi applicativi: il pilotaggio di un carico induttivo mediante segnale di
Programma svolto - AS 2015-2016
1/2
classe 3I – TPSEE
ITIS E. Fermi, Modena
Indirizzo: Elettronica ed Elettrotecnica, Articolazione: Automazione
controllo digitale, diodo di ricircolo.
4. LED e display
◦ il diodo LED: funzionamento di base e suo simbolo grafico;
◦ lunghezza d'onda e colore della radiazione emessa;
◦ parametri caratteristici: tensione e corrente diretta, massima tensione inversa;
◦ resistenza di limitazione e suo dimensionamento;
◦ tipologie di LED: mono, bi e tri-colori e a intermittenza;
◦ display 7-segmenti: configurazioni ad anodo e a catodo comune, piedinatura,
decoder-driver per display a 7 segmenti e loro impiego;
◦ cenni sulle matrici di LED.
5. Relè
◦ definizione e principio di funzionamento del relè e suo simbolo grafico;
◦ struttura costruttiva del relè e tipi di contatti: NA, NC e di scambio;
◦ parametri caratteristici: tensione di eccitazione, resistenza della bobina, durata
elettrica e meccanica, tempi di eccitazione e di rilascio, il problema dei rimbalzi;
◦ applicazione dei relè: circuiti di comando e di potenza.
Attività di laboratorio
1. Contenuti generali
◦ norme di disciplina e di sicurezza in laboratorio;
◦ introduzione alle attrezzature, alla strumentazione e alla componentistica;
◦ il montaggio e il collaudo dei prototipi su breadboard;
◦ la saldatura a stagno e il montaggio con tecnica wrap;
◦ la documentazione tecnica e i data-sheets dei componenti;
2. Progetti realizzati
Dal punto di vista pratico, mentre nel primo quadrimestre sono stati realizzati diversi
circuiti più semplici, sia analogici che digitali, praticamente l'intero secondo
quadrimestre è stato dedicato al progetto, alla realizzazione e al collaudo di un
sistema finalizzato alla movimentazione di un carrello, la cui esecuzione si è basata
sull'integrazione delle competenze acquisite in TPSEE, Elettronica e Sistemi. Le fasi di
realizzazione di tale progetto hanno previsto:
◦ definizione del problema, analisi delle specifiche e dei data-sheets, studio teorico;
◦ schemi a blocchi, logici ed elettrici;
◦ progetto moduli ed eventuale simulazione software e/o test su prototipo;
◦ programmazione dei dispositivi;
◦ montaggio e collaudo, tecniche di debugging;
◦ redazione della documentazione e del manuale d'uso, anche in lingua inglese.
Modena, 06/06/2016
I docenti
Gli studenti
_______________________
_______________________
_______________________
_______________________
Programma svolto - AS 2015-2016
2/2
classe 3I – TPSEE