Anno Scolastico 2015 / 2016
I.T.I.S. “ MAGISTRI CUMACINI “
Programma: TECNOLOGIE E PROGETTAZIONE
DI SISTEMI ELETTRONICI
Classe 4ELN2
Insegnante: Antonio SCIVETTI
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1. Dispositivi elettronici a semiconduttore
Diodi caratteristiche elettriche, applicazioni tecnologiche e modalità di utilizzo;
Classificazione e caratteristiche applicative dei BJT e configurazioni circuitali particolari;
Transistor ad effetto di campo FET: JFET e MOSFET
- Struttura costruttiva, configurazioni circuitali e modalità di funzionamento;
- Caratteristiche elettriche e modalità applicative;
Caratteristiche e classificazione delle memorie a semiconduttore:
- Memorie ROM: PROM, EPROM, E2PROM, NV-RAM, caratteristiche costruttive e modalità di
funzionamento;
- Memorie sequenziali principio di funzionamento;
- Memorie RAM: RAM statiche e RAM dinamiche caratteristiche costruttive e modalità di
funzionamento;
- Modalità di indirizzamento e costruzione di banchi di memoria utilizzando chip ROM e/o RAM
2. Disegno e fabbricazione dei circuiti stampati
Circuiti stampati: processi di fabbricazione, materiali e metodi di collaudo;
Metodi di assemblaggio dei circuiti stampati: montaggio dei componenti e tecnica di saldatura;
Progettazione, realizzazione dei disegni di fabbricazione, realizzazione sperimentale di semplici
dispositivi e collaudo funzionale, utilizzando le norme tecniche di riferimento, i data sheets dei
componenti ed il CAE elettronico CadSoft EAGLE.
3. Dispositivi elettronici analogici: Amplificatori operazionali
Caratteristiche elettriche generali e modalità di funzionamento;
Analisi dei parametri caratteristici: Guadagno ad anello aperto, resistenza di ingresso e resistenza di
uscita, correnti e tensioni di offset, prodotto Gain-Bandwidth e slew rate, e implicazioni di progetto
inerenti la realizzazione di semplici dispositivi ad amplificatore operazionale;
Confronto tra comportamento ideale e reale, cenni sulle sorgenti di errore e di rumore esterne,
simbolo grafico e sigle commerciali dell’amplificatore operazionale;
Analisi e dimensionamento di semplici circuiti applicativi con op-amp per l’interfacciamento con
sensori resistivi e circuiti per la modifica dell’offset di tensione.
4. Controllori programmabili PLC
Caratteristiche e struttura a blocchi funzionali del PLC;
Funzioni, fasi e linguaggi di programmazione:
- Identificazione delle risorse I/O e impostazione dello schema funzionale desiderato;
- Codifica dello schema funzionale con i diagrammi a contatti (ladder) e/o con struttura a blocchi
funzionali;
- Concetti base dello standard IEC 61131-3 e modalità di programmazione per automazione
industriale;
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Partecipazione a corso introduttivo su AC500 PLC di ABB e realizzazione di semplici
programmi applicativi utilizzando il pacchetto Automation Builder 1.2 per entry level PLC
AC500eco.
5. Dispositivi elettronici programmabili μcontrollori
Struttura e modalità applicative del μ-controllore ATMega 16 di Atmel;
Descrizione e modalità di funzionamento delle scheda di sviluppo Atmel: STK 500 e Evaluation Kit
AVR Butterfly;
Attività di programmazione del μ-controllore ATMega 16 utilizzando il tool AVR Studio
(ECTE333 Lecture 7 - C Programming for the Atmel AVR);
Caratteristiche della comunicazione seriale, interfacce disponibili per il μ-controllore ATMega 16 e
del modalità di utilizzo la USART di ATMega 16 nella stesura di programmi in C (ECTE333
Lecture 8 – Serial communications);
Interrupt programming e applicazioni del timer in ATMega16 (ECTE333 Lecture 9 – Timers);
Output compare unit in timer 1 e applicazioni del PWM di ATMega16(ECTE333 Lecture 10 –
Pulse Width Modulator);
Modalità di utilizzo del ADC su ATMega16 (ECTE333 Digital hardware 2 Lecture 11 – Analog-toDigital Converter).
6. Progettazione elettronica e sicurezza
Concetti introduttivi di affidabilità e di fault tolerance di un sistema elettronico;
Overview del MIL-HDBK-338B.
Attività di Laboratorio
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Progetto e realizzazione e misure Amplificatore differenziale a BJT
Progetto e realizzazione e misure Amplificatore differenziale con A.O. e confronto con circuito a
BJT
Parametri caratteristici di un amplificatore operazionale. Misura della tensione di offset dell’LM
741.
Dimensionamento A.O. in config. Invertente, non invertente e differenziale.
Progetto regolatore di offset per A.O.
Progetto rilevatore del livello di liquidi con comparatori. Realizzazione circuito e misure.
Circuito di simulazione Roulette con raspbarry.
Sviluppo circuito stampato con Eagle per realizzazione orologio digitale
Utilizzo del PIC 16F84 per realizzazione orologio digitale
Predisposizione circuito stampato con software Eagle per indirizzamento SRAM
Indirizzamento di una memoria SRAM con visualizzazione indirizzo selezionato e dati in uscita
mediante diodi Led
Arduino: accensione Led, pilotaggio motori.
Sistema di allarme con sensore di presenza e segnalazione acustica e visiva, con Arduino uno
Applicazione uController ATMega16 con STK500: interrupt, accensione di led, pilotaggio motori
in PWM.
Sviluppo PCB progetto Mendel.
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Testi e pubblicazioni utilizzate:
♣ F.M. Ferri - Corso di Tecnologie e Progettazione di Sistemi elettrici ed Elettronici – Art.
Elettronica - vol.2 – Ed. Hoepli (Testo consigliato);
♣ E. Cuniberti, L. De Lucchi, B. De Stefano - Elettronica: Componenti e tecniche circuitali - Ed.
Petrini (Testo aggiuntivo);
♣ E. Cuniberti, L. De Lucchi - Elettronica: Componenti e sistemi digitali - Ed. Petrini (Testo
aggiuntivo);
♣ Chapter 5 - W. Bolton – Programmable logic controller – Newnes;
♣ Application Notes 83 - Dallas Semiconductors – Fundamentals of RS232;
♣ Programmation Logic Controller: An overview;
♣ Automazione industriale esempi di programmazione IEC 61131-3
Tools CAD utilizzati:
simulatore SPICE
ICAP/4 Intusoft (http://www.intusoft.com/demos.htm)
CAD per schematici e sbroglio PCB
EAGLE Cadsoft (http://www.cadsoftusa.com/download-eagle/freeware/)
integrated development platform (IDP) for developing and debugging ATMEL microcontroller
AVR Studio 6 (http://www.atmel.com/microsite/atmel_studio6/ );
ABB Automation Builder 1.2 for AC500 seies plc
(http://new.abb.com/plc/automationbuilder/platform/software) .
Studenti
Insegnanti
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