Piano_di_lavoro_per_docenti SISTEMI E AUTOMAZIONE_3

PIANO DI LAVORO DEI
DOCENTI
Docente:
MOD 08
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Gatto Antonio
Materia insegnamento: SISTEMI E AUTOMAZIONE
Dipartimento:
Meccanica
Anno scolastico:
2011-2012
1.
Classe: III
ANALISI DELLA SITUAZIONE DI PARTENZA
1.1
Profilo generale della classe
(caratteristiche cognitive, comportamentali, atteggiamento verso la materia, interessi,
partecipazione..)
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
1.2
Livelli di partenza rilevati e fonti di rilevazione dei dati
FONTI DI RILEVAZIONE DEI DATI
□ griglie, questionari conoscitivi, test socio-metrici
(se si, specificare quali)………………………………..
□ tecniche di osservazione
□ test d’ingresso
□ colloqui con gli alunni
□ colloqui con le famiglie
□ altro: ____________________________________________
Tipologia di prova utilizzata come eventuale test d’ingresso: ___________________
Livello critico
(voto n.c. 2-3)
Livello basso
(voti inferiori alla
sufficienza)
Livello medio
(voti 6-7)
Livello alto
( voti 8-9-10)
N. _____
N. _____
N. _____
N. _____
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DOCENTI
2.
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OBIETTIVI SPECIFICI DI APPREDIMENTO IN TERMINI DI COMPETENZE
Competenze disciplinari del III anno
definite all’interno dei dipartimenti





2.1
MOD 08
aver maturato la tendenza al progressivo arricchimento
del bagaglio di conoscenze acquisite;
saper interpretare la documentazione tecnica del settore;
essere in grado di scegliere le attrezzature e la
componentistica in relazione alle esigenze dell'area
professionale;
saper valutare le condizioni di impiego dei vari
componenti sotto l'aspetto della funzionalità e della
sicurezza;
saper utilizzare consapevolmente metodi di calcolo e
strumenti informatici;
Articolazione delle competenze in abilità e conoscenze
COMPETENZA N. 1 Fornire la capacità di cogliere le interazioni tra le tecnologie del settore
elettrico-elettronico e quelle più specifiche del settore meccanico, fare acquisire all'allievo una
cultura informatica e la sistematizzazione delle conoscenze precedentemente acquisite;
ABILITÀ
CONOSCENZE
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DOCENTI
Utilizzare i componenti logici di base riferiti a
grandezze fisiche diverse, comprendendone
l’analogia del funzionamento ed i limiti di
impiego nei processi meccanici.
Progettare reti logiche e sequenziali e
realizzarle con assegnati componenti
elementari.
Applicare principi, leggi e metodi di studio
dell’elettrotecnica e dell’elettronica.
Programmazione in linguaggio strutturato
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Funzioni e porte logiche elementari.
Sistemi digitali fondamentali, combinatori e sequenziali.
Metodi di sintesi delle reti logiche.
Grandezze elettriche, magnetiche e loro misura; componenti; leggi fondamentali di
circuiti elettrici e magnetici.
Comportamento dei circuiti in c.c. e in c.a.
Metodi di studio dei circuiti al variare della frequenza e delle forme d’onda. Filtri
passivi.
Sistemi monofase e trifase; potenza elettrica.
Tipologie di strumentazione analogica e digitale.
Principi e funzionamento di semiconduttori e loro applicazioni; circuiti raddrizzatori.
Amplificatori operazionali e loro uso in automazione.
Principi, caratteristiche e parametri di macchine elettriche.
Sistemi di trattamento dei segnali; conversione AD e DA.
Principi e funzionamento di alimentatori in c.a. e c.c.
Concetto di algoritmo. Rappresentazione degli algoritmi in diagrammi di flusso. .
Algoritmi fondamentali.
Cenni di Linguaggi di programmazione: ad alto e a basso livello.
COMPETENZA N.2 Redigere relazioni tecniche e documentare le attività individuali e di gruppo
relative a situazioni professionali
ABILITÀ
Organizzare ed elaborare le informazioni (appunti, relazioni)
Interpretare i dati e correlare gli esiti sperimentali con i modelli teorici di
riferimento,tabelle, grafici anche con utilizzo di software dedicati
Documentare le attività individuali e presentare i risultati (anche con strumenti
multimediali)
Utilizzare il lessico e terminologia tecnica di settore anche in lingua inglese.
CONOSCENZE
Misura, strumenti e processi di misurazione
Teoria della misura, elaborazione dati
Modelli di documentazione tecnica.
Dispositivi tecnologici e principali software
dedicati.
Lessico e terminologia tecnica di settore
anche in lingua inglese
COMPETENZA N. 3 Applicare le normative sulla sicurezza personale e ambientale
ABILITÀ
Applicare con consapevolezza le norme sulla protezione ambientale e sulla
sicurezza (capacità di lettura delle schede di sicurezza)
CONOSCENZE
Normative di settore attinenti la
sicurezza personale e ambientale.
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3.
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CONTENUTI SPECIFICI DEL PROGRAMMA
(articolati per moduli e con indicazione dei tempi di svolgimento)
PROGRAMMA DELLA CLASSE 3°
(ORE SETTIMANALI: 4 , ORE TOTALI :135)
(10 h) Modulo 1 Sistemi di numerazione e codifica delle informazioni
Sistemi di numerazione
 Sistema di numerazione binario ed esadecimale
 Regole di conversione
Sistemi di codifica delle informazioni
 Codici alfanumerici: codice EBCDIC e codice ASCII
 Codici numerici: codice Gray
(30 h) Modulo 2 Elementi di Informatica
Gli algoritmi
 Applicazioni della tecnica algoritmica
 Algoritmi matematici ed informatici
 La rappresentazione degli algoritmi
 Linguaggi di programmazione
 Le fasi della programmazione
 Gli elementi fondamentali del programma
 Tipi di dati e loro strutture
 Istruzioni,Funzioni , procedure, subroutine organizzazione dei files
 Cenni storici e classificazioni dei linguaggi di programmazione
Introduzione a MatLab
 Capacità di Matlab
 Lavorare con le matrici
 Grafici
 Assi
 Immagini
 Grafici di matrici
 Strutture di controllo del flusso
 Scripts e Funzioni
 Calcolo numerico
 Polinomi
 Risoluzione di sistemi di equazioni lineari
(30 h) Modulo 3 Algebra Logica
Principi fondamentali dell’algebra Booleana
 Definizioni di base dell’algebra booleana
 Operazioni fondamentali e derivate
 Espressioni ed equazioni booleane, calcolo delle espressioni con una tabella elettronica
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 Semplificazione delle espressioni booleane con il procedimento algebrico
Logica combinatoria
 Funzioni booleane
 Individuazione di una funzione corrispondente ad una data tabella di verità
 Rappresentazione grafica delle funzioni logiche
 Realizzazione elettrica delle funzioni logiche
 Minimizzazione delle funzioni logiche
 Metodo algebrico
 Metodo delle mappe di Karnaugh
 Esempi di reti combinatorie: codificatori, decodificatori, multiplexer, de multiplexer,comparatori
Logica sequenziale
 Concetto di memoria
 Realizzazione elettrica ed elettronica della funzione memoria
 Esempi di reti sequenziali: contatori,registri a scorrimento, sequenziatori
(45 h) Modulo 4 Fondamenti di elettrotecnica
Generalità sulla corrente elettrica
 La corrente elettrica, la tensione elettrica, i generatori elettrici, l’intensità di corrente
 Unità di misura per l’intensità di corrente, per la tensione, per la resistenza, per la potenza
 Legge di ohm e la resistenza elettrica
 Legge di Joule
 Resistenze in serie ed in parallelo
 I resistori in elettrotecnica ed in elettronica
 Individuazione della resistenza mediante il codice dei colori
 I potenziometri
Le reti elettrichein corrente continua
 Primo principio di Kirchhoff
 Secondo principio di Kirchhoff
 Teorema di Thevenin
 Misure di resistenza mediante il ponte di Wheathstone
I condensatori
 Unità di misura della capacità
 I condensatori piani, cilindrici
 Condensatori in parallelo ed in serie
 Carica e scarica di un condensatore
 Energia immagazzinata in un condensatore
Elettromagnetismo
 Azioni magnetiche della corrente
 Forze elettromotrici indotte
 Induzione magnetica e campo magnetico
 Fenomeni di induzione, correnti di Foucault,
 forza di Lorentz, energia immagazzinata in un induttore,
 classificazione dei materiali magnetici, circuiti magnetici
Correnti alternate
 Grandezze alternate sinusoidali, periodo, frequenza
 Generatore di corrente alternata
 Concetto di Spira, la Legge di Lenz
 Rappresentazione convenzionale di grandezze alternate
 Sfasamento
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 Valore medio e valore efficace
 Circuiti in corrente alternata sinusoidale
 Circuiti puramente ohmici
 Circuiti induttivi-capacitivi-ohmnici in serie
 Circuiti induttivi-capacitivi-ohmnici in parallelo
 Calcolo dell’impedenza, della corrente e dello sfasamento
Circuiti a corrente alternata sinusoidale comportamento al variare della frequenza
 Forme d’onda
 Circuito RC- filtro passa basso
 Circuito CR- filtro passa alto
 Circuito RL- filtro passa alto
 Circuito LR- filtro passa basso
 Filtri passa banda per la corrente- risonanza in serie
 Filtri passa banda per la tensione- risonanza in parallelo
La potenza nei circuiti a corrente alternata sinusoidale
 La potenza nei circuiti con tensione e corrente sfasate di un angolo 
 Rifasamento
Misure elettriche tester o multimetro
Sistemi trifasi
 Definizione e generazione dei sistemi trifasi
 Collegamento a stella ed a triangolo dei sistemi trifasi
 La potenza nei sistemi trifasi
 Confronto tra un collegamento a stella ed uno a triangolo
(10 h) Modulo 5 Cenni sui Relè e sugli interruttori di protezione
Principio di funzionamento del relè
Autoritenuta
Applicazioni del concetto di autoritenuta
 Semplice pompa ad immersione: controllo dell’avviamento del motore elettrico attraverso un solo
sensore
 Impianti per il pompaggio di acqua. Controllo del livello di un serbatoio attraverso uno due o più
sensori (svuotare/riempire serbatoio)
Interruttori di protezione
 Interruttore differenziale o salvavita
 Interruttore magnetotermico
 Impianto di Messa a terra
 Esempi ed applicazioni degli interruttori di protezione e degli impianti di messa a terra
(10 h) Modulo 6 Elementi di elettronica
I semiconduttori
Diodi a semiconduttore:
Zener,,Studio grafico di circuiti con diodi
Circuiti raddrizzatori: ad una via, a ponte di Graetz
Filtri capacitivi
Raddrizzatori trifasi
Transistor e circuiti integrati
4.
EVENTUALI PERCORSI MULTIDISCIPLINARI/INTERDISCIPLINARI
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Tra discipline dello stesso asse o di assi diversi. Individuazione del modulo e descrizione
dell’architettura didattica (per es. competenze chiave di cittadinanza)
Saranno definiti in sede di programmazione anno per anno
5.
METODOLOGIE
Lezione frontale, utilizzo di materiale audiovisivo, impiego di attrezzature e materiale di
laboratorio.
6.
AUSILI E SPAZI DIDATTICI
Libro di testo: Sistemi ed Automazione Vol. 1°; Autore luigi Rossi
Testo di approfondimento : Sistemi ed Automazione industriale Vol.1; Autore Natali Aguzzi
Catalogo Automazione e Prodotti Industriali RS
Lavagna luminosa e proiezione da sorgente computer.
Supporti informatici: Festo Fluidsim, Microsoft Office, Electronics Workbench, MatLab, SmallBasic
informazioni da alcuni siti dedicati all’elettrotecnica ed all’elettronica, piattaforme collaborative.
Dispense del docente
Attrezzature di laboratorio
7.
MODALITÀ DI RECUPERO DELLE LACUNE RILEVATE
□
□
□
□
8.
recupero in itinere
lavoro domestico
corso di recupero
altro…………..
VERIFICA E VALUTAZIONE DEGLI APPRENDIMENTI
8.1. TIPOLOGIA E NUMERO DI VERICHE
TIPOLOGIE DI PROVE DI VERIFICA
Prove scritte:
Prove orali:
Prove pratiche:
NUMERO PROVE DI
VERIFICA
…5….
…6….
…4….
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8.2. CRITERI E GRIGLIE DI VALUTAZIONE
PROVE SCRITTE
PARAMETRO
INDICATORI
VALUTATIVI
MISURATORE
Conoscenza
dei concetti base
Scarso ………...1
Sufficiente …..…2
Buona…….……3
3
Applicazione
dei concetti base
Scarso ………...1
Sufficiente …..…2
Buona…….……3
3
Raggiungimento
Obiettivi
Scarso ………...1
Sufficiente …..…2
Buona…….……3
3
Presentazione
Elaborato
Scarso ………...0
Buona…….……1
1
PUNTEGGIO
PROVE ORALE
PARAMETRO
INDICATORI
VALUTATIVI
MISURATORE
Conoscenze
Scarso ………...1
Sufficiente …..…2
Buona…….……3
3
Capacità Applicativa
Delle Conoscenze
Scarso ………...1
Sufficiente …..…2
Buona…….……3
3
PUNTEGGIO
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DOCENTI
Approfondimento
Scarso ………...1
Sufficiente …..…2
Buona…….……3
3
Autonomia Espositiva
Scarso ………...0
Buona…….……1
1
TOTALE
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8.3. OBIETTIVI MINIMI
Risoluzione di semplici problemi di circuiti elettrici in c.c., c.a. monofase e trifase
Conoscenza dei concetti base di magnetismo ed elettromagnetismo e le leggi fondamentali.
Principio di funzionamento del relè ed Applicazioni del concetto di autoritenuta
Analisi dei circuiti al variare della frequenza.
Semiconduttori e loro applicazioni. Circuiti raddrizzatori.
Principi di algebra booleana: operatori logici e tabelle di verità.
Circuiti digitali: metodi di minimizzazione con la mappa di Karnaugh.
Circuiti combinatori e sequenziali fondamentali
Risoluzione di semplici problemi utilizzando il linguaggio di programmazione Matlab.
Data, …………..
Il docente
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