3F – Programma svolto 2014-15
Tecnologia e Progettazione dei Sistemi Informatici e di
Telecomunicazioni (TPSIT)
Teoria
A) Componenti elementari Elettrici ed Elettronici.
Resistori. Legge di Ohm. Resistività. Resistenze equivalenti serie e parallelo. Calcolo della potenza
dissipata. Dipendenza dalla temperatura. Tipologie costruttive, materiali impiegati. Potenziometri e
Reostati. Caratteristiche.
Condensatori. Condensatore ad armature piane parallele. Materiali dielettrici e rigidità dielettrica.
Formule relative ai condensatori. Energia accumulata da un condensatore. Funzionamento in continua.
Transitorio di carica di un circuito RC; costante di tempo. Impedenza in regime alternato. Filtro RC passa
basso e passa alto.
B) Trasduttori
Principali parametri dei trasduttori: intervallo di funzionamento; caratteristica di trasferimento; tempo di
risposta; sensibilità; non linearità; isteresi; risoluzione; “offset” di uscita.
Trasduttori di posizione potenziometrico, switch, finecorsa.
Trasduttori di temperatura: a lamina bimetallica; termocoppie; termoresistenze; termistori; trasduttori
integrati LM35 e AD590.
Trasduttori estensimetrici: a filo e a strato; celle di carico.
Trasduttori di luminosità: le fotoresistenze.
C) Dispositivi a semiconduttore
Ripasso delle proprietà dell’atomo e delle definizioni di: nucleo, ione, numero atomico. Orbitali atomici.
Lo stato solido: formazione delle bande di energia; gli isolanti, i semiconduttori, i conduttori.
Le proprietà fisiche dei semiconduttori
Il drogaggio dei semiconduttori
La corrente di deriva e di diffusione
La giunzione P-N:
- Le correnti nella giunzione P-N
- La zona di svuotamento
- Polarizzazione diretta della giunzione P-N
- Polarizzazione inversa della giunzione P-N
I Diodi
Diodo rettificatore:
- Caratteristica corrente-tensione
- Definizione di tensione di soglia, tensione di rottura (effetto zener, effetto valanga)
- Espressione della corrente in funzione della ddp applicata
- Comportamento in funzione della temperatura
Modello ideale di un diodo
Applicazioni: circuiti a singola e a doppia semionda
Schema a blocchi di un alimentatore
Diodi Led: caratteristiche, proprietà e applicazioni. Polarizzazione di un led.
Laboratorio
D) Simulazione Ltspice
Utilizzo del software Ltspice per la simulazione di circuiti elettronici.
Modi di simulazione:
–
DC operation point
–
Transient analysis
–
AC analysis
Direttive .step e .param .ic per la simulazione con parametri variabili
E) Simulazione Labview
Ambiente di programmazione visuale Labview.
Menu Controls, Functions e Tools.
Tipi di dati e vettori
Shift register
Realizzazione di semplici VI
Realizzazione di un subVI e suo utilizzo in un VI
Simulazione di processi con interfacce grafiche: Controllo dell'accensione di una caldaia realizzato con un
comparatore con isteresi e termoresistenza.
F) Architettura e tecniche di programmazione dei microcontrollori e sistemi embedded
Scheda a microcontrollore Arduino.
Ambiente di programmazzione.
Istruzioni di base per I/O digitale e conversione A/D di una tensione analogica.
Interfacciamento analogico e digitale di un microcontrollore.
Monitor seriale per la comunicazione e il debug.
Impiego di pulsanti, potenziometri, led e display a 7 segmenti per il progetto di semplici sistemi
embedded: visualizzazione di un dato analogico su un display 4x7-segmenti in tecnica multiplexing.
Modena, 4 giugno 2015
Insegnante
I rappresentanti di classe
Giuliano Monti
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