Istituto Tecnico Tecnologico “ E. Barsanti “
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Anno Scolastico 2016 -2017
PROGETTUALITA’ DIDATTICA DIPARTIMENTO
ELETTRONICA ED ELETTROTECNICA
Disciplina ELETTROTECNICA ED ELETTRONICA
Classi 4AAU, 4AET
DATI IN EVIDENZA IN PREMESSA (richiami al Regolamento dell’Obbligo di Istruzione, alle
Linee Guida del I, II Biennio e del Quinto Anno, al POF ed alla progettualità d’Istituto)
L’indirizzo “Elettronica ed Elettrotecnica” propone una formazione polivalente che unisce i principi, le
tecnologie e le pratiche di tutti i sistemi elettrici, rivolti sia alla produzione, alla distribuzione e all’utilizzazione
dell’energia elettrica, sia alla generazione, alla trasmissione e alla elaborazione di segnali analogici e digitali, sia
alla creazione di sistemi automatici.
Grazie a questa ampia conoscenza di tecnologie i diplomati dell’indirizzo “Elettronica ed Elettrotecnica” sono in
grado di operare in molte e diverse situazioni: organizzazione dei servizi ed esercizio di sistemi elettrici;
sviluppo e utilizzazione di sistemi di acquisizione dati, dispositivi, circuiti, apparecchi e apparati elettronici;
utilizzazione di tecniche di controllo e interfaccia basati su software dedicati; automazione industriale e
controllo dei processi produttivi, processi di conversione dell’energia elettrica, anche di fonti alternative, e del
loro controllo; mantenimento della sicurezza sul lavoro e nella tutela ambientale.
La padronanza tecnica è una parte fondamentale degli esiti di apprendimento.
L’acquisizione dei fondamenti concettuali e delle tecniche di base dell’elettrotecnica, dell’elettronica,
dell’automazione delle loro applicazioni si sviluppa principalmente nel II biennio. La progettazione, lo studio
dei processi produttivi e il loro inquadramento nel sistema aziendale sono presenti in tutti e tre gli ultimi anni,
ma specialmente nel quinto vengono condotte in modo sistematico su problemi e situazioni complesse.
L’attenzione per i problemi sociali e organizzativi accompagna costantemente l’acquisizione della padronanza
tecnica. In particolare sono studiati, anche con riferimento alle normative, i problemi della sicurezza sia
ambientale sia lavorativa
•
•
METODOLOGIA E STRUMENTI
Si effettueranno, in generale, lezioni frontali con ampio spazio al dialogo tra l’Insegnante e gli studenti. Si
cercherà di far acquisire agli allievi un adeguato metodo di studio. Si organizzerà il lavoro, sia in aula che in
laboratorio, dividendo gli studenti in gruppi di lavoro e si svilupperanno esperienze nei laboratori di competenza
con l’obiettivo principale di trasmettere agli allievi un metodo di lavoro sperimentale; saranno richieste
precisione e puntualità nelle consegne.
Gli strumenti utilizzati saranno: il libro di testo, fotocopie, manuali tecnici, cataloghi tecnici e si farà, inoltre,
uso di pacchetti software di simulazione, materiali per impianti elettrici civili ed automazione industriale. Per i
dettagli si rimanda alle programmazioni dei singoli Docenti.
VERIFICHE (tipologia e numero per ogni Periodo)
Tutte le verifiche devono contenere al loro interno i criteri di valutazione, giustificanti i punteggi
assegnati e la valutazione attribuita
Le prove di verifica verteranno in massima parte sugli argomenti fondamentali del corso per appurare
l’acquisizione di conoscenze e abilità secondo livelli minimi di apprendimento necessari; esse saranno tali da
individuare i livelli di conoscenza dell’allievo, mirando ad accertare sia una valutazione formativa sia
sommativa.
Le prove saranno inoltre strutturate in modo da verificare le competenze acquisite dagli studenti. Sono previste:
• un numero minimo di tre prove tra scritto ed orale per ciascun quadrimestre;
• un numero minimo di una o due prove pratiche al primo quadrimestre, anche con riguardo alla data di
utilizzo dei laboratori, e due prove pratiche al secondo.
•
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La valutazione per il secondo biennio è espressa con voto unico per ogni periodo.
Il voto sulle prove pratiche di laboratorio avrà un peso sulla valutazione globale, di ogni periodo scolastico,
secondo la seguente tabella:
Tabella di valutazione Voto Pratico
Media Prove
Scritte+Orali →
Media Relazioni Pratico
↓
1-4
5
6
7
8
9
10
1-4
5-7
8 - 10
-1
0
0
0,5
0,5
1
Max 2
-1
0
0
0,5
1
1,5
Max 2
-1
-1
0
1
1,5
2
Max 2
La valutazione per le verifiche sarà basata su una scala fino a 15, corrispondente al voto 10, mentre 10 punti
corrisponderà al voto 6.
La corrispondenza fra punti e voti è riportata nella seguente tabella:
Tabella di corrispondenza punti / voti
Punti 0
1-2 3
4
5
Voto
0
1
2
3
3,5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
4
4,5
5
5,5
6
6,5
7
8
9
10
Per le prove scritte, sarà sempre presentata la corrispondenza tra punti e voto, come anche i criteri di
valutazione.
L’attribuzione del punteggio ad ogni quesito sarà legata ad una griglia di valutazione i cui criteri terranno conto
della conoscenza dei contenuti, della conoscenza di regole e procedure di calcolo, della competenza
d’applicazione di queste procedure ed eventualmente della capacità di utilizzare le conoscenze acquisite per
risolvere un problema secondo la seguente tabella
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Tabella griglie di valutazione
indicatori
descrittori
punti
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PUNTEGGIO PARZIALE
Quesito Quesito Quesito Quesito Quesito
A
B
C
D
E
POSSESSO DI
CONOSCENZE
SPECIFICHE
gravemente
lacunoso
insufficiente
sufficiente
adeguato
ottimo
1
2-3
4
5
6
Quesito Quesito Quesito Quesito Quesito
A
B
C
D
E
LIVELLO DI
COMPETENZA NELLA
APPLICAZIONE DI
METODI, PROPRIETA’
E PROCEDURE
SPECIFICHE
errori gravi
parziale,
imprecisa
sufficiente
adeguato
ottimo
1-2
3
4
5
6
Quesito Quesito Quesito Quesito Quesito
A
B
C
D
E
CHIAREZZA E
CORRETTEZZA
FORMALE
NELL’ESECUZIONE
confuso
sufficiente
corretta,
coerente e
ordinata
1
2
3
Quesito Quesito Quesito Quesito Quesito
A
B
C
D
E
TOTALE (A+B+C+D+E)
TOTALE
PARZIALE
In generale, ai fini della valutazione degli obiettivi specifici, i criteri e i punteggi massimi utilizzati saranno
definiti in base al tipo di verifica. Comunque, a seconda dei casi, la griglia potrà differire da quella proposta.
Per la valutazione del profitto in punti, si farà riferimento anche ai descrittori dei voti riportati nella tabella
allegata e ricavati dal P.O.F. d’Istituto.
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Tabella descrittori dei voti
Voto
DESCRITTORE
1/2 (Profitto nullo o quasi) rifiuto di prova o assenza di risposta o sviluppo degli argomenti appena
abbozzato.
(Prova molto scadente o decisamente scarsa) la prova ha pochissimi elementi positivi a causa della
3
mancata comprensione delle questioni poste e/o della conoscenza lacunosa degli argomenti e/o della
scorrettezza dell’esposizione.
(Prova gravemente insufficiente) comprensione parziale dei problemi affrontati, lacune gravi nella
4
preparazione, rispondenza inadeguata alle consegne, lavoro (discorso) disorganizzato e scorretto anche
dal punto di vista formale.
(Prova insufficiente) comprensione imprecisa dei quesiti, conoscenze limitate, rispondenza incompleta
5
alle consegne, struttura approssimativa del lavoro, inesattezze anche dal punto di vista formale.
6
7
8
9/10
(Prova sufficiente) comprensione complessiva dei problemi, conoscenza dell’argomento con qualche
lacuna in parti non essenziali, rispondenza corretta, anche se con qualche limite, alle consegne,
strutturazione semplice del lavoro ma coerente, qualche imprecisione (nei calcoli o nell’esposizione).
(Prova discreta) comprensione precisa dei problemi, conoscenza quasi completa anche se non sempre
approfondita, rispondenza alle consegne pertinente ed articolata, strutturazione organica del lavoro pur
con qualche imprecisione concettuale o formale, esposizione chiara.
(Prova buona) comprensione precisa dei quesiti, conoscenza ampia degli argomenti con
approfondimenti significativi, rispondenza alle consegne corretta, strutturazione organica del lavoro e
del discorso con qualche elaborazione personale, precisione formale, flessibilità di utilizzo.
(Prova ottima) comprensione precisa dei quesiti e rispondenza completa alle consegne, padronanza
concettuale ed espositiva sicura, incisiva, approfondita e flessibile, originalità nelle soluzioni e/o
capacità metacognitive.
La valutazione degli allievi verrà alla fine formalizzata esprimendo un voto numerico dall'1 al 10 che sarà legato
al punteggio totale raggiunto attraverso la griglia di valutazione e legato alla tabella di corrispondenze prima
riportata.
Per le prove orali, il voto sarà espresso in una scala compresa tra 1 e 10. Come per le prove scritte, si farà ai
descrittori dei voti riportati nella tabella precedente.
La valutazione degli allievi terrà conto anche:
a) della progressione dell’apprendimento;
b) dell'impegno inteso sia come disponibilità alla quantità di studio richiesta sia come capacità di organizzare il
proprio lavoro (individuale o di gruppo), con riferimento anche ai compiti per casa negli aspetti di
continuità, puntualità e precisione;
c) della qualità alla partecipazione in classe, definita dal complesso degli atteggiamenti dello studente nei
confronti del lavoro comune durante le lezioni, con particolare riferimento all’attenzione dimostrata in
classe, alla capacità di attenzione mantenuta nel perseguire un determinato obiettivo, all’interesse verso il
dialogo educativo (codici valutativi dell’impegno / partecipazione / comportamento: ottimo, buono,
discreto, sufficiente, insufficiente, gravemente insufficiente);
d) delle frequenza intesa come presenza alle lezioni (codici valutativi della frequenza: regolare, abbastanza
regolare, con assenze mirate, discontinua, molto discontinua)
•
PROVE COMUNI e/o PROVA ESPERTA (indicare classi e periodo di somministrazione)
Essendoci una singola classe quarta, non è possibile effettuare prove comuni.
PROGETTI (sviluppo di contenuti/abilità disciplinari e/o interdisciplinari, attività laboratoriali,
strutturazione di UDA)
Si rinvia alle programmazioni dei singoli docenti e ai documenti del consiglio di classe
4
•
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•
PROPOSTE DI AGGIORNAMENTO
Eventuali proposte di aggiornamento verranno eventualmente definite in seguito.
Castelfranco Veneto, 20/10/2016
Il Responsabile di Dipartimento
Prof. Franco Testa
5
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PROGETTUALITA’ di ELETTROTECNICA ED ELETTRONICA
CLASSE 4AET
Competenze
N. ore settimanali 6. x 33 settimane = ore 198
N. ore previste = 90 % ore = 178
N. ore effettive = ore ….
Abilità
1. Risolvere circuiti in AC.
1. Risolvere qualsiasi
circuito e qualsiasi
rete in AC.
1. Saper gestire la
complessità dei
sistemi trifase
equilibrati.
2. Saper gestire la
complessità dei
sistemi trifase
squilibrati.
1. Valutare le
caratteristiche dei
dispositivi di
elettronici di potenza.
2. Risolvere reti con 2 e più
nodi in AC.
3. Tracciare le le grandezze
elettriche in AC su piano di
Gauss evidenziando i principi
di Kirchhoff.
1. Rappresentazione su piano
delle correnti e delle tensioni
di fase e di linea.
2. Calcoli di correnti per
carichi equilibrati e
squilibrati.
3. Misura di potenza e
inserzione strumenti con i
metodi Aron, Righi,
Barbagelata.
1. Tracciare i grafici delle
caratteristiche di lavoro dei
transistor BJT usati come
interruttore.
2. Scegliere il
2. Ricavare le caratteristiche
dispositivo di potenza dei transistor MOSFET.
Conoscenze
Tempi
Impedenze in serie e parallelo.
Partitori di tensione e corrente in
AC.
Trasformazioni stella- triangolo di
impedenze (cenni).
Richiami su potenza attiva,
potenza reattiva e potenza
apparente. Teorema di Boucherot.
Risoluzione di circuiti in AC.
Metodi di risoluzione delle reti in
AC: Millmann, Thevenin.
Cenni sui metodi di Norton,
Maxwell, potenziale ai nodi.
Misura wattmetrica su carico
ohmico-induttivo. di reattanza
incognita.
Misure di fase e ampiezza tra
ingresso e uscita dei filtri passivi.
1°
periodo
Tensione e corrente alternata
trifase, tensione concatenata e di
fase, corrente di fase e di linea.
Collegamenti a stella e a triangolo.
Sistemi simmetrici con carichi
equilibrati e squilibrati.
1°
Calcolo potenze con carichi
periodo
equilibrati e squilibrati.
Metodo di misura di potenza con
inserzione Aron, Righi,
Barbagelata.
Prove di misura con i metodi Aron,
Righi, Barbagelata.
Componenti elettronici di potenza
utilizzati come interruttori. Cenni
ai semiconduttori, drogaggio P e
drogaggio N, giunzione PN.
Il diodo di potenza, curva
caratteristica, retta di carico e
punto di lavoro, cenni al diodo
6
1° e 2°
periodo
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Competenze
più adatto al circuito
in esame
1. Valutare le
caratteristiche dei
circuiti per la
conversione elettrica
di potenza.
2. Scegliere il circuito
e la configurazione di
potenza più adatto
all'applicazione
in esame.
Abilità
3. Ricavare le caratteristiche
degli IGBT.
1. Interpretare gli schemi dei
circuiti si elettronica di
potenza.
Conoscenze
Pag. 7 di 24
Tempi
Zener. Modelli per il diodo.
I transistor di potenza.
Il BJT: struttura e principio di
funzionamento; curve
caratteristiche; zona di saturazione,
lineare e di interdizione, retta di
carico e funzionamento da
interruttore.
Il MOSFET: struttura e principio
di funzionamento; curve
caratteristiche; zona di saturazione,
ohmica e di interdizione, retta di
carico e funzionamento da
interruttore.
L’IGBT: struttura e principio di
funzionamento; curve
caratteristiche; retta di carico e
funzionamento da interruttore.
Caratteristiche di funzionamento e
componenti utilizzati per la
conversione da c.c. a c.c.:
convertitori abbassatore (buck),
elevatore (boost) e abbassatoreelevatore (buck-boost).
Caratteristiche di funzionamento e
componenti utilizzati per la
conversione da c.c. a c.a.: inverter
monofase full-bridge e half-bridge,
cenni alla PWM; inverter trifase
half-bridge con carico a stella.
Caratteristiche di funzionamento e
componenti utilizzati per la
2°
conversione da c.a. a c.c. :
periodo
raddrizzatori monofase non
controllati a una e a doppia
semionda ( a presa centrale e a
ponte), raddrizzatori trifase non
controllati a una e a doppia
semionda, raddrizzatori monofase
controllati a una semionda con
carico ohmico e ohmico-induttivo.
Caratteristiche di funzionamento e
componenti utilizzati per la
conversione da c.a. a c.a.: il
regolatore di tensione con carico
ohmico e ohmico-induttivo.
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Competenze
Abilità
1. Realizzare alcune
delle prove di
collaudo di un
trasformatore
monofase.
2. Valutare la qualità
di un trasformatore
monofase partendo
dal valore dei
parametri della sua
rete elettrica
equivalente.
1. Calcolare lo stato di
funzionamento di un
trasformatore monofase.
2. Calcolare i parametri della
rete equivalente di un
trasformatore monofase.
3. Valutare lo stato di
funzionamento di un
trasformatore
monofase.
1. Realizzare alcune
delle prove di
collaudo di un
trasformatore trifase.
2. Valutare la qualità
di un trasformatore
trifase partendo dal
valore dei parametri
della sua rete elettrica
equivalente.
3. Valutare lo stato di
funzionamento di un
trasformatore trifase.
1. Realizzare la misura del
rapporto di trasformazione di
un trasformatore trifase
2. Calcolare lo stato di
funzionamento di un
trasformatore monofase.
3. Calcolare i parametri della
rete equivalente di un
trasformatore monofase.
Pag. 8 di 24
Conoscenze
Tempi
Principi di funzionamento di un
trasformatore monofase ideale a
vuoto e a carico: determinazione
delle relazioni fondamentali.
Diagrammi vettoriali. Trasparenza
alla potenza apparente.
Circuito rappresentativo di un
trasformatore reale, parametri
trasversali e longitudinali.
Diagramma vettoriale.
Circuiti equivalenti riportati al
primario e al secondario e relativi
diagrammi vettoriali.
Prova a vuoto e in corto circuito di
un trasformatore monofase.
Variazione di tensione da vuoto a
carico. Diagramma di Kapp.
Potenze, perdite e rendimento di
un trasformatore monofase.
Dati di targa e utilizzo delle
formule adimensionali.
Caratteristiche costruttive.
2°
periodo
Caratteristiche costruttive e di
funzionamento di un trasformatore
trifase.
Collegamenti interni e rapporti di
trasformazione di un trasformatore
trifase.
Correnti magnetizzanti e terze
2°
armoniche in un trasformatore
periodo
trifase con e senza filo neutro.
Gruppi tipici dei trasformatore
trifase.
Inserzione in parallelo su una linea
di trasformatori trifase.
Terze armoniche e problemi
connessi
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PROGETTUALITA’ di ELETTROTECNICA ED ELETTRONICA
CLASSE 4AAU
N. ore settimanali 6. x 33 settimane = ore 198
N. ore previste = 90 % ore = 178
N. ore effettive = ore ….
Competenze
Abilità
1. Saper analizzare,
dimensionare e
comprendere le
problematiche dei
sistemi elettrici in
corrente alternata
monofase applicando
i principi
dell'Elettrotecnica
Conoscere e saper applicare le
leggi relative alla risoluzione
di
circuiti in regime alternato
Conoscere e saper usare le
potenze elettriche in un
circuito in regime alternato
2. Saper analizzare,
dimensionare e
comprendere le
problematiche dei
sistemi elettrici in
corrente alternata
trifase applicando i
principi
dell'Elettrotecnica
Conoscere la generazione e le
caratteristiche di una sistema
simmetrico trifase equilibrato
e
squilibrato
Conoscere e saper calcolare le
potenze di un sistema trifase
Conoscenze
Tempi
Grandezze sinusoidali e loro
rappresentazione istantanea e
vettoriale nel piano di Gauss Valore efficace delle grandezze
elettriche alternate - Circuiti
puramente ohmico, induttivo e
capacitivo in alternata. Definizione
di reattanza - Circuiti RL, RC e
RLC in serie Impedenza di un circuito e
rispettivo triangolo. Legge di Ohm
per circuiti in alternata Principi di Kirchhoff in alternata 1°
Rappresentazione istantanea della periodo
potenza (casi R – L – C) e suo
valor medio - Potenze attiva,
reattiva ed apparente – Triangolo
delle potenze e f.d.p. - Metodi di
Boucherot e delle correnti Risoluzione di circuiti aventi più
maglie con qualche metodo
tradizionale e con Boucherot Condizioni di Risonanza – Linea
elettrica - Caduta di tensione
industriale - Rifasamento e calcolo
della capacità.
Generatori trifasi di f.e.m.,
collegamento a stella e a
Triangolo - Tensioni stellate e
concatenate e rappresentazione
vettoriale di una terna di tensioni
trifase - Correnti di fase e di linea
nei sistemi a triangolo - Carichi
equilibrati e squilibrati inseriti su
1°
sistemi a stella e a triangolo periodo
Potenza attiva, reattiva e apparente
su sistemi simmetrici equilibrati e
squilibrati - Utilizzo dei Wattmetri,
inserzione Aron, inserzione Righi Linea
trifase
equilibrata
e
squilibrata:
calcoli
vari
Rifasamento di un sistema trifase e
calcolo della batteria di
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Competenze
Abilità
Conoscenze
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Tempi
condensatori trifase.
3. Saper analizzare
e comprendere il
funzionamento dei
sistemi statici di
conversione statica
dell'energia
applicando i principi
dell'Elettronica e
dell'Elettrotecnica
4. Utilizzare la
strumentazione di
laboratorio per
effettuare misure e
collaudi.
Generalità
sulle Macchine
Elettriche – Perdite (nel ferro, per
correnti parassite, meccaniche).
Trasformatore monofase: Elementi
costruttivi e struttura – Tensione
indotta da un flusso magnetico
variabile – Circuiti elettrici
magneticamente
accoppiati
mediante un flusso - Principio di
funzionamento del trasformatore
ideale (a vuoto e a carico) –
2°
Trasformatore
reale
periodo
(funzionamento a vuoto e a carico)
– Circuiti equivalenti, bilancio di
Potenze e Diagrammi vettoriali –
Circuiti equivalenti (primario e
secondario) – Prova a vuoto –
Funzionamento in cortocircuito Prova di cortocircuito- Dati di
targa – Variazione di tensione da
vuoto a carico – Perdite e
Rendimento
–
Cenni
sull’Autotrasformatore monofase.
Conoscere i componenti di
Componenti elettronici: diodi,
potenza e le caratteristiche di transistor BJT, MOSFET.
un
Amplificatore
Operazionale:
sistema statico di conversione Caratteristiche dell’Ampli ideale –
dell’energia
Configurazioni invertente e non
2°
invertente – Alimentazione di un periodo
A.O. – Amplificatore sommatore –
Ampli
Differenziale
–
Caratteristiche elettriche degli
amplificatori reali.
Conoscere la strumentazione Visualizzazione
dell’andamento
di
temporale delle grandezze
laboratorio e i metodi per
alternate tramite oscilloscopio:
l’esecuzione dei calcoli di una periodo, frequenza,
misura.
sfasamenti sui circuiti RC, RL,
2°
Conoscere e saper usare
RLC serie.
periodo
pacchetti software per la
Misura di tensione, corrente,
stesura della relazione.
potenza e fattore di potenza in
Conoscere e saper usare le
alternata di un carico RLC
apparecchiature di
parallelo.
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Competenze
Abilità
laboratorio, gli strumenti e i
metodi di misura nei sistemi
monofase e trifase.
Conoscenze
Misura di potenza mediante
inserzione Aron su carico trifase
equilibrato a stella e quindi a
triangolo.
Prove sui componenti elettronici
11
Pag. 11 di 24
Tempi
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Pag. 12 di 24
PROGETTUALITA’ di SISTEMI AUTOMATICI
CLASSE 4AET
Competenze
N. ore settimanali 5. x 33 settimane = ore 165
N. ore previste = 90 % ore = 148
N. ore effettive = ore ….
Abilità
Comprendere i concetti base
della struttura di un
microprocessore (struttura a
blocchi).
Comprendere la struttura ed il
funzionamento dei registri
Comprendere la struttura ed il
funzionamento di una ALU e
di una unità di rotazione
Comprendere la struttura ed il
funzionamento dei vari bus
all’interno della CPU
Comprendere la struttura ed il
funzionamento di un unità
per la generazione delle
sequenza di comandi
Comprendere il ruolo del
compilatore nella scrittura dei
programmi operativi
Struttura di base di un
Comprendere il
microprocessore didattico
funzionamento delle
Comprendere i metodi utilizzati istruzioni di caricamento,
dal microprocessore per
aritmetiche, logiche, di salto,
eseguire le operazioni logiche, di subroutine, di interrupt
aritmetiche e di scorrimento
Comprendere la struttura di un
unità di generazione dei
comandi
Conoscenze
Tempi
Struttura dell’unita’
artimetica, bit di overflow,
aggiunta di operazioni
logiche
Moltiplicazione tra interi,
algoritmo della
moltiplicazione,
moltiplicazione con segno,
divisione tra interi,
algoritmo della divisione, la
divisione con segno,
rotatore,
Operazioni in virgola
mobile, somma,
moltiplicazione, algoritmo
della somma e della
moltiplicaziione, unità in
virgola mobile.
I registri, lettura e scrittura
di registro, preset e clear
Architettura di un
microprocessore: registro
program counter, instruction
register, memory address
register, data transfer
register, registro
accumulatore, registro
temporaneo, il registro di
stato o dei flag, registro
stack pointer, registri di uso
generale, bus interni
Esecuzione di operazioni
elementari: trasferimento da
registro a registro,
trasferimento da parola
chiave a registro
Impiego della ALU,
impiego della ALU con
comandi letterali
Operazioni sui registri
Operazioni con la memoria,
aggiornamento del program
counter, fase di fetch,
1°
periodo
12
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Competenze
Abilità
Conoscenze
Pag. 13 di 24
Tempi
operazioni di lettura in
memoria, il registro DTR
Tecniche di colloquio,
polling, interrupt, puntatore
di stack
Saper usare gli ingressi e
le uscite digitali di un
microcontrollore PIC.
Saper utilizzare i
temporizzatori interni di
un microcontrollore
Saper usare gli ingressi e
le uscite analogiche di un
microcontrollore PIC.
Saper usare i moduli per la
Realizzazione di programmi
determinazione delle uscite
per l’automazione di effetti
PWM
luminosi
Realizzazione di programmi
per l’automazione di
macchine e meccanismi di
media complessità
Saper utilizzare
correttamente i tipi di
Realizzare programmi di variabile e costante
interfacciamento con
Leggere e scrivere dati da
l’utente
monitor, in vari formati
Utilizzare un linguaggio di Saper utilizzare gli
programmazione di alto
operatori aritmetici
livello per la scrittura di
Saper utilizzare gli
programmi in ambiti diversi operatori di confronto
di applicazione.
Saper utilizzare gli
Conoscere la
operatori logici
programmazione ad oggetti Saper utilizzare le
Costruire programmi visuali istruzioni condizionali
interattivi.
semplici e annidate
Saper utilizzare i cicli
iterativi pre e post
Struttura del
microcontrollore PIC
16F887 ,Organizzazione
della memoria, Registri per
funzioni speciali e registri
ad uso generale, Struttura
delle porte di I/O, timer0
come temporizzatore.
Timer 1 come
temporizzatore e come
comparatore.
Generatore di segnali PWM.
Convertitori analogici /
digitali.
Trasmissione seriale modo
RS232
1° / 2°
periodo
Attività di laboratorio:
Lampeggio di un LED
Accensione di un LED a
pulsante.
Sequenza luminosa,
Sequenza luminosa con
pulsante
Comando luce DMX
(PWM) (o altro esercizio
con seriale),
Tipi di dati, variabili e
costanti, operatori ed
espressioni, istruzioni di
lettura e scrittura,
programmi da console.
Analisi di strutture
condizionali.
Impiego dei cicli. Funzioni e 1°
procedure, funzioni utente, periodo
variabili locali e globali,
funzioni predefinite.
Ambiente grafico, proprietà,
metodi, eventi, MsgBox e
InputBox, Caselle di testo,
Caselle di selezione e
pulsanti di opzione, ListBox
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Competenze
Abilità
condizionali
Saper utilizzare gli array
Scegliere la corretta
frequenza di
campionamento per un
segnale. Valutare l’errore
introdotto dalla
Valutare le prestazioni di un
digitalizzazione di un
ADC e utilizzarlo
segnale analogico.
correttamente in
Valutare gli errori di
applicazioni adeguate
linearità, di offset, di
guadagno etc.
Valutare l’accuratezza, la
risoluzione, il tempo di
conversione
Realizzare un sistema
elettrico analogo ad un
sistema meccanico
Saper realizzare modelli
Realizzare un sistema
matematici equivalenti dei
elettrico analogo ad un
sistemi fisici
sistema termico
Comprendere i parametri
Realizzare un sistema
fisici fondamentali dei
elettrico analogo ad un
sistemi reali
sistema idraulico
Conoscenze
Pag. 14 di 24
Tempi
e ComboBox, Timer,
PictureBox, ScrollBar e
ProgressBar.
Attività di laboratorio:
espressioni e input-output,
Strutture condizionali, cicli
for next, cicli do loop,
funzioni e procedure con
passaggio di parametri,
scritta scorrevole, scala dei
colori del resistore, esamina
frase, comando luci da tre
punti, conteggio binario,
orologio, pallina che
rimbalza.
Parametri di un ADC.
Tipologie di ADC:
convertitore a gradinata,
convertitore ad
approssimazioni successive.
Conversione digitale /
2°
analogico: convertitore
periodo
DAC, parametri di un DAC
Analogie tra sistemi
meccanici del primo ordine
ed elettrici
Analogie tra sistemi
meccanici del secondo
2°
ordine ed elettrici
periodo
Analogie tra sistemi termici
del primo ordine ed elettrici
Analogie tra sistemi
idraulici del primo ordine ed
elettrici
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PROGETTUALITA’ di SISTEMI AUTOMATICI
CLASSE 4AUU
Competenze
1. Comprendere il
funzionamento di una CPU
e le sue interazioni con le
periferiche.
N. ore settimanali 6. x 33 settimane = ore 198
N. ore previste = 90 % ore = 178
N. ore effettive = ore ….
Abilità
Conoscenze
Tempi
Tipologie di memorie RAM:
SRAM (cache), DRAM,
SDRAM, DDR SDRAM.
Tipologie di memorie ROM:
ROM, PROM, EPROM (not
windowed e windowed)
EEPROM, Flash EEPROM.
Storia evolutiva delle CPU.
Architettura di Von
Neumann, e Bus System.
Cenni su architetture
Harward e ARM.
Componenti interni di una
1. Individuare il tipo di
CPU: Controlo Unit, ALU,
memoria più adatta ad ogni accumulatore registro
specifica applicazione.
istruzioni, registro di stack e
stack pointer, registro do
2. individuare il tipo di
stato (flags), buffer indirizzi
processore adatto ad ogni e buffer dati, program
1°
specifica applicazione.
counter, decodificatore
periodo
istruzioni.
3. Individuare la tecnica di Bus indirizzi, bus dati, bus
colloquio più adatta ad
controlli.
ogni specifica
Ciclo di lavoro di una CPU:
applicazione.
lettura, decodifica,
esecuzione.
Architetture pipeline e
superscalare.
Architetture CISC e RISC.
Sistemi di memoria cache.
Interfacce tra CPU e
periferiche (di input, di
output, e di I/O).
Tecniche di colloquio tra
CPU e periferiche : polling,
interrupt (semplice,
vettorizzato, con priorità),
DMA.
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Competenze
Abilità
1. Saper realizzare un
semplice pilotaggio
unipolare di un motore
passo passo.
2. Saper realizzare un
semplice pilotaggio
bipolare di un motore
passo passo.
3. Saper realizzare un
pilotaggio a passo intero.
1. Realizzare semplici
processi di automazione
usando motori passo passo.
1. Realizzazione di
programmi per
l’automazione di effetti
luminosi.
4. Saper realizzare un
pilotaggio a mezzo passo
Pag. 16 di 24
Conoscenze
Tempi
Principio di funzionamento
di un motore passo passo.
Tipologie di motori passo
passo: a riluttanza variabile,
a magnete permanente,
ibridi.
Avvolgimenti unipolari,
bipolari, bifilari.
Il pilotaggio dei motori
passo passo, il pilotaggio
unipolare, il pilotaggio
bipolare, full step, half step,
micro step.
Parametri caratteristici
motori passo passo: lettura
dei data sheet.
Generazione delle sequenza
di eccitazione mediante
microcontrollore.
Driver di potenza per i
motori passo passo: driver
unipolari e bipolari (cenni).
Realizzazione di
azionamenti con motore
passo passo full step fase
singola, half step fase
singola, eccitazione doppia,
micro step.
1° e 2°
periodo
1. Saper usare gli ingressi
e le uscite digitali di un
microcontrollore PIC.
Struttura del
microcontrollore PIC
16F886.
Organizzazione della
2. Saper utilizzare i
memoria.
2. Realizzazione di
temporizzatori interni di
Registri per funzioni speciali
programmi per
un microcontrollore
e registri ad uso generale.
l’automazione di macchine e
Struttura delle porte di I/O.
meccanismi di media
3. Saper usare gli ingressi Timer0 come
1° e 2°
complessità.
e le uscite analogiche di un temporizzatore.
periodo
microcontrollore PIC.
Timer 1 come
3. Scrittura di programmi
temporizzatore e come
per l’azionamento di motori 4. Saper usare i moduli per comparatore.
passo passo.
la determinazione delle
Generatore di segnali PWM.
uscite PWM.
Convertitori analogici /
digitali.
5. Scrivere programmi per Trasmissione seriale modo
l’azionamento di motori
RS232
passo passo.
Realizzazione di
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Competenze
Abilità
Conoscenze
Pag. 17 di 24
Tempi
azionamenti che consentano:
lampeggio di un LED
accensione di un LED a
pulsante, sequenza
luminosa, sequenza
luminosa con pulsante
comando luce DMX (PWM)
1. Scegliere la corretta
frequenza di
campionamento per un
segnale.
1. Valutare le prestazioni di
un ADC e utilizzarlo
correttamente in
applicazioni adeguate.
2. Valutare l’errore
introdotto dalla
digitalizzazione di un
segnale analogico.
Parametri di un ADC.
Teorema del
campionamento.
Tipologie di ADC:
convertitore a gradinata,
convertitore ad
approssimazioni successive.
Conversione digitale /
analogico: convertitore
DAC, parametri di un DAC.
2°
periodo
3. Valutare gli errori di
linearità, di offset, di
guadagno etc.
4. Valutare l’accuratezza,
la risoluzione, il tempo di
conversione
1. Realizzare misure di
1. Valutare le caratteristiche
temperatura utilizzando
ed i limiti di alcuni tipi di
sensori di temperatura
trasduttore.
integrati.
2. Utilizzare i trasduttori più
2. Realizzare misure di
appropriati per la misura di
temperatura utilizzando
alcune grandezze fisiche.
termoresistenze.
3. Realizzare sistemi di
acquisizione dati da
trasduttori analogici.
3. Realizzare misure di
forza utilizzando celle di
carico.
Dispositivi potenziometrici.
Misura di posizione
mediante potenziometro.
Encoder incrementale e
assoluto. Acquisizione
posizione da encoder
Trasduttori di temperatura:
termocoppie,
termoresistenze o RTD,
termistori, sensori di
temperatura integrati.
Misura di temperatura
mediante termoresistenze
Trasduttori di forza o
pressione: estensimetri o
strain gage, celle di carico.
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2°
periodo
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Competenze
1. Comprendere le
potenzialità offerte dalla
trasformata di Laplace.
Abilità
1. Saper trasformare una
funzione dal dominio del
tempo al dominio di
Laplace.
2. Saper trasformare una
funzione dal dominio di
Laplace al dominio del
tempo.
Pag. 18 di 24
Conoscenze
Tempi
Dominio del tempo e
dominio di Laplace.
Trasformata di Laplace,
proprietà, teoremi,
trasformate delle funzioni
più comuni.
Antitrasformata di Laplace:
metodo dei fratti parziali,
metodo dei residui.
2°
periodo
18
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PROGETTUALITA’ di TPSEE
CLASSE 4AET
Competenze
1. Realizzare il
dimensionamento
illuminotecnico di un
qualsiasi ambiente
interno.
2. Realizzare il
dimensionamento
illuminotecnico di un
qualsiasi ambiente
esterno.
N. ore settimanali 5. x 33 settimane = ore 165
N. ore previste = 90 % ore = 148
N. ore effettive = ore ….
Abilità
Conoscenze
1. Individuare la tipologia di Natura della luce.
lampada più adatta alle
Grandezze fotometriche:
specifiche di progetto.
flusso luminoso, intensità
luminosa, illuminamento,
2. Individuare la tipologia di luminanza, efficienza
apparecchio illuminante più energetica, IRC.
adatto alle specifiche di
Caratteristiche e impieghi
progetto.
delle lampade ad
incandescenza: tradizionali,
3. Individuare la
alogene, ad infrarossi.
disposizione più idonea dei Caratteristiche e impieghi
punti luce per soddisfare le delle lampade fluorescenti ai
specifiche di progetto.
vapori di mercurio a bassa
pressione; accensione: a
4. Prevedere il livello di
reattore e starter, cenni su
decadimento luminoso della tachistart, rapid start e
combinazione lampadaalimentatore elettronico.
apparecchio illuminante
Caratteristiche e impieghi
nella specifica installazione delle lampade ai vapori di
prevista.
mercurio ad alta pressione.
Varianti a luce miscelata, agli
alogenuri metallici, allo xeno,
a luce ultravioletta.
Caratteristiche e impieghi
delle lampade ai vapori di
sodio ad alta pressione e a
bassa pressione.
Caratteristiche e impieghi
delle lampade LED.
Fenomeni di riflessione e
trasmissione della luce.
Ottiche concentranti e ottiche
diffondenti.
Cenni sul solido fotometrico.
Tipi di illuminazione: diretta,
semidiretta, mista,
semiindiretta, indiretta.
Caratteristiche e impieghi
degli apparecchi illuminanti:
rifrattori proiettori-riflettori,
diffusori, …
19
Tempi
1°
periodo
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Competenze
Abilità
Conoscenze
Pag. 20 di 24
Tempi
Decadimento luminoso di
lampade e apparecchi
illuminanti.
Illuminazione di accento.
Illuminazione di emergenza.
Misure illuminotecniche con
il luxmetro.
Procedura di
dimensionamento
iluuminotecnico ad
illuminamento medio per
interni.
Procedura di
dimensionamento
iluuminotecnico ad
illuminamento medio per
esterni.
Riconoscere le
1. Realizzare
caratteristiche funzionali dei
elementari automazioni componenti impiegati in
elettriche industriali e automazione elettrica.
civili.
Riconoscere i simboli degli
2. Collaudare
schemi di automazione
elementari automazioni elettrica.
elettriche industriali e
civili.
Leggere semplici schemi di
automazione elettrica.
3. Effettuare la ricerca
guasti in elementari
Realizzare con componenti
automazioni elettriche reali semplici schemi di
industriali e civili.
automazione elettrica.
Relè monostabile: versioni
octal e undecal.
Circuiti con autoritenuta.
Circuiti con interblocco
elettrico (x2, x3).
Circuiti con contatti NO, NC,
e in scambio.
Alimentazione di lampade in
sequenza con start e stop.
Fine corsa meccanici e loro
applicazioni.
Realizzazione su carta e su
pannello didattico dello
schema di avvio nastro
trasportatore con partenza
Tracciare semplici schemi di pacco e stop al fine corsa con
automazione elettrica
avvio del secondo.
partendo dalle specifiche di Temporizzatori con ritardo
progetto.
all'eccitazione e ritardo alla
diseccitazione.
Realizzazione su carta e su
pannello didattico dello
schema di apertura e chiusura
di un cancello elettrico.
Basi di elettropneumatica.
Realizzazione su carta e su
pannello didattico di schema
di cicli elettropneumatici.
20
1° e 2°
periodo
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Competenze
1. Realizzare impianti
di citofonia partendo
dalle specifiche
progettuali
2. Collaudare impianti
citofonici
Abilità
1. Leggere ed interpretare
schemi di impianti
citofonici.
2. Cablare le varie parti
degli impianti citofonici.
1. Scegliere i materiali e le
apparecchiature in base alle
caratteristiche tecniche e
all’ottimizzazione
funzionale degli impianti
1. Conoscere le
problematiche relative
alle scelte progettuali e
all’installazione di un
impianto antintrusione.
Conoscenze
Parti essenziali e
caratteristiche distintive di un
impianto citofonico.
Connessioni e impostazioni
degli impianti citofonici.
Pag. 21 di 24
Tempi
1° e 2°
periodo
Protezioni passive ed attive
Schema a blocchi di un
impianto di allarme Principio
di funzionamento dei vari
componenti l’impianto
Tipi di impianti.
Rivelatori ad infrarosso attivi
e passivi, a microonde e
ultrasuoni.
2.Saper programmare
una centrale per
impianto antintrusione.
2°
periodo
Rivelatori magnetici, a
vibrazione, capacitivi e
termici.
La relazione tecnica di
progetto
Individuare il tipo di posa
più idonea per soddisfare le
specifiche di progetto.
Realizzare il
dimensionamento per
portata delle linee
elettriche.
Determinare l'entità
dell'influenza delle
condizioni ambientali di
posa della conduttura nel
suo dimensionamento.
Determinazione del carico
convenzionale.
Condutture elettriche: tipi di
conduttori, di isolamento,
influenza della temperatura,
della prossimità, della
tipologia di posa.
1° e 2°
periodo
Procedura di
dimensionamento per portata
delle condutture elettriche.
Realizzare il
dimensionamento per
caduta di tensione
ammissibile e per
portata delle linee
Individuare il sistema di
rifasamento più idoneo alle
specifiche di progetto.
Determinare l'entità
Linee aeree con conduttore
nudo e linee in cavo.
Procedure di
dimensionamento per caduta
21
2°
periodo
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Competenze
Abilità
elettriche contemplando dell'influenza delle
anche il rifasamento.
condizioni ambientali di
posa della conduttura nel
suo dimensionamento.
Conoscenze
di tensione ammissibile delle
linee elettriche. Differenze
salienti per BT e MT.
Rifasamento, condensatori di
rifasamento, sistemi
automatici di rifasamento,
tecniche di rifasamento.
22
Pag. 22 di 24
Tempi
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PROGETTUALITA’ di TPSEE
CLASSE 4AAU
N. ore settimanali 5. x 33 settimane = ore 165
N. ore previste = 90 % ore = 148
N. ore effettive = ore ….
Competenze
Abilità
Conoscenze
Effettua la ricerca
guasti negli impianti
per automazioni nel
settore civile e
industriale
Applica le normative,
nazionali e comunitarie,
relative alla sicurezza e
adotta misure e
dispositivi idonei di
protezione e
prevenzione.
Analizzare e dimensionare
impianti elettrici di
comando, controllo e
segnalazione
Rappresentare schemi
funzionali di componenti
circuitali, reti e apparati
mediante i software dedicati
per la progettazione,
l’analisi e la simulazione.
Usare il software SEE
Electrical
Eseguire:
Esercitazione sulla gestione
di una pompa di un impianto
docce ai fini del risparmio
energetico.
Il comando di valvole
elettropneumatiche con
alimentazioni comuni o
separate.
Il comando a due mani.
Circuito di comando di un
cancello elettrico automatico
con simulazione del ciclo
mediante l'alimentazione di
lampade.
Introduzione all'automazione
industriale.
Il temporizzatore: tipi e
principio di funzionamento.
Esercizi sui cicli di comando
con l'uso di temporizzatori.
Il contaimpulsi elettronico:
up;down; up-down.
Esercizi sui cicli di comando
con l'uso di temporizzatori e
contaimpulsi.
Tecniche di alimentazione dei
circuiti di comando per la
salvaguardia contro i guasti a
massa
Il circuito di comando nei
sistemi TT, TN e IT
Introduzione alle funzioni di
comando: il comando a due
mani - soluzioni costruttive e
progettazione del I^tipo e
3^tipo
Il comando di consenso
Il software SEE Electrical
Descrivere il
comportamento elettrico
dei componenti a
semiconduttore
Scegliere il componente più
idoneo alla specifica
applicazione
Descrivere l'interazione tra
la luce e la giunzione PN
Descrivere il
comportamento degli
interruttori elettronici
Progettare semplici circuiti
Il comportamento fisico di un
semiconduttore
Il funzionamento della
giunzione PN
Il comportamento dei
principali componenti a
semiconduttore
Interazione tra semiconduttori
e radiazione luminosa
Gli interruttori elettronici
La regolazione di potenza
La dissipazione del calore
Uso del software LTspice
23
Interpreta i dati tecnici
dei componenti
elettronici di potenza.
Seleziona ed utilizza i
componenti in base alle
caratteristiche tecniche
e all’ottimizzazione
funzionale del sistema.
Tempi
1° e 2°
periodo
2°
periodo
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consuntivo
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Competenze
Interpreta i dati tecnici
dei componenti
utilizzati in
elettropneumatica.
Interpreta i dati tecnici
del PLC;
Affronta lo studio di
una automazione in
logica cablata e
programmata
Analizza il processo
produttivo e la sua
collocazione nel
sistema economico
industriale, individua le
caratteristiche per
valutarne i principali
parametri e
interpretarne le
problematiche
gestionali e
commerciale
Abilità
per la regolazione di
potenza:
Analisi di circuiti
elettronici contenenti l'
integrato NE555, BJT e
MOSFET; Utilizzo della
tecnica PWM applicata a
tali circuiti.
Analizzare e dimensionare
cicli per impianti
elettropneumatici di
comando.
Rappresentare schemi
funzionali di apparati
mediante software dedicati
per la progettazione,
l’analisi e la simulazione.
Scrivere un programma per
PLC
Analizzare un problema di
automazione risolvendolo
con l'uso del PLC
Essere in grado di
identificare la tipologia di
struttura presente in
un’azienda, tracciandone
l’organigramma e
comprendendo le
motivazioni che hanno
determinato tale
configurazione
organizzativa.
Essere in grado di preparare
un modello di un semplice
processo aziendale.
Pag. 24 di 24
Conoscenze
Tempi
Componenti per
l'elettropneumatica: valvole e
cilindri. valvola a monostabile
e bistabile; 3/2, 5/2. Cilindro a
semplice effetto e a doppio
effetto
Esercizi sulla gestione di cicli
in elettropneumatica. Ciclo
quadro e ciclo L mediante
elettrovalvole e finecorsa.
2°
periodo
Il PLC
Hardware del PLC
Introduzione al PLC e alla sua
programmazione. Lo Zelio
Logic
Studio di semplici cicli di
automazione in logica
programmata
Simulazione di cicli con il
linguaggio ladder.
I processi aziendali:
processi primari e di supporto.
La catena del valore.
Processi produttivi e logistici
Modelli per la
rappresentazione dei processi
Ciclo di vita di un prodotto
Castelfranco Veneto, .20/10/2016
2°
periodo
2°
periodo
Il Responsabile di Dipartimento
Prof. Franco Testa
24
Modifiche a
consuntivo
