Programmazione Disciplinare

PIANI DI LAVORO DISCIPLINARE TPSEE 3AEA a.s. 16-17
DOCENTI: Maurizio Sante – Marco Caruti (ITP)
DURATA: 132 ore circa, equamente suddivise nei 2 periodi. Ore settimanali: 4, di cui 2 in laboratorio
MATERIALI di documentazione e studio
Documentazione fornita dai docenti in e-learnig
Documentazione in rete
VALUTAZIONE
Elementi da valutare Congruenza, Correttezza, Completezza, Utilizzo del lessico tecnico
Tipo di verifiche
Abilità: Analisi di circuiti, dimensionamento di reti elettriche non lineari; esecuzione di misure su circuiti reali e virtuali
Conoscenze: Questionari, Interrogazioni flash (5’), Riassunto della lezione precedente (5’) o di moduli (15’)
Attribuzione voto Modulo = abilità: peso 2/3 circa; conoscenze: peso 1/3 circa
Modulo: Segnali & Misure
ABILITÀ (saper fare)
 Utilizzare il Generatore di Segnali in BF per generare segnali
Tempi:
CONOSCENZE (sapere)
 Concetto di segnale; segnale elettrico in tensione o corrente
periodici sinusoidali, triangolari, rettangolari, TTL, a varia
 Segnale continuo e discreto, unipolare e bipolare
frequenza, ampiezza, duty cycle, offset
 Classificazione dei segnali: analogici, digitali; in base alla forma d’onda: sinusoide
 Utilizzare l’oscilloscopio per visualizzare ed eseguire misure su
segnali periodici
 Determinare attraverso misura reale o virtuale (simulatore):
(armonica), triangolare, quadra, impulsi, treno di impulsi, sinusoide smorzata
 Segnali periodici: definizione di Frequenza, Periodo; formula T=1/f
o
Frequenza
 Simmetria del segnale (Duty Cycle); caso specifico con onda quadra
 Definizione di Vpp, Vmax (Vp)
o
Periodo
 Definizione di Valor medio (Offset) e Segnale alternato
o
Duty Cycle in segnali rettangolari/triangolari
 Definizione di componente continua e componente alternata
o
Ampiezza e Vpp
 Sinusoidi: espressione analitica e legame con pulsazione w, periodo T, frequenza f,
Piano di Lavoro di TPSEE
o
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3^AEA
ampiezza A, fase  ; formule per convertire tra di loro  f T
Sfasamento
 Caratteristica di uscita (In/Out)
 Definizione di Valore efficace
 I principali strumenti di laboratorio e le loro funzioni: Alimentatore, Multimetro,
Generatore di funzioni e Oscilloscopio
 Collegamento serie/parallelo delle sonde nei circuiti
 Definizione di segnale TTL
 Definizione di tempo di salita e di discesa
 Massa di un circuito; messa a terra
COMPETENZE: P1, P2, P3, P5 (vedi legenda in appendice)
DISCIPLINE CONCORRENTI: Elettronica&Elettrotecnica, Robotica
Modulo: DIODO
Tempi:
ABILITÀ (saper fare)
 Montare correttamente circuiti con resistori e diodi, su breadboard
 Disegnare correttamente circuiti con resistori e diodi, con un simulatore
 Eseguire misure su semplici circuiti reali con resistori e diodi
 Eseguire misure su semplici circuiti virtuali con resistori e diodi (simulazione)
 Analizzare teoricamente semplici circuiti con resistori e diodi applicando i teoremi di
Kirchhoff e ricavando valori di tensione, corrente, potenza sui bipoli; saper disegnare
la retta di carico in un circuito R-D
 Dimensionare circuiti con resistori e diodi
 Visualizzare la curva caratteristica di un diodo utilizzando l’oscilloscopio in X-Y;
confrontare con la caratteristica del circuito partitore (R-R)
CONOSCENZE (sapere)
 Definizione di: giunzione pn; diodo, anodo, catodo, VD, ID; LED;
polarizzazione diretta e inversa
 Comportamento di un interruttore ideale: funzionamento nei due
stati ON e OFF
 Principio di funzionamento di un diodo ideale: diodo come
interruttore, caratteristica di trasferimento
 Diodo reale: tensione di soglia, tensione di break down, curva
caratteristica
 Approssimazione come generatore di tensione
 Approssimazione come generatore di tensione con resistore in
serie
 Retta di carico in circuito R-D; punto di lavoro del diodo
 Concetto di Caratteristica di Trasferimento
COMPETENZE: P1, P2, P4, P5 (vedi legenda in appendice)
DISCIPLINE CONCORRENTI: Elettrotecnica&Elettronica,Robotica
Piano di Lavoro di TPSEE
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Modulo: BJT ON-OFF
3^AEA
Tempi:
ABILITÀ (saper fare)
 Disegnare il circuito di polarizzazione a emettitore comune
 Montare circuiti con BJT sulla breadboard
CONOSCENZE (sapere)
 BJT: npn &pnp; terminali: Base, Emettitore, Collettore; analogie con
l’idraulica; principali utilizzi (amplificatore e interruttore)
 Disegnare circuiti con BJT sul simulatore (PROTEUS)
 Le zone di funzionamento di un BJT: interdizione, attiva, saturazione
 Analizzare un circuito con BJT e determinare il punto di lavoro, in ingresso
 Circuito base di polarizzazione di un BJT
 Equazioni di Kirchhoff per il BJT nella configurazione a Emettitore comune
e uscita
 Eseguire misure su circuito con BJT su breadboard
 Caratteristica di ingresso di un BJT: VBE-IB
 Dimensionare un circuito con BJT affinché il punto di lavoro sia in una
 Caratteristiche di uscita di un BJT: VCE-IC
determinata zona (interdizione, attiva, saturazione)
 Dimensionare un circuito con BJT che piloti ON-OFF: LED, relè, lampadina;
dimensionare il circuito con una porta logica che pilota un BJT ON-OFF
 Calcolare potenza dissipata dal BJT
 Retta di carico e punto di lavoro per l’ingresso e l’uscita
 BJT per pilotare carichi che richiedono potenza: esempi con lampadina,
porta logica, relè
 Potenza dissipata dal BJT: formule
 Fototransistor: principi di funzionamento
 PWM: pilotaggio del BJT con segnali PWM
COMPETENZE: P1, P2, P4, P5 (vedi legenda in appendice)
DISCIPLINE CONCORRENTI: Elettrotecnica&Elettronica, Robotica
Modulo: INTERFACCIAMENTO DIGITALE
Tempi:
ABILITÀ (saper fare)
 Disegnare circuiti con porte logiche, LED e interruttori, su carta e su
simulatore (PROTEUS) seguendo schemi funzionanti
 Eseguire misure su circuiti, montati su breadboard o al predisposti
CONOSCENZE (sapere)
 Interfacciamento: definizione, driver, load; problemi nell’adattare tensioni,
correnti, potenza
 Concetto di resistenza (impedenza) di uscita di un driver, di ingresso di un
Piano di Lavoro di TPSEE
a.s. 2016-2017
simulatore
3^AEA
load; le condizioni per un buon interfacciamento in tensione, corrente,
 Montare un circuito digitale su breadboard
potenza
 Ricercare valori su datasheet dei componenti digitali
 Teorema di Thevenin per il calcolo della resistenza di uscita
 Calcolare la resistenza di uscita di semplici circuiti utilizzando il teorema di
 Stage di una porta logica; input/medium/output stage
 Output stage di porta logica: schema semplificato a 2 interruttori; totem-
Thevenin
 Dimensionare un interfacciamento tra porta logica e un LED, consultando i
datasheet di una particolare sotto-famiglia
 Dimensionare un interfacciamento tra un interruttore e una porta logica,
consultando i datasheet di una particolare sotto-famiglia
pole; open collector, 3-state, uscita floating
 Datasheet di porta logica: Absolute Maximum Ratings, Recommended
Operational Conditions, Electrical Characteristics, Switching Characteristics
 Caratteristiche statiche e dinamiche: VIH, VIL, VOH, VOL; IIH, IIL, IOH,
 Saper calcolare il fan-out di una sottofamiglia logica
IOL, correnti di sink e di source; tempi di propagazione di una porta; tempi
 Saper calcolare la dissipazione di potenza di un IC in condizioni normali e
di commutazione e frequenze di lavoro
stimare la durata di un circuito con IC alimentato a batteria
 Famiglie logiche: TTL e CMOS; sottofamiglie; confronto tra i parametri
elettrici
 IC SSI, MSI, LSI, VLSI
 Dissipazione di potenza di un IC: ICCL e ICCH; fattore di qualità =
tp[ns]*power-dissipation[mW]
 Il bus come linea di comunicazione condivisa; bus e 3-state; open-collector
come wired-and
COMPETENZE: P1, P2, P4, P5 (vedi legenda in appendice)
DISCIPLINE CONCORRENTI: Elettrotecnica&Elettronica, Robotica
Modulo: CONTATORI & TIMER
ABILITÀ (saper fare)
Tempi:
CONOSCENZE (sapere)
 Collegare contatori asincroni in cascata per raggiungere moduli di
 Schema I/O di un contatore; legame tra uscite e modulo del contatore
conteggio alti
 Analizzare un grafico di carica/scarica di un condensatore determinando: ,
 Collegamento in cascata di più contatori
valore a regime, valore iniziale, tempo di salita
 Analizzare una formula di una carica / scarica di un condensatore
 Divisore di frequenza: definizione, input & output; schema interno; utilizzi;
divisore di frequenza configurabile (con mux)
 Formula Vc(t) per la carica/scarica di un condensatore in un circuito RC
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a.s. 2016-2017
determinando: , valore a regime, valore iniziale
 Realizzare il circuito RC serie su breadboard e misurare tensioni
all’oscilloscopio
 Interpretare datasheet del timer 555
3^AEA
serie; tempo caratteristico  e legame con i parametri; importanza del
valore iniziale di Vc(t) nei calcoli
 Tempo di salita di un segnale: definizione
 Multivibratori: stato stabile e instabile dell’uscita
 Realizzare un circuito monostabile con il timer 555 partendo dalle specifiche  Astabile: concetto e definizione
sulla durata dell’impulso; visualizzare all’oscilloscopio la forma d’onda di
 Monostabile: concetto, definizione, esempio con porte logiche NOR
ingresso, uscita e
 Timer 555: piedinatura, struttura interna; configurazione esterna per il
 Realizzare un circuito astabile con il timer 555 partendo dalle specifiche
sulla frequenza desiderata; visualizzare all’oscilloscopio la forma d’onda
dell’uscita
COMPETENZE: P1, P2, P4, P5 (vedi legenda in appendice)
DISCIPLINE CONCORRENTI: Elettronica ed Elettrotecnica
Genova 31/10/2016
funzionamento come astabile e come monostabile; formula per il
monostabile e formula per l’astabile
 Contaeventi vs Contatempi: definizione, somiglianze e differenze
Piano di Lavoro di TPSEE
sigla
a.s. 2016-2017
DEFINIZIONE
focus
P1
Applicare nello studio e nella progettazione di impianti e di
apparecchiature elettriche ed elettroniche i procedimenti
dell’elettrotecnica e dell’elettronica
P2
Utilizzare la strumentazione di laboratorio e di settore e
applicare i metodi di misura per effettuare verifiche, controlli e
collaudi
Misurare & Collaudare
Circuiti & Sistemi
P3
Analizzare tipologie e caratteristiche tecniche delle macchine
elettriche e delle apparecchiature elettroniche, con riferimento
ai criteri di scelta per la loro utilizzazione e interfacciamento
Analizzare e Scegliere
Apparecchiature
P4
Gestire progetti
P5
Gestire processi produttivi correlati a funzioni aziendali
P6
Utilizzare linguaggi di programmazione, di diversi livelli, riferiti
ad ambiti specifici di applicazione
P7
Analizzare il funzionamento, progettare e implementare sistemi
automatici
P8
P9
Analizzare il valore, i limiti e i rischi delle varie soluzioni
tecniche per la vita sociale e culturale con particolare
attenzione alla sicurezza nei luoghi di vita e di lavoro, alla tutela
della persona, dell’ambiente e del territorio
Redigere relazioni tecniche e documentare le attività individuali
e di gruppo relative a situazioni professionali
Analizzare & Progettare
Circuiti
Analizzare Problemi,
Progettare Soluzioni
Lavorare in gruppo,
assumere responsabilità
Programmare (SW)
Analizzare & Progettare
Sistemi di Misura e
Sistemi di Controllo
Analizzare Sistemi
riguardo la Sicurezza
Documentare
Lavori & Prodotti
3^AEA