3 FEN_ITIS_Sistemi Automatici_Pili_Scala

ISIS “C. Facchinetti”
Sede: via Azimonti, 5 - 21053 Castellanza
Tel. 0331 635718
fax 0331 679586
[email protected]
www.isisfacchinetti.it
PROGRAMMA SVOLTO ED ESERCIZI ESTIVI
Rev. 0 del
13/07/15
CONOSCENZE / CONTENUTI SVILUPPATI
Sistemi Automatici 3 FEN
Testo
Sistemi Automatici – Calderini
Modulo 1
PRIMO PERIODO
Pagine del libro/altro per gli esercizi
Unità 1 da pag. 3 a pag. 23
Unità 3 da pag. 43 a pag. 48
Unità 4 da pag. 71 a pag. 81
Unità 5 da pag. 85 a pag. 117
Dispense fornite dal docente in formato pdf per punto 8, raccolta di
esercizi svolti in classe ed assegnati per compito.
Argomento
1. Definizione di sistema e di processo
2. Rappresentazione di un sistema
3. Tipologie e analisi dei segnali.
4. Componenti circuitali elementari (R, L, C) e loro modelli equivalenti.
5. Algebra degli schemi a blocchi: regole di semplificazione
6. Dispositivi ad alta scala di integrazione
7. Utilizzo della piattaforma mbed ARM
8. Programmazione dei sistemi a microcontrollore (SW utilizzato CodeBlocks):
Variabili, espressioni, lettura e scrittura - Strutture condizionali e cicli - Vettori e matrici – Funzioni – Stringhe – Elenchi Strutture e vettori di struttura.
Testo
Sistemi automatici – Calderini
Modulo 2
Sistemi automatici – Calderini
Modulo 5
SECONDO PERIODO
Pagine del libro/altro per gli esercizi
Unità 1 da pag. 122 a pag. 128
Unità 2 da pag. 129 a pag. 137
Unità 3 da pag. 138 a pag. 148
Unità 5 da pag. 154 a pag. 164
Unità 1 da pag. 321 a pag. 359
Unità 2 da pag. 360 a pag. 393(no pag. 380)
Argomento
• Parametri caratteristici dei trasduttori
• Criteri di scelta, classificazione
Il sistema nervoso del robot:
Trasduttori di posizione, di temperatura e di luminosità
Misurazione di distanza con sensore ad infrarossi
L’istinto elettronico ed i muscoli del robot:
Pilotaggio di un motore in diverse condizioni di carico
Attuatori ON – OFF
Utilizzo del transistor per pilotare un relay
Simulazioni con Multisim:
Tester, Oscilloscopio, Generatore di funzioni, Probe, Convertitore logico, DC operating point, AC analysis
Seguono i compiti delle vacanze estive.
Castellanza, 16 giugno 2016
Firma del/i docente/i
Pili Ornella
Scala Massimo
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Esercizi di Sistemi automatici 3 FEN
1. Dato il sistema in figura, spiegare se può essere considerato lineare o meno:
2. Spiegare cosa manca in questo sistema di controllo e come può essere
considerata la sua funzione di trasferimento:
3. Spiegare quale differenza esiste tra sistema, controllo e modello
4. Quanti tipi di modelli conosci? Commentane almeno due
5. Sapresti determinare il rapporto tra y ed x in questo sistema ?
6. Come commenteresti questa immagine (1 punto)?
7. Il controllo della temperatura di un forno casalingo è:
o a catena aperta.
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o a catena chiusa.
8. Cosa significa sistema automatico?
9. Sapresti indicare quanto valgono G ed H se la f.d.t è:
10. Si desidera realizzare un programma scritto in linguaggio C (usare CodeBlocks)
che permetta di SOMMARE QUATTRO NUMERI che debbano essere
necessariamente maggiori di 4.
Corredare il programma degli opportuni commenti.
Far comparire i necessari messaggi di segnalazione se la condizione non è rispettata.
Disegnare il flow chart del programma
Descrivere il significato della simbologia usata es:&; %d; %f; \n……..
11. Si desidera realizzare un programma scritto in linguaggio C che permetta di
CALCOLARE x DI UN’EQUAZIONE DI PRIMO GRADO ax+b=0 nella quale b
deve essere maggiore di 4.. Corredare il programma degli opportuni commenti.
Far comparire i necessari messaggi di segnalazione se la condizione non è
rispettata. Disegnare il flow chart del programma.
12. Si desidera realizzare un programma scritto in linguaggio C che permetta di
CALCOLARE L’AREA E IL PERIMETRO DI UN CERCHIO E DI UN
TRIANGOLO.
Corredare il programma degli opportuni commenti.
Disegnare il flow chart del programma.
13. Spiegare il significato di sensore e di trasduttore.
14. Cosa significa sensibilità di un trasduttore?
15. Cosa significa risoluzione di un trasduttore?
16. Fare un esempio di offset di 2V per un’onda sinusoidale di 4 V di tensione picco
picco, disegnare l’onda.
17. Quale differenza esiste tra caratteristica univoca e con isteresi?
18. Sapendo che l’errore di linearità percentuale è pari a 0.3 ed il valore di fondo
scala è pari a 9 V, calcolare lo scostamento massimo.
19. Quali sono i criteri pratici per la scelta di un trasduttore?
20.Disegnare il circuito completo di un line follower
21. Spiegare come poter realizzare un sistema elettromeccanico che permetta di
rilevare il raggiungimento del livello minimo pari a 0.1m e massimo pari a 0.5 m di
acqua in un serbatoio in relazione ad un potenziometro slider con 5 cm di corsa.
22.Cosa è un relè, quale funzione svolge nel circuito di rilevazione della
temperatura realizzato in laboratorio?
23.Cosa è un transistor e quali tipi di funzionamento può avere?
24.Come avviene il pilotaggio del relè con un transistor?
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25.Il transistor usato è un NPN oppure un PNP, come fai a capire la differenza?
26.A cosa hai collegato la base del transistor durante l’esercitazione ed a cosa la
collegheresti nel circuito completo di rilevazione della temperatura?
27.A cosa serve la resistenza di ingresso nella base del transistor?
28.A cosa si riferiscono i due valori di tensione 0.2V e 0.7V?
29.Cosa è hFE?
30.Quale formula lo definisce?
31. Se alimento il collettore del transistor con 10V, la R della bobina è 320 Ohm
quanto varrebbe la corrente di collettore in saturazione?
32.Conoscendo hFE pari a 80 quanto vale la corrente di base?
33.Se volessimo essere certi di garantire la saturazione del transistor quanto
dovrebbe valere I di base?
34.Cosa è il diodo di ricircolazione?
35.Disegnare il circuito completo di pilotaggio del relè con un transistor e
collegare al relè una resistenza ed un led.
36.Dimensionare la resistenza limitatrice del led sapendo che la caduta di tensione
ai suoi capi è di 1.5V e che la corrente che lo attraversa è di 10 mA.
37.Disegnare la piedinatura di un relè e spiegare in modo dettagliato cosa succede
ai contatti NA e NC quando la bobina viene eccitata.
38.Disegnare la simbologia relativa alla resistenza, induttanza e condensatore in
dipendenza dalla trasformata di Laplace
39.Cosa è la trasformata di Laplace?
40.Capacità e frequenza sono direttamente proporzionali? Spiegare
41. Determinare la funzione di trasferimento di un filtro passa basso
42.Determinare la funzione di trasferimento di un filtro passa alto
43.Disegnare il circuito relativo ad un filtro passa basso passivo ed il grafico che
riporta l’andamento della fdt in funzione della frequenza
44.Disegnare il circuito relativo ad un filtro passa alto passivo ed il grafico che
riporta l’andamento della fdt in funzione della frequenza
45.Cosa accade nei due casi se f=0, f= ∞ ed f pari a f di taglio?
46.Determinare U(s)/I(s):
47.Disegnare uno schema a blocchi retroazionato negativamente
48.Determinare le unità di misura della costante RC
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49.Data l’equazione della carica del condensatore, calcolare la tensione di carica
sapendo che il tempo totale di carica è 10 secondi e che t è pari a 4 secondi. A
quale percentuale di carica siamo arrivati?
50.Dimensionare il circuito del precedente esempio
51. Data l’equazione della carica del condensatore, calcolare la corrente di carica
sapendo che il tempo totale di carica è 10 secondi e che t è pari a 4 secondi. La
tensione di ingresso è 2V e la resistenza è quella che hai calcolato nel precedente
esercizio
52.Scrivere un programma che inizializzi in modo diretto un vettore di 5 celle e lo
stampi
53.Scrivere un programma che inizializzi in modo diretto un vettore di 5 celle e ne
calcoli la media
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