Obiettivi formativi
Al termine dell'attività di laboratorio, ci si attende che lo Studente dimostri
1. Abilità software, hardware e di utilizzo della strumentazione:
1.1. Capacità di modellizzare con Spice e Matlab semplici circuiti elettronici e sensori/attuatori.
1.2. Capacità di utilizzo corretto della strumentazione di base da laboratorio.
1.3. Capacità di verifica/comprensione di un setup sperimentale.
1.4. Capacità di progetto, costruzione e caratterizzazione di un insieme di circuiti di condizionamento dei segnali e di trasduttori per fare misure di interesse scientifico/tecnico
2. Abilità sperimentale e analitica:
2.1. capacità di progettare/pianificare e completare correttamente l'esperienza di laboratorio,
2.2. capacità di saper elaborare e presentare i dati sperimentali,
2.3. capacità di analizzare e confrontare i risultati della modellizzazione matematica e delle simulazioni con i risultati sperimentali ottenuti.
3. Abilità tipica della pratica professionale:
3.1. capacità di comunicare in modo efficace in forma scritta le scelte di progetto, i passi e le difficoltà realizzative e l'analisi dei risultati sperimentali,
3.2. capacità di presentare oralmente in modo efficace le scelte di progetto, i passi e le difficoltà realizzative e l'analisi dei risultati sperimentali
Prerequisiti
Non ci sono prerequisiti
Contenuti dell'insegnamento
Il Corso, comprensivo dei due moduli, è dedicato allo studio della moderna strumentazione elettronica e ai sensori e consiste in una parte di teoria (9 CFU, Modulo I) e in una di laboratorio (3CFU, Modulo II).
Il progetto di laboratorio fornisce agli studenti un'opportunità di consolidare le loro conoscenze teoriche di elettronica e sensori e di introdurli all'arte e alla pratica del progetto circuitale nell'ambito della strumentazione di interfaccia con il mondo fisico. I progetti includono sensori elettrici, magnetici e piezoelettrici, strumentazione elettronica quale oscillatori e circuiti di condizionamento dei segnali.
Verrà fornita una specifica o una descrizione funzionale, o un articolo scientifico in inglese, e gli studenti progetteranno il sistema, aiutandosi con SPICE e MATLAB, selezionando i componenti, eventualmente lo realizzeranno e lo caratterizzeranno. L'obiettivo sarà di realizzare progetti funzionali, in modo pragmatico e con attenzione al costo del progetto.
Software utilizzati: Matlab e PSpice (PSpice for TI o TINA-TI o LTSpice)
In alternativa, per un numero limitato di progetti, si assegnerà un articolo scientifico di riferimento, in base al quale si progetterà un prototipo che si caratterizzerà sperimentalmente.
Programma esteso
I progetti di laboratorio forniscono un'opportunità di consolidare le conoscenze teoriche di elettronica e sensori e di introdurre all'arte e alla pratica del progetto circuitale nell'ambito della strumentazione di interfaccia con il mondo fisico. I progetti includono sensori elettrici, magnetici e piezoelettrici, strumentazione elettronica quale oscillatori e circuiti di condizionamento dei segnali.
Verrà fornita una specifica o una descrizione funzionale, e gli studenti progetteranno il circuito, selezionando i componenti, eventualmente costruiranno una breadboard o un circuito stampato, e lo caratterizzeranno. L'obiettivo sarà di realizzare progetti funzionali, in modo pragmatico e con attenzione al costo del progetto.
Bibliografia
data sheets and scientific papers
Metodi didattici
Nel Modulo I (9 CFU) ci saranno 36 Lezioni da 2 ore ciascuna, mentre nel Modulo II fino a 5 progetti/esercizi di laboratorio da sviluppare in gruppi di 2 o 3 studenti nelle 12 settimane del corso (3 ore consecutive ogni settimana).
Le esperienze di laboratorio potranno vertere su:
- progetto di un filtro attivo con Matlab e Spice (attività da svolgere o a gruppi, se possibile, o singolarmente)
- progetto di un oscillatore quasi sinusoidale con Spice (attività da svolgere o a gruppi, se possibile, o singolarmente)
- esercizio/progetto di condizionamento del segnale proveniente da un sensore NTC
- lettura di un articolo scientifico (in inglese) su un ponte a bilanciamento automatico o su un altro circuito per l'utilizzo con un sensore capacitivo e descrizione con simulatore (Spice/Matlab)
- lettura di un articolo scientifico (in inglese) su un sensore/attuatore magnetico o piezoelettrico e simulazione/dimensionamento del circuito di condizionamento del segnale
oppure potranno vertere sulla lettura di un articolo scientifico, da cui prendere spunto per realizzare, in gruppo, un prototipo sperimentale e per la seguente caratterizzazione dello stesso: in questo caso si proporranno alcuni temi all'inizio del corso.
Le date di consegna dei compiti da svolgere a casa saranno definite il giorno stesso in cui questi verranno assegnati. Le date di consegna dei rapporti sui progetti di laboratorio sono anch'esse definite sul sito web
Le relazioni delle esercitazioni devono essere sottomesse in una forma sintetica (massimo 4/6 pagine), organizzata, professionale e
leggibile (gli assi dei grafici con indicazione delle grandezze, unità di misura, simulazioni leggibili, etc.) in lingua inglese.
Gli appunti delle lezioni e gli articoli scientifici assegnati saranno inseriti periodicamente sulla piattaforma Elly.
Per scaricarle è necessaria l’iscrizione al corso online e l'immatricolazione al corso di laurea.
Le note dattiloscritte, le sezioni dei testi raccomandati, gli articoli distribuiti vengono considerate parte integrante del materiale didattico. Più dettagli saranno disponibili durante il semestre sulla piattaforma online.
E’ vivamente consigliato l’uso di
Matlab e di LTSpice o di TINA-TI o di PSpice for TI
Maggiori informazioni saranno disponibili all'inizio del corso sulla pagina web.
Modalità verifica apprendimento
Progetti di laboratorio con relazione: 8% ogni progetto
Tutti i progetti sono valutati in una scala da 0 a 30 e verranno pesati l'8% ciascuno.
I progetti di laboratorio (Modulo II) concorrono al 40% della valutazione finale, mentre l'esame orale al termine del Modulo I concorre al 60% della valutazione finale.
Altre informazioni
Si faccia riferimento al sito web Elly
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
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