OBIETTIVI FORMATIVI
L'insegnamento fornisce le competenze necessarie all’ analisi ed alla progettazione di semplici circuiti e apparati elettrici tipici per il settore dell’informatica industriale completando le competenze acquisite nel corso di elettrotecnica. In particolare, l’insegnamento si propone di fornire gli elementi di base per la gestione dei dispositivi (sensori, attuatori, ...) inclusi nella cosiddetta internet delle cose (Internet of Things).

DIDATTICA EROGATIVA
- N. 12 ORE VIDEOLEZIONI ON-LINE

DIDATTICA INTERATTIVA
- N. 12 ORE Lezioni Interattive con studenti in presenza e in collegamento streaming, registrate e pubblicate in piattaforma
- N. 5 TOPIC e N.12 POST SU FORUM DIDATTICO
- N. 12 TEST DI AUTOVALUTAZIONE con 8 domande a risposta multipla

L'INSEGNAMENTO RICHIEDE LA CONOSCENZA DEGLI ARGOMENTI DI ELETTROTECNICA.

PROGRAMMA DEL CORSO
Il programma del corso può essere suddiviso in 6 (sei) macro-argomenti:
1) Richiami di Elettrotecnica;
2) L’amplificatore operazionale;
3) Sensori;
4) Trasduttori, Attuatori e Motori;
5) Elementi Di Conversione Statica Dell’energia;
6) Evoluzioni tecnologiche.

In particolare i singoli moduli risultano così strutturati:
MODULO 1 – Richiami di Elettrotecnica
Lezione 1.1 – Presentazione (o Introduzione)
Lezione 1.2 – Proprietà della materia: carica elettrica e legge di conservazione;
Lezione 1.3 – Grandezze di interesse: corrente e tensione elettrica;
Lezione 1.4 – Strumenti di misura fondamentali: voltmetro ed amperometro ideale;
Lezione 1.5 – Caratteristiche e classificazione dei bipoli fondamentali;
Lezione 1.6 – Leggi dell’elettromagnetismo – Auto e Mutua induttanza;
Lezione 1.7 – Trasformatore ideale;
Lezione 1.8 – Generatore equivalente secondo Thèvenin e Norton.

MODULO 2 – L’amplificatore operazionale
Lezione 2.1 - Presentazione (o Introduzione)
Lezione 2.2 - Introduzione ai segnali ed all’amplificazione;
Lezione 2.3 - L’amplificatore operazionale: generalità e caratteristica di trasferimento;
Lezione 2.4 – Amplificatore operazionale: configurazione invertente;
Lezione 2.5 - Amplificatore operazionale: configurazione non invertente;
Lezione 2.6 - Risposta in frequenza di un circuito;
Lezione 2.7 - Amplificatore operazionale: integratore e derivatore;
Lezione 2.8 - Circuiti dinamici: generatori di forme d’onda.

MODULO 3 - Sensori
Lezione 3.1 - Presentazione (o Introduzione)
Lezione 3.2 – Misure Elettriche;
Lezione 3.3 – Richiami di teoria dei circuiti;
Lezione 3.4 – Generalità e classificazioni dei sensori;
Lezione 3.5 – Sensori: principali caratteristiche di interesse;
Lezione 3.6 – Sensori meccanici;
Lezione 3.7 – Sensori termici;
Lezione 3.8 – Sensori elettrici e magnetici.

MODULO 4 – Trasduttori, Attuatori e Motori
Lezione 4.1 - Presentazione (o Introduzione)
Lezione 4.2 – Trasduttori;
Lezione 4.3 - Attuatori;
Lezione 4.4 – Panoramica sull'e-mobility;
Lezione 4.5 – Generatori di f.e.m. AC & DC;
Lezione 4.6 – Motori a corrente continua;
Lezione 4.7 – Motori passo-passo;
Lezione 4.8 – Il motore ad induzione.


MODULO 5 – Elementi Di Conversione Statica Dell’energia
Lezione 5.1 - Presentazione (o Introduzione)
Lezione 5.2 - La giunzione p-n;
Lezione 5.3 - Dispositivi a semiconduttore: il diodo;
Lezione 5.4 - Dispositivi a semiconduttore: il transistor a giunzione bipolare (BJT);
Lezione 5.5 - Alimentatore;
Lezione 5.6 - Convertitore AC/DC (raddrizzatori) & DC/AC (inverter);
Lezione 5.7 - Convertitore DC/DC (chopper) & AC/AC (cycloinverter);
Lezione 5.8 - Convertitori ADC e convertitori DAC.


MODULO 6 – Evoluzioni Tecnologiche
Lezione 6.1 - Presentazione (o Introduzione)
Lezione 6.2 – Le fibre ottiche;
Lezione 6.3 – Termocamera;
Lezione 6.4 - Misuratore di distanza elettromagnetica (EDM);
Lezione 6.5 – Spessimetro ad ultrasuoni;
Lezione 6.6 – Strumenti di misure ambientali;
Lezione 6.7 – Nanotecnologie e nanocompositi;
Lezione 6.8 – Sensori in materiali compositi.


MODALITÀ DI VERIFICA DEL PROFITTO IN ITINERE

Il grado di apprendimento degli studenti è monitorato costantemente attraverso gli strumenti e le metodologie di verifica.
In particolare, al fine di rendere fattibile la verifica e la certificazione degli esiti formativi il docente ed il tutor terranno conto del:
1. tracciamento automatico delle attività formative da parte del sistema - reporting;
2. il monitoraggio didattico e tecnico (a livello di quantità e qualità delle interazioni, di rispetto delle scadenze didattiche, di consegna degli elaborati previsti, ecc.).
3. le verifiche in itinere svolte attraverso i test di autovalutazione,
4. partecipazione degli studenti alle lezioni interattive e ai forum didattici
4. l'esame finale di profitto
La valutazione, in questo quadro, tiene conto di più aspetti:
1. il risultato di un certo numero di prove intermedie;
2. la qualità e quantità della partecipazione alle attività on line, monitorabili attraverso la piattaforma;
3. i risultati della prova finale.


MODALITÀ DI VALUTAZIONE E OBIETTIVI DELLA PROVA FINALE
L’accesso all’esame è subordinato al riconoscimento di frequenza, che verrà attestato con l'apposito certificato al momento della prenotazione dell'esame, che attesterà lo svolgimento delle attività didattiche di verifica in itinere e al livello del lavoro svolto nelle varie esercitazioni.

L'esame di profitto si basa su un colloquio orale consiste in un colloquio orale, articolato in una serie di domande sugli aspetti principali degli argomenti trattati durante il corso. La votazione sarà espressa in 30/30.

Il colloquio orale verte sugli argomenti indicati nel programma ed ha lo scopo di verificare:
a) la conoscenza degli argomenti in modo non superficiale, nonché la padronanza delle problematiche ad essi connesse;
b) la capacità di applicare le metodologie;
b) la chiarezza espositiva e la proprietà di linguaggio;
In riferimento alla valutazione verranno assegnati massimo 10 punti per ciascun obiettivo.
Per il superamento dell’esame è richiesto il raggiungimento del punteggio minimo di 6 per ciascun obiettivo.
Verrà inoltre tenuta in debita considerazione la partecipazione alle attività in piattaforma.
La lode verrà assegnata quando lo studente raggiunga il punteggio massimo in tutti gli obiettivi e, a giudizio unanime della Commissione, mostri una conoscenza particolarmente approfondita degli argomenti trattati e sia stato capace di esporli in modo originale e convinto, evidenziando autonomia di giudizio nel colloquio sui temi trattati


CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE IN TERMINI DI RISULTATI ATTESI (DESCRITTORE DI DUBLINO N. 1)
Lo studente avrà arricchito le conoscenze di base dell’Elettrotecnica con strumenti metodologici fondamentali per lo studio e la progettazione dei circuiti elettrici con riferimento all’ingegneria dell’informazione.
In particolare, avrà maturato conoscenze e padronanza delle seguenti tematiche:
-principali strutture e dispositivi di interesse nei processi automatizzati;
- principi di funzionamento e caratteristiche di sensori e attuatori utilizzati nei sistemi di automazione industriale;
- circuiti contenenti amplificatori operazionali (sommatori, inseguitori di tensione, integratori, derivatori).
- principi e schemi circuitali per la conversione analogico/digitale e digitale/analogica

COMPETENZE AL FINE DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE IN TERMINI DI RISULTATI ATTESI (DESCRITTORE DI DUBLINO N. 2)
Lo studente sarà in grado di impiegare gli strumenti appresi per l’analisi e la risoluzione di problemi di natura elettrica in contesti differenti da quelli presentati durante il corso. In particolare, sarà in grado di:
- saper individuare i dispositivi di rilevazione e attuazione in relazione alla specifica applicazione;
- saper analizzare circuiti contenenti amplificatori operazionali.
- progettare, realizzare e testare semplici sistemi di rilevazione/attuazione tipici dell’ingegneria dell’informazione
- redigere una relazione tecnica di prova.

BIBLIOGRAFIA CONSIGLIATA

- G. RIZZONI, ELETTROTECNICA - PRINCIPI E APPLICAZIONI, MCGRAW-HILL
- T. ROSA, THE ANALYSIS AND DESIGN OF LINEAR CIRCUITS, WILEY
- N. IDA - SENSORS ACTUATORS AND THEIR INTERFACES: A MULTIDISCIPLINARY INTRODUCTION, SCITECH PUBLISHING
- S.SMITH, CIRCUITI PER LA MICROELETTRONICA, MCGRAW-HILL

Giorni e orario di ricevimento settimanale:
Ricevimento in sede: martedì ore 13.00-14.00;
Ricevimento online: mercoledì ore 20.00-21.00.

BIBLIOGRAFIA CONSIGLIATA

- G. RIZZONI, ELETTROTECNICA - PRINCIPI E APPLICAZIONI, MCGRAW-HILL
- T. ROSA, THE ANALYSIS AND DESIGN OF LINEAR CIRCUITS, WILEY
- N. IDA - SENSORS ACTUATORS AND THEIR INTERFACES: A MULTIDISCIPLINARY INTRODUCTION, SCITECH PUBLISHING
- S.SMITH, CIRCUITI PER LA MICROELETTRONICA, MCGRAW-HILL