ISTITUTO PROFESSIONALE PER L'INDUSTRIA E L ARTIGIANATO ALESSANDRO VOLTA GUSPINI. PROGRAMMA DIDATTICO con riferimento al programma ministeriale

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1 ISTITUTO PROFESSIONALE PER L'INDUSTRIA E L ARTIGIANATO ALESSANDRO VOLTA GUSPINI ANNO SCOLASTICO PROGRAMMA DIDATTICO con riferimento al programma ministeriale MATERIA ELETTROTECNICA ED ELETTRONICA CLASSE V a A INDIRIZZO TIM DOCENTI PANI SERGIO (3 h) GUSPINI

2 MODULO 1 Dispositivi a semiconduttore - Conoscere le caratteristiche dei semiconduttori - Sapere in cosa consiste il drogaggio e la formazione di una giunzione - Conoscere le nozioni di base dei fenomeni di polarizzazione diretta ed inversa di una giunzione - Conoscere le caratteristiche del diodo ideale e reale - Conoscere le principali applicazioni del diodo - Conoscere le caratteristiche e le applicazioni fondamentali dei diodi speciali più diffusi - Conoscere struttura, principi di funzionamento e caratteristiche fondamentali dei transistor - Conoscere le principali famiglie di transistor ed i relativi settori di utilizzo - Conoscere le principali applicazioni - Conoscere alcune fondamentali tipologie di componenti speciali a semiconduttore - Saperne riconoscere il simbolo e l'aspetto - Conoscere le applicazioni fondamentali - Conoscere le caratteristiche ed il funzionamento dell'amplificatore operazionale - Saperne riconoscere il simbolo,aspetto e valori caratteristici con riferimento ad un suo diffuso esemplare (µa741) - Conoscerne le applicazioni fondamentali - Conoscere le caratteristiche ed il funzionamento dei temporizzatori integrati - Saperne riconoscere il simbolo e l'aspetto, con riferimento ad un suo diffuso esemplare (555) - Conoscerne le applicazioni fondamentali - Conoscere caratteristiche e funzionamento degli stabilizzatori integrati - Saperne identificare l'aspetto e le caratteristiche principali - Conoscere le loro applicazioni fondamentali La giunzione - Introduzione - Semiconduttori - Semiconduttori drogati - Giunzione e polarizzazione Diodi - Diodo ideale e reale - Applicazioni dei diodi - Diodi speciali Transistor - Struttura e funzionamento dei transistor. - Tipologie (BJT, FET, UJT) - Transistor BJT - Transistor FET - Transistor UJT - Applicazioni Componenti speciali - Diac - Triac - Tiristori 2

3 Circuiti integrati analogici - l'amplificatore operazionale - Amplificatore operazionale ideale e reale - Caratteristiche e grandezze tipiche degli amplificatori operazionali commerciali - Applicazioni principali degli amplificatori operazionali Temporizzatori integrati - Temporizzatori integrati - Applicazioni Stabilizzatori integrati - Tipologie di stabilizzatori integrati - Applicazioni MODULO 2 Circuiti analogici - Conoscere le principali caratteristiche e prestazioni degli amplificatori - Conoscere i circuiti elementari sui quali è basata la costruzione degli amplificatori - Saperne risolvere semplici problemi di amplificazione dei segnali - Saper definire i vari componenti di un alimentatore - Conoscere i circuiti costitutivi con i parametri più significativi - Sapere effettuare dei semplici calcoli di dimensionamento di un alimentatore - Sapere in cosa consiste l'azionamento di una macchina elettrica - Conoscere i principali metodi di regolazione della velocità - Comprendere il funzionamento di alcuni diffusi schemi di azionamenti - Conoscere le caratteristiche fondamentali dei trasduttori - Comprendere il funzionamento di alcuni trasduttori di grandezze meccaniche e termiche - Conoscere i principali tipi di attuatori - Conoscere la simbologia e le regole fondamentali dei sistemi di controllo che fanno uso di segnali analogici - Ricollegare le funzioni svolte dai blocchi del sistema a dispositivi o circuiti noti - Conoscere i principali metodi di regolazione Amplificatori - Caratteristiche degli amplificatori - Esempi di circuiti per amplificazione: Amplificazione a transistor BJT ad emettitore comune Amplificazione a transistor BJT a simmetria complementare Alimentatori - Caratteristiche degli alimentatori - Soluzioni circuitali Alimentatore a semplice semionda con filtro capacitivo Alimentatore a doppia semionda con ponte di Graetz e stabilizzatore di tensione a diodo zener e a BJT Alimentatore con ponte e stabilizzatore integrati Azionamenti - Generalità sugli azionamenti elettrici - Azionamento di macchine in corrente continua Eccitazione in serie 3

4 Eccitazione indipendente - Azionamento di macchine in corrente alternata Trasduttori ed attuatori - Trasduttori Caratteristiche dei trasduttori Trasduttori di posizione Trasduttori di velocità Trasduttori di temperatura Trasduttori di pressione - Attuatori Sistemi di controllo analogici - Generalità - Struttura di un sistema di controllo - Tecniche di regolazione - Esame di controllo di temperatura per mezzo di regolatori industriali MODULO 3 Elementi di logica elettronica (23 h) - Conoscere i concetti fondamentali dell'algebra di Boole - Saperne svolgere le operazioni di base - Conoscere la simbologia ed il significato degli operatori logici - Conoscere la definizione di circuito combinatorio - Saper semplificare una semplice funzione logica facendo uso delle regole dell'algebra di Boole - Saper disegnare il circuito logico corrispondente a una data funzione logica - Conoscere la metodologia delle forme canoniche - Conoscere la metodologia delle mappe di Karnaugh - Saper scrivere la funzione logica di un dato problema con l'utilizzo delle forme canoniche e delle mappe di Karnaugh - Conoscere alcuni tipi di circuito combinatorio di diffuso utilizzo e comprenderne il funzionamento - Conoscere la definizione di circuito sequenziale - Saper interpretare il funzionamento di semplici reti di tipo sequenziale - Conoscere i circuiti che rappresentano gli elementi costitutivi di base dei circuiti sequenziali (flipflop) - Conoscere il funzionamento dei contatori sincroni e asincroni - Saper schematizzare un contatore di modulo qualunque - Saper realizzare un semplice circuito di conteggio e visualizzazione di impulsi - Conoscere le modalità di scrittura e lettura dei registri - Saper schematizzare un registro a scorrimento realizzato con flip flop di tipo D - Conoscere la classificazione dei principali tipi di memorie a semiconduttore - Saper schematizzare le modalità di accesso ai dati memorizzati Algebra di Boole ed operatori logici fondamentali - Algebra di Boole - Teoremi fondamentali 4

5 - Operatori logici Circuiti combinatori: generalità - Generalità sui circuiti combinatori - Esempio di scrittura di una funzione logica e disegno del relativo circuito Circuiti combinatori: metodi di sintesi - Sintesi tramite le forme canoniche - Sintesi tramite le mappe di Karnaugh - Esempio di sintesi di una rete combinatoria Circuiti combinatori: esempi - Codificatori e decodificatori - Multiplexer e demultiplexer - Circuiti sequenziali: generalità - Generalità sui circuiti logici sequenziali - Esempio di realizzazione di un semplice circuito sequenziale Circuiti sequenziali: generalità - generalità sui circuiti logici sequenziali - Esempio di realizzazione di un semplice circuito sequenziale Circuiti sequenziali: componenti fondamentali - Flip-flop J-K - Flip-flop T - Flip-flop D Contatori - Generalità sui contatori - Contatori asincroni - Contatori sincroni - Esempio di realizzazione di un circuito di conteggio Registri - Generalità sui registri - Schema circuitale di un registro a scorrimento Memorie - Descrizione dei principali tipi di memorie - Schemi esemplificativi del funzionamento delle memorie ROM e RAM MODULO 4 Sistemi programmabili - Conoscere i componenti di un microprocessore - Saper descrivere le funzioni e le connessioni dei vari componenti - Conoscere i campi di utilizzo dei sistemi a microprocessore - Saper descrivere alcune applicazioni fondamentali - Conoscer le caratteristiche generali di alcuni esempi tipici di controllo basato sul microprocessore - Possedere le informazioni indispensabili per comprendere il funzionamento di questi sistemi - Conoscere le principali caratteristiche dei PLC - Conoscere alcune applicazioni tipiche dei controllori programmabili 5

6 Struttura del microprocessore - Generalità sul microprocessore - Architettura del microprocessore Utilizzi del microprocessore - Utilizzazione del microprocessore - Esempi Sistemi di controllo a microprocessore - Architettura di sistemi di controllo a microprocessore - Esempi Generalità sui PLC - Caratteristiche dei PLC - Applicazioni dei PLC MODULO 5 Tecniche di controllo - Conoscere le motivazioni della conversione A/D - Conoscere le motivazioni della conversione D/A - Sapere come avviene la conversione di segnali da analogici a digitali - Conoscere le caratteristiche di alcuni convertitori integrati - Conoscere le problematiche relative all'interfacciamento di CPU e periferiche, e tra sistemi - Conoscere le caratteristiche di alcune interfacce standard - Conoscere le caratteristiche e la terminologia di base dei linguaggi di programmazione - Comprendere come avviene l'esecuzione di microistruzioni nella CPU - Conoscere alcuni esempi di semplici istruzioni utilizzate per il controllo di processo - Verificare le conoscenze acquisite con due sistemi di automazione industriale con controllo a microprocessore - Prendere visione di esempi di documentazione corrente, relativi a sistemi di tipo meccanico e termico Convertitori analogici/digitali - La conversione analogica/digitale - Convertitori A/D Convertitori digitali/analogici - La conversione digitale/analogica (D/A) - Convertitori D/A. Interfacce - Generalità sull'interfacciamento - Interfacce parallele - Interfacce seriali Linguaggi di programmazione - Elementi di programmazione - Esempi di algoritmo di controllo di processo 6

7 Esempi di gestione remota di macchine ed impianti - Esempio di sistema di controllo di posizione di un asse - Esempio di sistema di regolazione termica VERIFICHE Verranno effettuate con: - verifiche veloci durante ogni spiegazione per valutare l'attenzione nel corso della lezione e le capacità di rielaborazione personale dell'allievo - verifiche orali; - verifiche scritte sotto forma di quesiti a risposta chiusa e/o aperta, esercizi. VALUTAZIONE FINALE La valutazione finale dell'allievo si baserà su: - profitto - atteggiamento responsabile nei riguardi delle scadenze e degli impegni - capacità di intervento e di elaborazione critica - impegno e attenzione durante la lezione - studio e lavoro svolto a casa. Il docente 7

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