A.S. 2015/16 CLASSE 5 AEE MATERIA: LABORATORIO DI T.P.S.E.

Transcript

1 A.S. 2015/16 CLASSE 5 AEE MATERIA: LABORATORIO DI T.P.S.E. UNITA DI APPRENDIMENTO 1: AMPLIFICATORI OPERAZIONALI Essere capace di progettare le principali configurazioni circuitali con op-amp. Caratteristiche degli amplificatori operazionali ideali. Concetto di retroazione negativa e positiva. Applicare i fondamentali metodi risolutivi alla soluzione di configurazioni circuitali con op-amp, sia di tipo lineare che non lineare. Amplificatori, sommatori, integratori e derivatori. Esercitazione: Progetto e realizzazione pratica su basetta sperimentale di circuiti con amplificatori operazionali: amplificatori invertenti e non invertenti, circuiti sommatori. Materiale utilizzato da ogni : n.1 Basetta tipo SK10, circuito integrato amplificatore operazionale ic 741, condensatori, resistenze, diodi led, pulsanti. Attrezzature utilizzate da ogni : pinze piatte, pinze tonde, forbici, spellafili, cacciavite, cavi di alimentazione, sonde. Strumentazione utilizzata da ogni :PC, generatore di tensione del banco didattico, alimentatore, generatore di funzioni, multimetro, oscilloscopio. Esercitazioni di laboratorio Simulazione dei circuiti con programma dedicato. I circuiti saranno montati,su una basetta per montaggi sperimentali tipo SK10, da allievi organizzati in lavoro di.( n.2 allievi per ). Progetto e realizzazione pratica di circuiti con amplificatori operazionali: amplificatori invertenti e non invertenti, circuiti sommatori. Collaudo e misurazione analitica; disegno dello schema elettrico, collaudo circuitale, ricerca ed individuazione dei guasti; redazione di schemi elettrici, progetti dei cablaggi, tabelle con misure rilevate con strumentazione. Mesi di settembre e ottobre (20 ore) e/o

2 UNITA DI APPRENDIMENTO 2: CONVERSIONE DIGITALE/ANALOGICA Saper progettare e dimensionare circuiti DAC Comprendere i meccanismi alla base della conversione dei segnali elettrici. Progettazione di circuiti DAC e comparazione fra le diverse tipologie in base alle prestazioni. Grandezze elettriche analogiche e digitali, DAC a resistenze pesate, DAC di tipo R-2R ladder. Esercitazione n.1: progetto del cablaggio, montaggio su basetta sperimentale e collaudo di un circuito DAC a resistori pesati. Esercitazione n. 2: progetto del cablaggio, montaggio su basetta sperimentale e collaudo di un circuito DAC R-2R. Esercitazione n. 3: progetto del cablaggio, montaggio su basetta sperimentale e collaudo di un circuito DAC integrato Materiale utilizzato da ogni : n.1 Basetta tipo SK10, circuito integrato amplificatore operazionale ic 741, DAC integrato 0808, contatore binario, condensatori, resistenze, diodi led, pulsanti. Attrezzature utilizzate da ogni : pinze piatte, pinze tonde, forbici, spellafili, cacciavite, cavi di alimentazione, sonde. Attrezzature utilizzate da ogni : pinze piatte, pinze tonde forbici, spellafili, cacciavite, cavi di alimentazione, sonde, saldatore. Stumentazione utilizzata da ogni : PC, generatore di tensione del banco didattico, alimentatore, generatore di funzioni, multimetro, oscilloscopio. Simulazione di circuiti di acquisizione con programma dedicato. Progetto e realizzazione pratica su basetta SK-10 di circuiti convertitori DAC, collaudo e misurazione analitica; disegno dello schema elettrico, collaudo circuitale, ricerca ed individuazione dei guasti; redazione di documentazione tecnica. Progetto del circuito stampato e montaggio, con lavoro individuale, di un circuito applicativo su basetta millefori con saldatura manuale. Mesi di ottobre e novembre (20ore) TIPOLOGIA DI VERIFICA Collaudo circuito (lavoro di e/o Impegno dimostrato nel lavoro di rispondere a domande sull attività UNITA DI APPRENDIMENTO 3: CONVERSIONE ANALOGICO/DIGITALE Saper progettare e dimensionare circuiti ADC Progettazione di circuiti ADC e comparazione fra le diverse tipologie in base alle prestazioni. Mesi di novembre e dicembre (25ore)

3 Comprendere i meccanismi alla base della conversione dei segnali elettrici. 1)Esercitazione: progetto del cablaggio, montaggio su basetta sperimentale e collaudo di circuiti derivatori, integratori e di convertitori A/D (flash, a gradinata) 2)Esercitazione: progetto del cablaggio, montaggio su basetta sperimentale e collaudo di un circuito per acquisizione sperimentale di dati con integrato ADC Materiale utilizzato da ogni : n.1 Basetta tipo SK10, convertiore DAC, contatore, comparatore, IC 741, circuito integrato adc 0808, condensatori, resistenze, diodi led, pulsanti. Attrezzature utilizzate da ogni : pinze piatte, pinze tonde, forbici, spellafili, cacciavite, cavi di alimentazione, sonde, saldatore. Strumentazione utilizzata da ogni :PC, generatore di tensione del banco didattico, alimentatore, generatore di funzioni, multimetro, oscilloscopio. I circuiti saranno montati, su una basetta per montaggi sperimentali tipo SK10, da allievi organizzati in lavoro di.( n.2 allievi per ). Alcuni circuiti saranno realizzati, con lavoro individuale, su basetta millefori e saldatura manuale. Ogni singolo allievo inoltre produrrà documentazione contenente lo schema elettrico, lo schema di cablaggio, grafici e le misurazioni effettuate per ogni circuito collaudato valutando criticamente i valori ottenuti rispetto a quelli teorici. e/o Essere in grado di progettare filtri attivi del 1 ordine. UNITA DI APPRENDIMENTO 4: FILTRI ATTIVI Progettare e realizzare circuiti di filtro in base alle specifiche di progetto di frequenza di taglio e guadagno. Mesi di gennaio e febbraio (10 ore)

4 Analisi circuitale nel dominio della frequenza. Filtri attivi passa alto e passa basso del primo ordine. Esperimenti su configurazioni circuitali di filtri attivi e misurazioni con la strumentazione di laboratorio. Collaudo e verifica dei risultati pratici ottenuti rispetto a quelli teorici. Utilizzo di amp op e componenti opportunamente dimensionati. Simulazione di filtri attivi con programma dedicato. I circuiti saranno montati e collaudati, su una basetta per montaggi sperimentali tipo SK10, da allievi organizzati in lavoro di.( n.2 allievi per ). Ogni singolo allievo inoltre produrrà documentazione contenente lo schema elettrico, lo schema di cablaggio, grafici e le misurazioni effettuate per ogni circuito collaudato valutando criticamente i valori ottenuti rispetto a quelli teorici. e/o UNITA DI APPRENDIMENTO 5: SISTEMI DI ACQUISIZIONE DATI Essere in grado di progettare circuiti per il condizionamento di segnali elettrici. Conversione di grandezze fisiche in grandezze elettriche e viceversa. Progettare circuiti per la conversione di grandezze elettriche ed il condizionamento dei segnali. Sensori, trasduttori ed attuatori, circuiti di condizionamento e conversione di segnali elettrici. 1) Esercitazione: progetto del cablaggio, montaggio su basetta sperimentale e collaudo di un sistema di acquisizione di temperatura con AD590 o LM35, affiancato alla conversione ADC con IC Materiale utilizzato da ogni : n.1 Basetta tipo SK10, circuito integrato adc 0808, sensore LM 35, memoria eprom, n.2 display, condensatori, resistenze, diodi led, pulsanti Attrezzature utilizzate da ogni : pinze piatte, pinze tonde, forbici, spellafili, cacciavite, cavi di I circuiti saranno montati, su una basetta per montaggi sperimentali tipo SK10,da allievi organizzati in lavoro di.( n.2 allievi per ). Alcuni circuiti saranno realizzati, con lavoro individuale, su basetta millefori e saldatura manuale. Ogni singolo allievo inoltre produrrà documentazione contenente lo schema elettrico, Mesi di marzo e aprile (20 ore) e/o

5 alimentazione, sonde, saldatore. Strumentazione utilizzata da ogni :PC, generatore di tensione del banco didattico, alimentatore, generatore di funzioni, multimetro, oscilloscopio, programmatore di Eprom. lo schema di cablaggio, grafici e le misurazioni effettuate per ogni circuito collaudato valutando criticamente i valori ottenuti rispetto a quelli teorici. UNITA DI APPRENDIMENTO 6: DISPOSITIVI ELETTRONICI PROGRAMMABILI Essere in grado di utilizzare dispositivi elettronici programmabili sia a livello hw che sw. Elementi di programmazione. Progettare, a livello hardware e software, dispositivi elettronici programmabili. Microprocessori e micro controller. Programmazione di Pic 16f84a e Pic 16f887 con strumentazione dedicata e loro utilizzo anche in base alla stesura delle tesine individuali. Realizzazione di semplici applicazioni circuitali con microcontrollori su basette sperimentali e millefori. Esercitazione: cablaggio, su basetta sperimentale e collaudo di un circuito per accensione led con Microcontroller PIC 16F84A. Materiale utilizzato: Basetta tipo SK10, basette millefori, PIC 16F84A, Pic 16f887, condensatori, resistenze, diodi led, pulsanti. Utilizzo della strumentazione di laboratorio per la programmazione e per le verifiche circuitali. Analisi delle specifiche di progetto; progettazione e realizzazione pratica di circuiti programmabili; uso della strumentazione di misura, collaudo funzionale, ricerca ed individuazione dei guasti; redazione di relazione tecnica. Mesi di aprile e maggio (25 ore) e/o Verifiche circuitali in itinere.

6 CONTESTO DELLA CLASSE: Classe composta da 20 allievi, mediamente motivati e con una discreta preparazione di base. Comportamento disciplinato e collaborativo.. ACCORDI INTERDISCIPLINARI: Matematica (equazioni e sistemi algebrici, numeri complessi, esponenziali e logaritmi, derivate e integrali); Inglese (lessico tecnico-scientifico); Elettronica (dispositivi elettronici e analisi circuitale); Sistemi (diagrammi di Bode, linguaggi di programmazione). ACCORDI CON LA CLASSE: regole comportamentali in laboratorio; verifiche pratiche programmate: collaudi circuitali, documentazione progettuale; verifiche scritte programmate; test; relazioni tecniche di laboratorio. : saper progettare sistemi elettronici complessi di tipo analogico e digitale. COMPETENZE FINALI: essere in grado di valutare le caratteristiche e le prestazioni specifiche dei principali componenti elettronici in base alle diverse tipologie tecnologiche. OBIETTIVI MINIMI: Conoscenza del funzionamento e dei campi applicativi dei principali componenti elettronici; realizzazione di semplici circuiti elettronici. OBIETTIVI INTERMEDI: Caratteristiche delle apparecchiature di laboratorio, della strumentazione di misura e delle risorse tecnologiche. COMPETENZE INTERMEDIE: Utilizzo della strumentazione di misura; consultazione, interpretazione e produzione di documentazione tecnica specifica. Data: I docenti del corso: prof. Edoardo Basso prof. Giovanni Porta