Pag 1 di 7 PROGRAMMAZIONE DIDATTICA DISCIPLINARE Disciplina a.s.2013/2014 Classe:4 Sez. 4AELT INDIRIZZO: Elettronica ed Elettrotecnica articolazione Elettrotecnica Docenti : Prof. Giovanni Antonio Fadda, Pier Luigi Pilia a.s.2013/2014
Pag 2 di 7 ANALISI DELLA SITUAZIONE DI PARTENZA Profilo generale della classe Il nucleo classe è formato 12 alunni provenienti dalla 3Aelt, partecipa in modo disciplinato all attività didattica con entusiasmo e attenzione. Alunni con bisogni educativi speciali In questa classe nessun alunno ha manifestato bisogni educativi speciali Livelli di partenza rilevati. Tipologia di prova utilizzata per rilevare i livelli di partenza E stata effettuata una prova a carattere laboratoriale finalizzata a rilevare i livelli di partenza sulle capacità nella programmazione. Livello Livello Livello Livello Livello N. N. N. N. N. PERCORSI MULTIDISCIPLINARI/INTERDISCIPLINARI Obiettivi minimi: utilizzare, in contesti di ricerca applicata, procedure e tecniche per trovare soluzioni innovative e migliorative, in relazione ai campi di propria competenza; cogliere l importanza dell orientamento al risultato, del lavoro per obiettivi e della necessità di assumere responsabilità nel rispetto dell etica e della deontologia professionale; riconoscere gli aspetti di efficacia, efficienza e qualità nella propria attività lavorativa; saper interpretare il proprio autonomo ruolo nel lavoro di gruppo; essere consapevole del valore sociale della propria attività, partecipando attivamente alla vita civile e culturale a livello locale, nazionale e comunitario; riconoscere e applicare i principi dell organizzazione, della gestione e del controllo dei diversi processi produttivi; analizzare criticamente il contributo apportato dalla scienza e dalla tecnologia allo sviluppo dei saperi e al cambiamento delle condizioni di vita; riconoscere le implicazioni etiche, sociali, scientifiche, produttive, economiche e ambientali dell innovazione tecnologica e delle sue applicazioni industriali; Formulazione delle ipotesi operative, attività e metodologie didattiche che si intende porre in essere per lo sviluppo competenze. La disciplina Sistemi Automatici ha una stretta correlazione con le applicazioni in campo, la cui natura operativa richiede, per essere attuata competenze trasversali teoriche ma ancora di più pratico applicative. E poiché, come ben noto, i concetti teorici alla base della disciplina sono di difficile comprensione, anche a causa dell elevato livello dell analisi matematica richiesta, le strategie didattiche e i metodi operatici più efficaci per far acquisire le competenze di questa figura professionale si possono conseguire, più facilmente attraverso l attività laboratoriale. In questa sede l alunno viene indirizzato alla realizzazione di progetti di cui si sente protagonista e artefice, viene messo a contatto attraverso la soluzione di problemi con l uso delle più recenti tecnologie informatiche ed elettroniche (vedi Arduino e lo sviluppo delle app con Android). In questo ambito, l azione educativa si sposta verso il riflettere sul fare, al fine di rendere gli allievi più consapevoli dei processi di cui sono protagonisti. ARTICOLAZIONE ORARIA Sono previste 2 ore di teoria e 3 di esercitazioni per settimana Piano di lavoro relativo al 4 anno a.s.2013/2014
Pag 3 di 7 COMPETENZE ABILITA CONOSCENZE n. 1 utilizzare la strumentazione di laboratorio e di settore e applicare i metodi di misura per effettuare verifiche, controlli e collaudi n. 2 utilizzare linguaggi di programmazione, di diversi livelli, riferiti ad ambiti specifici di applicazione n. 3 analizzare il funzionamento, progettare e implementare sistemi automatici n. 4 analizzare il valore, i limiti e i rischi delle varie soluzioni tecniche per la vita sociale e culturale con particolare attenzione alla sicurezza nei luoghi di vita e di lavoro, alla tutela della persona, dell ambiente e del territorio. n. 5 redigere relazioni tecniche e documentare le attività individuali e di gruppo relative a situazioni professionali Utilizzare strumenti di misura virtuali. Programmare sistemi di acquisizione ed elaborazione dati. Programmare e gestire nei contesti specifici componenti e sistemi programmabili di crescente complessità. Programmare sistemi di gestione di sistemi automatici. Programmare e gestire nei contesti specifici componenti e sistemi programmabili di crescente complessità. Valutare le condizioni di stabilità nella fase progettuale. Progettare semplici sistemi di controllo con tecniche analogiche e digitali integrate. Valutare le condizioni di stabilità nella fase progettuale. Redigere documentazione tecnica e manuali d uso. Sviluppare programmi applicativi per il monitoraggio ed il collaudo di sistemi Sistemi automatici di acquisizione dati e di misura. Trasduttori di misura. Uso di software dedicato specifico del settore. Gestione di schede di acquisizione dati. Linguaggi di programmazione visuale per l acquisizione dati. Programmazione con linguaggi evoluti e a basso livello dei sistemi a microprocessore e a microcontrollore. Elementi fondamentali dei dispositivi di controllo e di interfacciamento. Dispositivi e sistemi programmabili. Criteri per la stabilità dei sistemi. Controlli di tipo Proporzionale Integrativo e Derivativo Normativa di settore Normativa di settore, software specifico di settore METODOLOGIA DIDATTICA Lezione frontale Lezione partecipata : Modello deduttivo(sguardo d insieme, concetti organizzatori anticipati) Modello induttivo (Analisi di casi, dal particolare al generale) Modello per problemi (Situazione problematica, discussione) Cooperative learning Brainstorming Libri di testo Testi di consultazione STRUMENTI DIDATTICI Web-Quest Siti web a.s.2013/2014
Pag 4 di 7 Fotocopie Manuale o altro. Sussidi multimediali LIM Lavagna luminosa Computer TIPOLOGIA DI PROVE DI VERIFICA (specificare il numero) Verifiche orali: 2 per quadrimestre Prove grafiche Prove scritte: 3 per quadrimestre Prove pratiche: 3 per quadrimestre Risoluzione di problemi Relazioni tecniche e/o sull attività svolta:1 3 per quadrimestre Osservazioni sul comportamento Esercizi (partecipazione, attenzione, puntualità nelle consegne, rispetto delle regole e dei compagni/e) CRITERI E GRIGLIE DI VALUTAZIONE COMPETENZA N.1 1. controllori a logica programmabile 2. Il microcontrollore Arduino Conoscere la struttura hardware dei plc Siemens s7-200 e s7-1200 Conoscere il ciclo di scansione del plc Sapersi orientare nella configurazione del plc Conoscere la mappatura della memoria Conoscere la struttura hardware delle schede Arduino Conoscere l IDE di Arduino Conoscere la programmazione in linguaggio C di Arduino Saper Riconoscere il tipo di segnali da collegare alla morsettiera del plc Saper collegare ingressi e uscite alla morsettiera del plc Effettuare la procedura per l acquisizione dei degnali digitali Programmare Arduino Effettuare il debug del sostware Effettuare MISURE 3. acquisizione e conversione in unità ingegneristiche 4. Conoscere Conoscere Conoscere Conoscere le specifiche dei convertitori analogicidigitale e digitale- analogico Conoscere le diverse espressioni dell equazione di una retta Conoscere la programmazione di Arduino Implementare una routine di acquisizione e conversione Valutare i risultati della misura in tempo reale Effettuare Manovrare Effettuare esercitazioni Saper FARE COMPETENZE 2 a.s.2013/2014
Pag 5 di 7 1. programmazione plc Conoscere le istruzioni a bit, byte, word, doppia word, e in virgola mobile Conoscere il funzionamento di temporizzatori e contatori del plc Conoscere le istruzioni di: assegnazione e trasferimento, gestione del tempo(orodatario), Effettuare programmi per la gestione degli azionamenti elettrici e dei controlli automatici Implementare il modello matematico degli automi di Moore 2.programmazione NI mydac 3. programmazione Arduino 4. programmazione Processing Conoscere la struttura del laboratorio integrato NI mydac. Conoscere i principali componenti di un Virtual Instrument Conoscere il pannello frontale e lo schema a blocchi Conoscere l IDE Conoscere variabili e vettori Conoscere le strutture if, while, for, case Conoscere l IDE Conoscere variabili e vettori Conoscere le strutture if, while, for, case Conoscere le principali funzioni grafiche di processing Saper collegare via software Processing con Arduino Conoscere l essenziale del SO Android Utilizzare la piattaforma mydac per acquisire e analizzare i segnali delle reti elettriche Tracciare diagrammi di Bode delle funzione di trasferimento Gestire sensori e attuatori via software Effettuare programmi per la gestione dei di semplici sistemi combinatori e sequenziali Realizzare applicazioni in ambiente grafico Utilizzare le funzioni di libreria per lo sviluppo della App in ambiente Android COMPETENZE 3 1. gli automi Saper individuare i sistemi a eventi discreti Conoscere gli automi di Moore e Mealy e le relative rappresentazioni grafiche e matematiche Identificare i segnali di ingresso e uscita Modellizare un automa utilizzando la mormativa CEI 3-35 (sfc) Determinare il modello matematico da quello grafico 2.simulazione dei sistemi mediante Conoscere il significato della trasformazione dallo spazio t Utilizzare software di settore per l elaborazione delle trasformate di a.s.2013/2014
Pag 6 di 7 trasformata di Laplace 3. Analisi dei sistemi nel dominio della trasformata allo spazio s Conoscere la tabella minima delle trasformate Conoscere la definizione di funzione di trasferimento Conoscere leggi e principi dell elettrotecnica in regime sinusoidale Individuare la funzione di trasferimento di un sistema Saper applicare l analogia elettromeccanica Laplace Calcolare poli e zeri della fdt Ricavare la fdt dei principali parametri dei sistemi elettrici, meccanici e idraulici Scomporre in fattori la fdt Determinare la risposta del sistema al segnale di ingresso a gradino COMPETENZE 4 e 5 1.progetto: automazione di una lavatrice via wireless 2. progetto: automazione di una stamatrice 3.progetto: gestione di una unità abitativa con Conoscere il funzionamento di una lavatrice Conoscere i sensori e gli attuatore della lavatrice Definire le fasi dei programmi di lavaggio rappresentazione sfc Conoscere la programmazione di arduino Saper utilizzare i dispositivi ci comunicazione wireless Conoscere la normativa vigente Conoscere il funzionamento di una lavatrice Conoscere i sensori e gli attuatore della lavatrice Definire le fasi dei programmi di lavaggio rappresentazione sfc Conoscere la programmazione di arduino Saper utilizzare i dispositivi ci comunicazione wireless Conoscere la normativa vigente Conoscere il funzionamento di una lavatrice Conoscere i sensori e gli a.s.2013/2014 Valutare i vantaggi e gli svantaggi dell automazione con microcontrollore rispetto alla logica cablata Valutare le implicazioni inerenti il risparmio energetico conseguenti l automazione Valutare il rischio elettrico Applicare le tecniche di programmazione strutturata Applicare le tecniche per lo sviluppo delle App per Android Valutare i vantaggi e gli svantaggi dell automazione con microcontrollore rispetto alla logica cablata Valutare le implicazioni inerenti il risparmio energetico conseguenti l automazione Valutare il rischio elettrico Applicare le tecniche di programmazione strutturata Applicare le tecniche per lo sviluppo delle App per Android Valutare i vantaggi e gli svantaggi dell automazione con microcontrollore rispetto alla
Pag 7 di 7 arduino attuatore della lavatrice Definire le fasi dei programmi di lavaggio rappresentazione sfc Conoscere la programmazione di arduino Saper utilizzare i dispositivi ci comunicazione wireless Conoscere la normativa vigente logica cablata Valutare le implicazioni inerenti il risparmio energetico conseguenti l automazione Valutare il rischio elettrico Applicare le tecniche di programmazione strutturata Applicare le tecniche per lo sviluppo delle App per Android a.s.2013/2014
Pag 1 di 6 PROGRAMMAZIONE DIDATTICA DISCIPLINARE Disciplina a.s.2013/2014 Classe:5 Sez. 5AEA INDIRIZZO: Elettronica ed Elettrotecnica articolazione Elettrotecnica Docenti : Prof. Giovanni Antonio Fadda, Pier Luigi Pilia a.s.2013/2014
Pag 2 di 6 ANALISI DELLA SITUAZIONE DI PARTENZA Profilo generale della classe Il nucleo classe è formato 12 alunni provenienti dalla 4AEA dell anno scolastico 2012-2013 a cui si è aggiunto un alunno che ripete. Si tratta di un gruppo di alunni adeguatamente scolarizzato che, nel corso dell anno scolastico precedente, non ha mai creato problemi di natura disciplinare a testimonianza anche di un buon rapporto interpersonale. Alunni con bisogni educativi speciali In questa classe nessun alunno ha manifestato bisogni educativi speciali Livelli di partenza rilevati Sulla base dei risultati dello scrutinio dell anno scolastico 2012-2013 il livello medio si può ritenere discreto. Tipologia di prova utilizzata per rilevare i livelli di partenza Poiché tutti gli alunni sono stati miei allievi nell anno precedente non si è stata effettuata alcuna prova in questo senso. Livello Livello Livello Livello Livello N. N. N. N. N. PERCORSI MULTIDISCIPLINARI/INTERDISCIPLINARI Obiettivi minimi: utilizzare, in contesti di ricerca applicata, procedure e tecniche per trovare soluzioni innovative e migliorative, in relazione ai campi di propria competenza; cogliere l importanza dell orientamento al risultato, del lavoro per obiettivi e della necessità di assumere responsabilità nel rispetto dell etica e della deontologia professionale; riconoscere gli aspetti di efficacia, efficienza e qualità nella propria attività lavorativa; saper interpretare il proprio autonomo ruolo nel lavoro di gruppo; essere consapevole del valore sociale della propria attività, partecipando attivamente alla vita civile e culturale a livello locale, nazionale e comunitario; riconoscere e applicare i principi dell organizzazione, della gestione e del controllo dei diversi processi produttivi; analizzare criticamente il contributo apportato dalla scienza e dalla tecnologia allo sviluppo dei saperi e al cambiamento delle condizioni di vita; riconoscere le implicazioni etiche, sociali, scientifiche, produttive, economiche e ambientali dell innovazione tecnologica e delle sue applicazioni industriali; Formulazione delle ipotesi operative, attività e metodologie didattiche che si intende porre in essere per lo sviluppo competenze. La disciplina Sistemi Automatici ha una stretta correlazione con le applicazioni in campo, la cui natura operativa richiede, per essere attuata competenze trasversali teoriche ma ancora di più pratico applicative. E poiché, come ben noto, i concetti teorici alla base della disciplina sono di difficile comprensione, anche a causa dell elevato livello dell analisi matematica richiesta, le strategie didattiche e i metodi operatici più efficaci per far acquisire le competenze di questa figura professionale si possono conseguire, più facilmente attraverso l attività laboratoriale. In questa sede l alunno viene indirizzato alla realizzazione di progetti di cui si sente protagonista e artefice, viene messo a contatto attraverso la soluzione di problemi con l uso delle più recenti tecnologie informatiche ed elettroniche (vedi Arduino e lo sviluppo delle app con Android). In questo ambito, l azione educativa si sposta verso il riflettere sul fare, al fine di rendere gli allievi più consapevoli dei processi di cui sono protagonisti. a.s.2013/2014
Pag 3 di 6 ARTICOLAZIONE ORARIA Sono previste 2 ore di teoria e 2 di laboratorio in compresenza con l insegnante Pier Luigi Pilia Piano di lavoro relativo al 5 anno COMPETENZE ABILITA CONOSCENZE n. 1 utilizzare la strumentazione di laboratorio e di settore e applicare i metodi di misura per effettuare verifiche, controlli e collaudi n. 2 utilizzare linguaggi di programmazione, di diversi livelli, riferiti ad ambiti specifici di applicazione n. 3 analizzare il funzionamento, progettare e implementare sistemi automatici n. 4 analizzare il valore, i limiti e i rischi delle varie soluzioni tecniche per la vita sociale e culturale con particolare attenzione alla sicurezza nei luoghi di vita e di lavoro, alla tutela della persona, dell ambiente e del territorio. n. 5 redigere relazioni tecniche e documentare le attività individuali e di gruppo relative a situazioni professionali Utilizzare strumenti di misura virtuali. Programmare sistemi di acquisizione ed elaborazione dati. Programmare e gestire nei contesti specifici componenti e sistemi programmabili di crescente complessità. Programmare sistemi di gestione di sistemi automatici. Programmare e gestire nei contesti specifici componenti e sistemi programmabili di crescente complessità. Valutare le condizioni di stabilità nella fase progettuale. Progettare semplici sistemi di controllo con tecniche analogiche e digitali integrate. Valutare le condizioni di stabilità nella fase progettuale. Redigere documentazione tecnica e manuali d uso. Sviluppare programmi applicativi per il monitoraggio ed il collaudo di sistemi METODOLOGIA DIDATTICA Lezione frontale Lezione partecipata : Modello deduttivo(sguardo d insieme, concetti organizzatori anticipati) Modello induttivo (Analisi di casi, dal particolare al generale) Modello per problemi (Situazione problematica, discussione) Cooperative learning Brainstorming STRUMENTI DIDATTICI a.s.2013/2014 Sistemi automatici di acquisizione dati e di misura. Trasduttori di misura. Uso di software dedicato specifico del settore. Gestione di schede di acquisizione dati. Linguaggi di programmazione visuale per l acquisizione dati. Programmazione con linguaggi evoluti e a basso livello dei sistemi a microprocessore e a microcontrollore. Elementi fondamentali dei dispositivi di controllo e di interfacciamento. Dispositivi e sistemi programmabili. Criteri per la stabilità dei sistemi. Controlli di tipo Proporzionale Integrativo e Derivativo Normativa di settore Normativa di settore, software specifico di settore
Pag 4 di 6 Libri di testo Web-Quest Testi di consultazione Siti web Fotocopie Manuale o altro. Sussidi multimediali LIM Lavagna luminosa Computer TIPOLOGIA DI PROVE DI VERIFICA (specificare il numero) Verifiche orali: 2 per quadrimestre Prove grafiche Prove scritte: 3 per quadrimestre Prove pratiche: 3 per quadrimestre Risoluzione di problemi Relazioni tecniche e/o sull attività svolta:1 3 per quadrimestre Osservazioni sul comportamento Esercizi (partecipazione, attenzione, puntualità nelle consegne, rispetto delle regole e dei compagni/e) CRITERI E GRIGLIE DI VALUTAZIONE COMPETENZA N.1 1. acquisizione e conversione in unità ingegneristiche 2. misura in automatico delle grandezze fisiche Conoscere le specifiche dei convertitori analogicidigitale e digitale- analogico Conoscere le diverse espressioni dell equazione di una retta Conoscere la programmazione del plc e NI mydac Conoscere il principio di funzionamento dei trasduttori di temperatura, pressione, velocità ecc, Conoscere le specifiche dei dei condizionatori di segnali industriali Implementare una routine di acquisizione e conversione Valutare i risultati della misura in tempo reale Effettuare esercitazioni con il plc e NI mydac sulla misura delle variabili di processo tracciare le misurazioni su supporti grafici COMPETENZE 2 1. programmazione plc Conoscere le istruzioni a bit, byte, word, doppia word, e in virgola mobile Conoscere il funzionamento di temporizzatori e contatori del plc Conoscere le istruzioni di: assegnazione e trasferimento, gestione del tempo(orodatario), elaborazione analogica, conversione a.s.2013/2014 Effettuare programmi per la gestione degli azionamenti elettrici e dei controlli automatici Implementare il modello matematico degli automi di Moore Strutturare i programmi in subroutine
Pag 5 di 6 Conoscere la programmazione modulare 2. programmazione NI mydac 3. programmazione Arduino 4. Programmazione sistema PicNet Conoscere la struttura del laboratorio integrato NI mydac. Conoscere i principali componenti di un Virtual Instrument Conoscere il pannello frontale e lo schema a blocchi Conoscere l IDE Conoscere la programmazione strutturata in C Conoscere la struttura a bus nella domotica Conoscere i principali componenti del sistema Conoscere le strutture di programmazione Utilizzare la piattaforma mydac per acquisire e analizzare i segnali dei sensori Tracciare in automatico grafici delle misure Gestire sensori e attuatori via software Effettuare programmi per la gestione dei controlli automatici Realizzare l implementazione per la gestione di impianti domotici COMPETENZE 3 1. il controllo automatico 2. Controllo statico e dinamico Conoscere le principali strutture di un controllo automatico modellizzazione dei sistemi di controllo nello spazio s e t Conoscere gli obbiettivi del controllo Conoscere le principali strutture di un controllo automatico modellizzazione dei sistemi di controllo nello spazio s e t 3. Regolatore PID Conoscere le derivate e gli integrali Conoscete la risposta in open loop dei regolatori proporzionale, integrale e derivativo per segnali in ingresso a gradino e a rampa Rappresentare i sistemi di controllo elettrici, meccanici e idraulici nello spazio t e s. Utilizzare il software di settore per l analisi delle funzioni di trasferimento Valutare l errore statico a transitorio esaurito Verificare l effetto dei disturbi sull errore statico. Tracciare il diagramma di Bode dei regolatori Implementare via software il regolatore PID 4. La stabilità dei Conoscere i diagrammi di Bode Tracciare i diagrammi di Bode della a.s.2013/2014
Pag 6 di 6 sistemi di controllo Conoscere i regolatori PID Conoscere il criterio di stabilità di Bode funzione di trasferimento ad anello della funzione di trasferimento. Utilizzare il software specifico per l analisi sulla stabilità delle fdt e la determinazione delle reti correttrici COMPETENZE 4 e 5 1. progetto di gestione di una unità abitativa con la domotica Conoscere la normativa CEI Conoscere le principali effetti della corrente elettrica sul corpo umano Conoscere le principali norme sulla sicurezza Utilizzare la normativa di settore Effettuare il cablaggio in base alla normativa vigente 2. progetto per la regolazione della velocità di un motore in corrente continua 3. progetto per il controllo automatico di livello Conoscere la normativa CEI Conoscere le principali effetti della corrente elettrica sul corpo umano Conoscere le principali norme sulla sicurezza Conoscere il funzionamento del motore in cc interfacciamento Conoscere le principali norme sulla sicurezza Conoscere il funzionamento del motore in cc interfacciamento Utilizzare la normativa di settore Effettuare il cablaggio in base alla normativa vigente Tracciare in automatico il grafico della variabile controllata Effettuare l ottimizzazione attraverso la taratura dei parametri di regolazione Tracciare in automatico il grafico della variabile controllata Effettuare l ottimizzazione attraverso la taratura dei parametri di regolazione a.s.2013/2014
Pag 1 di 6 PROGRAMMAZIONE DIDATTICA DISCIPLINARE Disciplina a.s.2013/2014 Classe:5 Sez. 5BEA INDIRIZZO: Elettronica ed Elettrotecnica articolazione Elettrotecnica Docenti : Prof. Giovanni Antonio Fadda, Pier Luigi Pilia a.s.2013/2014
Pag 2 di 6 ANALISI DELLA SITUAZIONE DI PARTENZA Profilo generale della classe Il nucleo classe è formato da 17 alunni provenienti dalla 4AEA dell anno scolastico 2012-2013 a cui si sono aggiunti 3 alunni che ripetono. Si tratta di un gruppo di alunni non omogeneo che, nel corso dell anno scolastico precedente, ha manifestato qualche problema di natura disciplinare che e che in parte, ne ha pregiudicato il profitto. Alunni con bisogni educativi speciali In questa classe nessun alunno ha manifestato bisogni educativi speciali Livelli di partenza rilevati Sulla base dei risultati dello scrutinio dell anno scolastico 2012-2013 il livello medio si può ritenere mediocre. Tipologia di prova utilizzata per rilevare i livelli di partenza Poiché tutti gli alunni sono stati miei allievi nell anno precedente non si è stata effettuata alcuna prova in questo senso. Livello Livello Livello Livello Livello N. N. N. N. N. PERCORSI MULTIDISCIPLINARI/INTERDISCIPLINARI Obiettivi minimi: utilizzare, in contesti di ricerca applicata, procedure e tecniche per trovare soluzioni innovative e migliorative, in relazione ai campi di propria competenza; cogliere l importanza dell orientamento al risultato, del lavoro per obiettivi e della necessità di assumere responsabilità nel rispetto dell etica e della deontologia professionale; riconoscere gli aspetti di efficacia, efficienza e qualità nella propria attività lavorativa; saper interpretare il proprio autonomo ruolo nel lavoro di gruppo; essere consapevole del valore sociale della propria attività, partecipando attivamente alla vita civile e culturale a livello locale, nazionale e comunitario; riconoscere e applicare i principi dell organizzazione, della gestione e del controllo dei diversi processi produttivi; analizzare criticamente il contributo apportato dalla scienza e dalla tecnologia allo sviluppo dei saperi e al cambiamento delle condizioni di vita; riconoscere le implicazioni etiche, sociali, scientifiche, produttive, economiche e ambientali dell innovazione tecnologica e delle sue applicazioni industriali; Formulazione delle ipotesi operative, attività e metodologie didattiche che si intende porre in essere per lo sviluppo competenze. La disciplina Sistemi Automatici ha una stretta correlazione con le applicazioni in campo, la cui natura operativa richiede, per essere attuata competenze trasversali teoriche ma ancora di più pratico applicative. E poiché, come ben noto, i concetti teorici alla base della disciplina sono di difficile comprensione, anche a causa dell elevato livello dell analisi matematica richiesta, le strategie didattiche e i metodi operatici più efficaci per far acquisire le competenze di questa figura professionale si possono conseguire, più facilmente attraverso l attività laboratoriale. In questa sede l alunno viene indirizzato alla realizzazione di progetti di cui si sente protagonista e artefice, viene messo a contatto attraverso la soluzione di problemi con l uso delle più recenti tecnologie informatiche ed elettroniche (vedi Arduino e lo sviluppo delle app con Android). In questo ambito, l azione educativa si sposta verso il riflettere sul fare, al fine di rendere gli allievi più consapevoli dei processi di cui sono protagonisti. COMPETENZE DA ACQUISIRE ALLA CONCLUSIONE DEL QUINTO ANNO a.s.2013/2014
Pag 3 di 6 ARTICOLAZIONE ORARIA Sono previste 2 ore di teoria e 2 di laboratorio in compresenza con l insegnante Pier Luigi Pilia Piano di lavoro relativo al 5 anno COMPETENZE ABILITA CONOSCENZE n. 1 utilizzare la strumentazione di laboratorio e di settore e applicare i metodi di misura per effettuare verifiche, controlli e collaudi n. 2 utilizzare linguaggi di programmazione, di diversi livelli, riferiti ad ambiti specifici di applicazione n. 3 analizzare il funzionamento, progettare e implementare sistemi automatici n. 4 analizzare il valore, i limiti e i rischi delle varie soluzioni tecniche per la vita sociale e culturale con particolare attenzione alla sicurezza nei luoghi di vita e di lavoro, alla tutela della persona, dell ambiente e del territorio. n. 5 redigere relazioni tecniche e documentare le attività individuali e di gruppo relative a situazioni professionali Utilizzare strumenti di misura virtuali. Programmare sistemi di acquisizione ed elaborazione dati. Programmare e gestire nei contesti specifici componenti e sistemi programmabili di crescente complessità. Programmare sistemi di gestione di sistemi automatici. Programmare e gestire nei contesti specifici componenti e sistemi programmabili di crescente complessità. Valutare le condizioni di stabilità nella fase progettuale. Progettare semplici sistemi di controllo con tecniche analogiche e digitali integrate. Valutare le condizioni di stabilità nella fase progettuale. Redigere documentazione tecnica e manuali d uso. Sviluppare programmi applicativi per il monitoraggio ed il collaudo di sistemi METODOLOGIA DIDATTICA Lezione frontale Lezione partecipata : Modello deduttivo(sguardo d insieme, concetti organizzatori anticipati) Modello induttivo (Analisi di casi, dal particolare al generale) Modello per problemi (Situazione problematica, discussione) Cooperative learning Brainstorming Sistemi automatici di acquisizione dati e di misura. Trasduttori di misura. Uso di software dedicato specifico del settore. Gestione di schede di acquisizione dati. Linguaggi di programmazione visuale per l acquisizione dati. Programmazione con linguaggi evoluti e a basso livello dei sistemi a microprocessore e a microcontrollore. Elementi fondamentali dei dispositivi di controllo e di interfacciamento. Dispositivi e sistemi programmabili. Criteri per la stabilità dei sistemi. Controlli di tipo Proporzionale Integrativo e Derivativo Normativa di settore Normativa di settore, software specifico di settore a.s.2013/2014
Pag 4 di 6 STRUMENTI DIDATTICI Libri di testo Web-Quest Testi di consultazione Siti web Fotocopie Manuale o altro. Sussidi multimediali LIM Lavagna luminosa Computer TIPOLOGIA DI PROVE DI VERIFICA (specificare il numero) Verifiche orali: 2 per quadrimestre Prove grafiche Prove scritte: 3 per quadrimestre Prove pratiche: 3 per quadrimestre Risoluzione di problemi Relazioni tecniche e/o sull attività svolta:1 3 per quadrimestre Osservazioni sul comportamento Esercizi (partecipazione, attenzione, puntualità nelle consegne, rispetto delle regole e dei compagni/e) CRITERI E GRIGLIE DI VALUTAZIONE COMPETENZA N.1 1. acquisizione e conversione in unità ingegneristiche 2. misura in automatico delle grandezze fisiche Conoscere le specifiche dei convertitori analogicidigitale e digitale- analogico Conoscere le diverse espressioni dell equazione di una retta Conoscere la programmazione del plc e NI mydac Conoscere il principio di funzionamento dei trasduttori di temperatura, pressione, velocità ecc, Conoscere le specifiche dei dei condizionatori di segnali industriali Implementare una routine di acquisizione e conversione Valutare i risultati della misura in tempo reale Effettuare esercitazioni con il plc e NI mydac sulla misura delle variabili di processo tracciare le misurazioni su supporti grafici COMPETENZE 2 1. programmazione plc Conoscere le istruzioni a bit, byte, word, doppia word, e in virgola mobile Conoscere il funzionamento di temporizzatori e contatori del plc Conoscere le istruzioni di: assegnazione e trasferimento, gestione del tempo(orodatario), elaborazione analogica, a.s.2013/2014 Effettuare programmi per la gestione degli azionamenti elettrici e dei controlli automatici Implementare il modello matematico degli automi di Moore Strutturare i programmi in subroutine
Pag 5 di 6 conversione Conoscere la programmazione modulare 2. programmazione NI mydac 3. programmazione Arduino 4. Programmazione sistema PicNet Conoscere la struttura del laboratorio integrato NI mydac. Conoscere i principali componenti di un Virtual Instrument Conoscere il pannello frontale e lo schema a blocchi Conoscere l IDE Conoscere la programmazione strutturata in C Conoscere la struttura a bus nella domotica Conoscere i principali componenti del sistema Conoscere le strutture di programmazione Utilizzare la piattaforma mydac per acquisire e analizzare i segnali dei sensori Tracciare in automatico grafici delle misure Gestire sensori e attuatori via software Effettuare programmi per la gestione dei controlli automatici Realizzare l implementazione per la gestione di impianti domotici COMPETENZE 3 1. il controllo automatico 2. Controllo statico e dinamico Conoscere le principali strutture di un controllo automatico modellizzazione dei sistemi di controllo nello spazio s e t Conoscere gli obbiettivi del controllo Conoscere le principali strutture di un controllo automatico modellizzazione dei sistemi di controllo nello spazio s e t 3. Regolatore PID Conoscere le derivate e gli integrali Conoscete la risposta in open loop dei regolatori proporzionale, integrale e derivativo per segnali in ingresso a gradino e a rampa Rappresentare i sistemi di controllo elettrici, meccanici e idraulici nello spazio t e s. Utilizzare il software di settore per l analisi delle funzioni di trasferimento Valutare l errore statico a transitorio esaurito Verificare l effetto dei disturbi sull errore statico. Tracciare il diagramma di Bode dei regolatori Implementare via software il regolatore PID a.s.2013/2014
Pag 6 di 6 4. La stabilità dei sistemi di controllo Conoscere i diagrammi di Bode Conoscere i regolatori PID Conoscere il criterio di stabilità di Bode Tracciare i diagrammi di Bode della funzione di trasferimento ad anello della funzione di trasferimento. Utilizzare il software specifico per l analisi sulla stabilità delle fdt e la determinazione delle reti correttrici COMPETENZE 4 e 5 1. progetto di gestione di una unità abitativa con la domotica Conoscere la normativa CEI Conoscere le principali effetti della corrente elettrica sul corpo umano Conoscere le principali norme sulla sicurezza Utilizzare la normativa di settore Effettuare il cablaggio in base alla normativa vigente 2. progetto per la regolazione della velocità di un motore in corrente continua 3. progetto per il controllo automatico di livello Conoscere la normativa CEI Conoscere le principali effetti della corrente elettrica sul corpo umano Conoscere le principali norme sulla sicurezza Conoscere il funzionamento del motore in cc interfacciamento Conoscere le principali norme sulla sicurezza Conoscere il funzionamento del motore in cc interfacciamento Utilizzare la normativa di settore Effettuare il cablaggio in base alla normativa vigente Tracciare in automatico il grafico della variabile controllata Effettuare l ottimizzazione attraverso la taratura dei parametri di regolazione Tracciare in automatico il grafico della variabile controllata Effettuare l ottimizzazione attraverso la taratura dei parametri di regolazione a.s.2013/2014