I S T I T U T O T E C N I C O I N D U S T R I A L E S T A T A L E G U G L I E L M O M A R C O N I V E R O N A PROGRAMMA SVOLTO A.S. 2015/2016 CLASSE 5DL MATERIA: Elettrotecnica, elettronica e automazione DOCENTI: Evangelista D., Martini M. 1
----------------------------------------------------------------- Modulo A Acquisizione e conversione dei dati nei processi industriali Conoscenze richieste: Algebra, configurazioni base di amplificatori con operazionali, elementi di numerazione binaria ed esadecimale. Obiettivi di competenze finali: Possedere una visione di insieme in forma progettuale e operativa sui trasduttori, sul relativo condizionamento dei segnali, e sulle tecniche di acquisizione dati tramite l uso di convertitori ADC e DAC. Obiettivi minimi: Individuare i tipi di trasduttori, motivare l utilizzo del condizionamento dei segnali, saper descrivere il funzionamento di convertitori ADC e DAC. Contenuti: Amplificatori operazionali Ripasso principali configurazioni (invertente, non invertente, differenziale) Trasduttori e condizionamento dei segnali Schema a blocchi di un sistema di controllo ad anello chiuso Tipi di trasduttori Trasduttori ad effetto Hall Convertitori I/V e V/I, V/V e V/F Sensore PT100 e ponte di Wheatstone Trasduttore di temperatura integrato National LM35 Resistore dipendente dalla intensita luminosa NORP12 RS Dal trasduttore al convertitore A/D Condizionamento del segnale: Amplificazione e Offset Conversione D/A Dac a resistenze pesate a 4 bit Errore di quantizzazione Parametri caratteristici Utilizzo del convertitore DAC di Arduino Conversione A/D Errore di quantizzazione Parametri caratteristici Utilizzo del convertitore ADC di Arduino 2
------------------------------------------------------------------ Modulo B Sistemi di telecomunicazione Conoscenze richieste: Funzioni trigonometriche, grandezze in alternata. Obiettivi di competenze finali: Saper valutare e confrontare le caratteristiche di propagazione del segnale nei tre mezzi (cavi, aria, fibra) maggiormente utilizzati nelle telecomunicazioni. Saper valutare le differenze tra le varie tecniche di modulazione. Obiettivi minimi: Sapere come si propaga il segnale nei tre mezzi (cavi, aria, fibra) maggiormente utilizzati nelle telecomunicazioni. Sapere individuare l importanza della modulazione. Contenuti: Trasmissione dei segnali Linee di trasmissione Propagazione delle onde elettromagnetiche Propagazione nell atmosfera Fibre ottiche Caratteristiche della luce Riflessione e rifrazione Cenni costruttivi delle fibre ottiche Tipi di modulazione Modulazione di ampiezza, frequenza e fase Spettro di un segnale Modulazioni digitali 3
Modulo C Introduzione alla programmazione Conoscenze richieste: Numerazione binaria ed esadecimale, logica booleana. Obiettivi di competenze finali: Conoscere le modalita di registrazione dei dati nell elaboratore e sperimentare casi di conversione numerica. Comprendere e sperimentare il flusso logico di un algoritmo. Conoscere i costrutti del linguaggio C. Scrivere e sperimentare il funzionamento di programmi in diversi contesti. Costruire applicazioni di simulazione di semplici sistemi fisici. Obiettivi minimi: Conoscere i vari tipi di dati utilizzati da un elaboratore. Comprendere il flusso logico di un semplice algoritmo. Conoscere i costrutti del linguaggio C. Scrivere e sperimentare il funzionamento di programmi elementari. Costruire applicazioni di simulazione di semplici sistemi fisici. Contenuti: Dal problema al programma Algoritmi e diagrammi di flusso Sequenza, selezione, iterazione Esempi di algoritmi Linguaggio C Utilizzo software CODEBLOCK Rappresentazione e tipi di dati Operatori ed espressioni Istruzioni di lettura/scrittura Anatomia di un programma C Strutture condizionali Cicli Automazione industriale Utilizzo microcontrollore Arduino Set istruzioni principali di input/output analogici e digitali Utilizzo del monitor 4
LABORATORIO Condizionamento segnale: da ingresso con escursione 100 mv 600 mv ad uscita con escursione 0V 5V Condizionamento segnale: da escursione di temperatura in una serra (5 C 55 C) con sensore LM35 a tensione in uscita con escursione 0V 5V Controllo di un motore in corrente continua (area progetto) Linguaggio C: contatore Up/Down comandato da tastiera, generazione successione di Fibonacci, risoluzione equazione di secondo grado, stampa tabella con parametri di caduta libera di un grave, calcolo area e lunghezza circonferenza, esercizi oggetto di verifiche scritte Utilizzo microcontrollore ARDUINO: controllo PWM per regolare intensita luminosa di un led, utilizzo port D per scrivere/leggere 8 bit, scorrimento accensione 8 led, gestione impianto di tiro al piattello, controllo motore in corrente continua di piccola potenza 5
Libro di Testo adottato: Titolo: Elettrotecnica, elettronica e automazione. Autori: Conte Gaetano, Impallomeni Emanuele. Editore: Hoepli. p.p.v. gli alunni: Docenti:............ Verona, 15 maggio 2016 6