94272 - ELECTRONIC SYSTEMS

Conoscenze e abilità da conseguire

l corso si propone di fornire agli studenti gli strumenti per conoscere e comprendere gli elementi fondamentali sulla base dei quali operano i sistemi elettronici in uso in ambito automotive. La finalità non è quella di formare progettisti elettronici, quanto di offrire una competenza larga e di base sul funzionamento dei sistemi elettronici, ovvero sviluppare la capacità di lavorare all’interno di team interdisciplinari che comprendano anche progettisti elettronici ed esperti di tecnologie dell’informazione.

Contenuti

• Introduzione

  • panoramica sul sensing, sul condizionamento del segnale, sull’elaborazione dell’informazione e sull’attuazione. Struttura dei sistemi elettronici interfacciati con componenti meccaniche. Richiami essenziali di teoria dei circuiti.

• Gli ingredienti

  • nozioni di base sui componenti elettrici e i dispositivi elettronici. Utilizzo dei transistor sia come interruttori sia come regolatori continui. Introduzione alle tecnologie impiegate nella realizzazione di sensori e trasduttori.

• Sistemi digitali

  • fondamenti di reti logiche; segnali digitali; reti combinatorie e sequenziali; famiglie logiche; rappresentazione numerica; blocchi funzionali fondamentali. ALU e microcontrollori. Introduzione a PLA e FPGA.

• Sistemi analogici

  • amplificatori operazionali, circuiti statici ad amplificatore operazionale, filtri elementari e tecniche di base per il condizionamento del segnale.

• Acquisizione dati e rappresentazione dell’informazione

  • conversione analogico-digitale (A/D) e digitale-analogica (D/A).

• Time encoding

  • conversioni tensione/frequenza (V/F) e frequenza/tensione (F/V); tecniche di modulazione a larghezza di impulso e a densità di impulso.

• Cenni su attuazione e conversione di potenza

  • ulteriori approfondimenti sulla regolazione continua e sulla regolazione a commutazione.

Nota: lievi variazioni nei contenuti sono possibili in funzione delle conoscenze pregresse degli studenti, di eventuali circostanze impreviste e dei feedback ricevuti. In particolare, gli ultimi due argomenti potrebbero non essere trattati ogni anno.

Testi/Bibliografia

• A. Smaili, F. Mrad, “Applied Mechatronics”, Oxford University Press, 2008
• Neil Storey, “Electronics: A Systems Approach”, Ed. Pearson, 6th Edition, 2017
• Robert Spence, “Introductory Circuits”, Ed. Wiley, 2008
• W. Ribbens, “Understanding automotive electronics: an engineering perspective”, Elsevier, 8th Edition, 2017
• Uwe Kiencke, Lars Nielsen, “Automotive Control Systems: For Engine, Driveline, and Vehicle”, Springer, 2nd Edition, 2010

Metodi didattici

L'insegnamento si articola in lezioni frontali teoriche, svolte sia alla lavagna sia con il supporto di diapositive. Alcune lezioni saranno dedicate a esercizi, esempi e casi di studio, presentati anch'essi alla lavagna oppure attraverso dimostrazioni che potranno fare uso di strumenti di calcolo numerico (ad esempio MATLAB), ambienti grafici per la programmazione e la simulazione di sistemi dinamici multidominio (come Simulink), o simulatori circuitali (come SPICE o Digital Logic Designer). Le diapositive del corso saranno messe a disposizione degli studenti, così come eventuali codici associati agli esempi, alle dimostrazioni e ai casi di studio.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La valutazione dell’apprendimento si articola in una prova scritta seguita da una prova orale.

• Prova scritta

  • comprende esercizi mirati a verificare sia la comprensione dei contenuti del corso, con particolare attenzione agli aspetti applicativi, sia la padronanza pratica degli strumenti di analisi e progettazione. È di norma suddivisa in due sezioni: una dedicata ai sistemi digitali e una ai circuiti analogici per il condizionamento del segnale.

• Prova orale

  • integra la prova scritta approfondendo gli aspetti teorici del corso.

L’accesso alla prova orale è consentito solo dopo il superamento della prova scritta, e le due prove devono essere sostenute nello stesso appello.

Strumenti a supporto della didattica

Il corso fa uso dei seguenti strumenti:

• Videoproiettore e diapositive
• Lavagna
• Dimostrazioni del docente con ambienti di calcolo numerico e di simulazione di sistema e circuitale

Tutto il materiale usato viene messo a disposizione degli studenti tramite il “Moodle” dell'Università.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Sergio Callegari

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