Guida degli insegnamenti

Syllabus

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[W001536] - ELEMENTI DI ELETTRONICA PER L'INGEGNERIA MECCATRONICAELEMENTI DI ELETTRONICA PER L'INGEGNERIA MECCATRONICA
MICHELE ALESSANDRINI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea Magistrale - [IM09] INGEGNERIA MECCANICA (Curriculum: SISTEMI MECCANICI E DELL'AUTOMAZIONE) Master Degree (2 years) - [IM09] MECHANICAL ENGINEERING (Curriculum: SISTEMI MECCANICI E DELL'AUTOMAZIONE)
Dipartimento: [040004] Dipartimento Ingegneria Industriale e Scienze MatematicheDepartment: [040004] Dipartimento Ingegneria Industriale e Scienze Matematiche
Anno di corsoDegree programme year : 1 - Primo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2020-2021
Anno regolamentoAnno regolamento: 2020-2021
Obbligatorio
Crediti: 6
Ore di lezioneTeaching hours: 48
TipologiaType: C - Affine/Integrativa
Settore disciplinareAcademic discipline: ING-INF/01 - ELETTRONICA

LINGUA INSEGNAMENTO LANGUAGE

ITALIANO

Italian


PREREQUISITI PREREQUISITES

Conoscenze di base di elettrotecnica e programmazione; i concetti necessari saranno richiamati brevemente durante il corso.

Basic knowledge of electrotechnics and software development; key concepts will be briefly reviewed.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DEL CORSO DEVELOPMENT OF THE COURSE

• Lezioni di teoria: 36 ore
• Laboratorio: 12 ore

• Theory lessons: 36 hours
• Laboratory: 12 hours


RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI LEARNING OUTCOMES
Conoscenze e comprensione.

L’insegnamento fornisce la conoscenza degli elementi fondamentali della cultura dell’ingegneria elettronica e consente la creazione di un vocabolario comune tra l’ingegnere meccanico e l’ingegnere elettronico.


Capacità di applicare conoscenze e comprensione.

Gli studenti saranno in grado di valutare le prestazioni dei componenti o dei sistemi elettronici utilizzati nelle applicazioni di automazione industriale; inoltre sapranno scegliere i componenti elettronici più idonei durante la progettazione funzionale di un
sistema meccatronico complesso.


Competenze trasversali.

Capacità di collegare in modo multidisciplinare argomenti appartenenti a discipline differenti.


Knowledge and Understanding.

The course provides knowledge of the fundamental elements of electronic engineering and allows the creation of a common vocabulary between the mechanical engineer and the electronic engineer.


Capacity to apply Knowledge and Understanding.

Students will be able to assess the performance of electronic components or systems used in industrial automation applications; they will also know how to choose the most suitable electronic components during the functional design of a complex mechatronic system.


Transversal Skills.

Ability to connect in a multidisciplinary way subjects belonging to different disciplines.



PROGRAMMA PROGRAM

◦ Dispositivi elettronici digitali; introduzione ai sistemi embedded e microcontrollori:
▪ definizioni
▪ CPU
▪ memorie RAM, ROM e EEPROM
▪ porte di I/O e pull-up
▪ ingressi analogici
▪ alimentazione e regolazione di tensione; regolatori di tensione lineari e switching
◦ Introduzione alla piattaforma Arduino Uno:
▪ specifiche della scheda e del microcontrollore
▪ comunicazione scheda/PC
▪ Laboratorio: sviluppo software e programmazione di semplici esempi tramite esperienze pratiche degli studenti
◦ Cenni su DSP e FPGA.
◦ Tecniche di interfacciamento tra sistemi o sottosistemi elettronici. Utilizzo dei principali protocolli di comunicazione intra-board (USART, SPI, I²C) per la comunicazione con dispositivi quali sensori ambientali, display LCD, dispositivi human-interface, GPS. Interfacciamento con dispositivi di potenza: relè, controllo motori, PWM. Laboratorio: alcuni degli argomenti menzionati saranno testati dagli studenti tramite esperienze pratiche, utilizzando shield di espansione della piattaforma Arduino.
◦ Protocolli di comunicazione e bus di campo (Ethernet, Fieldbus, CAN bus, Profinet, ecc..). Laboratorio: test di alcuni di tali protocolli tramite esperienze pratiche, utilizzando shield di espansione della piattaforma Arduino.
◦ Internet of Things (IOT): concetti, applicazioni, problemi, principali tecnologie e protocolli di comunicazione.

◦ Digital electronic devices; introduction to embedded systems and microcontrollers:
▪ definitions
▪ CPU
▪ RAM, ROM and EEPROM memories
▪ I/O ports and pull-up
▪ analog inputs
▪ power supply and voltage regulation; linear and switching voltage regulators
◦ Introduction to the Arduino Uno platform:
▪ board and microcontroller specifications
▪ board/PC communication
▪ Laboratory: software development of simple examples through practical experience
◦ Overview of DSPs and FPGAs.
◦ Interfacing techniques of electronics systems or subsystems. Use of main intra-board communication protocols (USART, SPI, I²C) to interface with devices such as environmental sensors, LCD displays, human-interface devices, GPS. Interfacing with power devices: relays, motor control, PWM. Laboratory: some of the given topics will be tested by the students through practical experience, using expansion shields for the Arduino platform.
◦ Communication protocols and field buses (Ethernet, Fieldbus, CAN bus, Profinet, ecc..). Laboratory: some of the given topics will be tested by the students through practical experience, using expansion shields for the Arduino platform.
◦ Internet of Things (IOT): concepts, applications, problems, main technologies and communication protocols.


MODALITÀ DI SVOLGIMENTO DELL'ESAME DEVELOPMENT OF THE EXAMINATION
Modalità di valutazione dell'apprendimento.

Il livello di apprendimento degli studenti viene valutato attraverso una prova orale, consistente in domande sugli argomenti teorici del corso e la discussione di semplici problemi pratici.


Criteri di valutazione dell'apprendimento.

Lo studente deve dimostrare di avere ben compreso i concetti e le metodologie della progettazione di sistemi embedded a microcontrollori, in particolare dei dispositivi specifici utilizzati durante il corso.


Criteri di misurazione dell'apprendimento.

Viene attribuito un voto in trentesimi, con eventuale lode.


Criteri di attribuzione del voto finale.

Il voto finale tiene conto delle corrette risposte alle domande della prova orale, oltre a qualità dell'esposizione (utilizzo linguaggio appropriato), capacità di correlare tra loro sia i diversi argomenti del corso, sia questi con altre discipline, e complessiva autonomia di giudizio dimostrata.


Learning Evaluation Methods.

The knowledge and understanding of students is evaluated through a verbal examination, with questions on theoretical arguments of the course and discussion of simple practical problems.


Learning Evaluation Criteria.

Students must show that they have well understood the concepts and methodologies of designing microcontroller-based embedded systems, especially the specific devices used throughout the course.


Learning Measurement Criteria.

A final grade on a 30-point scale is assigned, with possible honors.


Final Mark Allocation Criteria.

The final grade accounts for the correct answer to questions of the verbal examination, together with proper language of exposition, capacity of linking different topics, both from the course and from other disciplines, and overall autonomy of the student.



TESTI CONSIGLIATI RECOMMENDED READING

Materiale a cura del docente: https://learn.univpm.it/course/view.php?id=11047

Lecture notes by the teacher: https://learn.univpm.it/course/view.php?id=11047


Scheda insegnamento erogato nell’A.A. 2020-2021
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento.
Academic year 2020-2021

 


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