Insegnamenti

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Docente
PAOLO ATTILIO PEGORARO (Tit.)
PAOLO CASTELLO
Periodo
Primo Semestre 
Modalità d'Erogazione
Convenzionale 
Lingua Insegnamento
INGLESE 



Informazioni aggiuntive

Corso Percorso CFU Durata(h)
[70/83]  INGEGNERIA ELETTRONICA [83/25 - Ord. 2018]  ELECTRONIC TECHNOLOGIES FOR EMERGING APPLICATIONS 6 60

Obiettivi

Il corso di "Data Acquisition Technologies" si propone di fornire agli studenti del secondo anno della Laurea Magistrale in Ingegneria Elettronica conoscenze approfondite nell'ambito delle tecnologie per le misure, con particolare attenzione alle tecnologie di acquisizione, di sincronizzazione, di controllo remoto della strumentazione e per la progettazione di sistemi complessi.
Il corso è stato quindi concepito per fornire una conoscenza elevata su hardware e protocolli utili alla progettazione e all'utilizzo di sistemi di acquisizione dati e di misura di livello industriale.

Più in dettaglio, gli obiettivi formativi del corso possono essere espressi secondo i cinque seguenti descrittori:
- Conoscenza e comprensione.
Conoscenza approfondita e comprensione degli aspetti teorici e applicativi fondamentali delle tecnologie per le misure. Conoscenza di hardware e protocolli per progettare e realizzare un sistema misura allo stato dell'arte.
- Capacità di applicare conoscenza e comprensione.
Capacità di impostare la progettazione e l'implementazione di sistemi di misura, con la scelta dei componenti più adatti da un punto di vista tecnico ed economico. Capacità di operare con strumentazione e dispositivi di livello industriale.
- Autonomia di giudizio.
Capacità di valutare i risultati, selezionare le informazioni rilevanti e le approssimazioni appropriate per la realizzazione dei sistemi di misura d'interesse. Si considera fondamentale che lo studente metta alla prova la sua capacità di fare scelte progettuali e giustificarle adeguatamente.
- Abilità comunicative.
Capacità di comunicare le informazioni tecniche in forma sia orale che scritta. Capacità di illustrare e giustificare le scelte progettuali. Capacità di discutere problemi e soluzioni con interlocutori specialisti e non specialisti. Capacità di essere sia sintetici che accurati a seconda del contesto.
- Capacità di apprendere autonomamente.
Capacità di apprendimento continuo, mediante la corretta interpretazione di bibliografia tecnica e scientifica, manuali di costruttori, norme tecniche e di legge.

Prerequisiti

In particolare è fondamentale una conoscenza di base dellelettronica e della strumentazione convenzionale utilizzata nel campo delle grandezze elettriche.
Indispensabile inoltre la conoscenza dei metodi anche avanzati di misurazione e di valutazione dell'incertezza.

Contenuti

-Introduzione (2 ore -lezione)
Presentazione del corso (competenze attese, linee guida dell'esame, materiale di riferimento).
Sistemi di acquisizione dell'informazione: concetti.

-Misure in ambiente industriale (8 ore - lezione)
Richiami su sensori e trasduttori.
Principi di funzionamento dei sensori e trasduttori più utilizzati.
Caratteristiche e specifiche di sensori e trasduttori.
Sensori ad effetto Hall.
Ponti per la misura di resistenza.
Sensori di temperatura (termocoppie, termoresistenze, termistori, sensori integrati) e relativi sistemi di condizionamento.

-Sistemi di sincronizzazione (10 ore- lezione)
Scale temporali.
Segnali di sinronizzazione.
Protocolli di sincronizzazione a corto raggio.
Sincronizzazione tramite sistemi satellitari.
Sincronizzazione in reti a pacchetti.
Misure di latenza.

-Controllo remoto di dispositivi di misura (6 ore- lezione)
Sistemi di misura distribuiti e architetture su larga scala.
Sistemi di comunicazione, bus seriali e paralleli.
Principali standard per l'interfacciamento di strumentazione di misura.

-Sistemi di acquisizione: architetture (14 ore - lezione)
Elementi di sistemi di acquisizione dati I/O analogico e digitale.
Strumentazione modulare (es. VXI, PXI, LXI, ...).
Strumentazione su rack.
Sistemi per misure real-time.
Acquisizione dati su single board computer.
Sistemi di test.

-Laboratorio Tecnologie di Misura (20 ore - laboratorio)
Richiami ambiente LabVIEW.
Esercitazioni di acquisizione ed elaborazione con dispositivi general purpose e modulari.
Sviluppo di Virtual Instruments (VIs) (e SubVIs) per l'acquisizione dati. Acquisizione dati in sistemi real-time.
Acquisizione dati in sistemi dotati di FPGA.
Acquisizioni da sensori di temperatura e di campo magnetico.
Esercitazioni di comunicazione seriale e parallela per strumentazione.
Programmi e prototipi per le misure sincronizzate.
Presentazioni di approfondimento di studenti di dottorato e/o rappresentanti dell'industria.

Metodi Didattici

Il corso, della durata complessiva di 60 ore, si sviluppa attraverso 40 ore di lezione, durante le quali il docente espone gli argomenti previsti nel programma, e 20 ore di laboratorio, durante le quali gli studenti, lavorando in piccoli gruppi o con la supervisione del docente, acquisiscono competenze che permettano loro di comprendere meglio e usare diverse tecnologie, di progettare e realizzare sistemi di acquisizione e misura per specifiche esigenze applicative.

Verifica dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento avviene tramite un colloquio orale, durante il quale vengono affrontati, sia argomenti del corso sia, in maniera collegata, le esperienze di laboratorio.
Il punteggio della prova d'esame è attribuito mediante un voto espresso in trentesimi. La valutazione premia in particolare la capacità di rielaborare le lezioni teoriche nel contesto applicativo, la capacità di esporre con rigore ed efficacia gli aspetti salienti di una tecnologia e di evidenziarne le problematiche.
In quest'ottica, le domande dell'orale sono articolate proprio per mettere in luce:
- Le conoscenze teoriche acquisite
- La comprensione delle stesse, con particolare attenzione ai casi di interesse pratico
- La capacità acquisita di scegliere tra diverse tecnologie dipendentemente dalle esigenze di un sistema reale di acquisizione e misura.

Testi

Materiale didattico del docente (lucidi, dispense e manuali resi disponibili agli studenti). Questo è il materiale di riferimento per il corso e copre il corso nella sua interezza.

Altri testi di consultazione:
Keithley Instruments: Data acquisition and control handbook, 2001. (Misure in ambiente industriale e Sistemi di misura basati su microprocessore)

Altre Informazioni

Il docente rende disponibili agli studenti, in formato elettronico, le slide che vengono impiegate per la presentazione delle lezioni. Vengono inoltre presentati e commentati documenti tecnici dei costruttori di strumentazione, specifiche e norme tecniche internazionali.

Questionario e social

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