autronica2.1 autronica lezione n° 2. autronica2.2 apparati elettronici nella vita quotidiana...

AUTRONICAAUTRONICA 2.2.11

AutronicaAutronica

LEZIONE N° 2LEZIONE N° 2


Apparati elettronici nella vita Apparati elettronici nella vita quotidianaquotidiana

• Sistemi elettronici nella vita quotidiana.Sistemi elettronici nella vita quotidiana.– Apparecchi telefonici.Apparecchi telefonici.– Apparecchi radio.Apparecchi radio.– Televisione.Televisione.– Sistemi audio.Sistemi audio.– Personal computer.Personal computer.– Sistemi di controllo industriale.Sistemi di controllo industriale.– Sistemi di sicurezza su autovetture (e.g. Sistemi di sicurezza su autovetture (e.g.

ABS).ABS).– Sistemi di iniezione e di accensione.Sistemi di iniezione e di accensione.– DomoticaDomotica– ……………………………………………………………………..


Campi di ApplicazioneCampi di Applicazione

• Sistemi Elettronici per l’AutomobileSistemi Elettronici per l’Automobile• Sistemi Elettronici per le TelecomunicazioniSistemi Elettronici per le Telecomunicazioni• Sistemi Elettronici per il ConsumerSistemi Elettronici per il Consumer• Sistemi Elettronici per per i processi Sistemi Elettronici per per i processi

IndustrialiIndustriali• Sistemi Elettronici per per l’automazioneSistemi Elettronici per per l’automazione• Sistemi Elettronici per la MedicinaSistemi Elettronici per la Medicina• Sistemi Elettronici per l’Elaborazione Sistemi Elettronici per l’Elaborazione

(Office)(Office)


Esempi di Sistemi ElettroniciEsempi di Sistemi Elettronici

• Esempio 1: Ricevitore radioEsempio 1: Ricevitore radio

• Esempio 2 : Amplificatore audioEsempio 2 : Amplificatore audio

Sistema di elaborazione


Antenna

Altoparlante



MicrofonoAltoparlante


Esempi di Sistemi ElettroniciEsempi di Sistemi Elettronici

Esempio 3: Controllo specchietti in automobiliEsempio 3: Controllo specchietti in automobili


Elettronica nell’auto: connessione Elettronica nell’auto: connessione distribuita di sistemi elettronici per distribuita di sistemi elettronici per

acquisizione (smart sensor), elaborazione acquisizione (smart sensor), elaborazione (ECU-Electronic Control Unit), attuazione (ECU-Electronic Control Unit), attuazione

(ACU-Actuator Control unit)(ACU-Actuator Control unit)


Sistema Elettronico:Sistema Elettronico: Schema Generale Schema Generale

SENSORESENSORESENSORESENSORE ATTUATOREATTUATOREATTUATOREATTUATOREELABORATOREELABORATOREELABORATOREELABORATORE

~~~~~~

AMPAMP A / DA / D~~~~~~

AMPAMPD / AD / AELABORATORE DIGITALE

ELABORATORE DIGITALE

Sequenz.(M.S.F.)

Sequenz.(M.S.F.)

A.U.(R.C.)A.U.

(R.C.)

MEM(RAM, ROM)

MEM(RAM, ROM)

REG.(F - F)REG.(F - F)

L.U.(R.C)L.U.(R.C)

I / OI / O


Blocchi FondamentaliBlocchi Fondamentali

• Sensore/trasduttoreSensore/trasduttore– Trasforma la grandezza fisica che si vuole acquisire in un Trasforma la grandezza fisica che si vuole acquisire in un

segnale elettrico (tensione, corrente, variazione di resistenza, segnale elettrico (tensione, corrente, variazione di resistenza, capacità, induttanza, etc.)capacità, induttanza, etc.)

• AttuatoreAttuatore– Trasforma un segnale elettrico in una grandezza fisica di Trasforma un segnale elettrico in una grandezza fisica di

interesse (movimento, forza, luce, etc.)interesse (movimento, forza, luce, etc.)• Sistema di elaborazioneSistema di elaborazione

– esegue operazioni lineari e/o non lineari sul segnale d’ingresso esegue operazioni lineari e/o non lineari sul segnale d’ingresso per fornire in uscita il segnale di pilotaggio dell’attuatoreper fornire in uscita il segnale di pilotaggio dell’attuatore


Tipi di segnaliTipi di segnali

• IngressiIngressi– Natura dei sensoriNatura dei sensori

• In larga parte forniscono segnali analogiciIn larga parte forniscono segnali analogici– Variazione di tensione, correnteVariazione di tensione, corrente– Variazione di resistenza, capacità, induttanza, ….Variazione di resistenza, capacità, induttanza, ….

• Segnali digitali di raggiunta posizioniSegnali digitali di raggiunta posizioni

• UsciteUscite– Natura dell’attuatoreNatura dell’attuatore

• Segnali analogiciSegnali analogici– a frequenza variabilea frequenza variabile– ampiezza variabileampiezza variabile

• Segnali “ON” – “OFF” DigitaliSegnali “ON” – “OFF” Digitali


Sensori 1Sensori 1

• Termistori, termocoppie, Termistori, termocoppie, termoresistenzetermoresistenze

• misura di temperaturamisura di temperatura

• Foto diodi e foto transistoriFoto diodi e foto transistori• misura di lucemisura di luce

• Accelerometri e.g. MEMS (capacitivi)Accelerometri e.g. MEMS (capacitivi)• misura di accellerazionimisura di accellerazioni

• Materiali piezoelettrici e Materiali piezoelettrici e strain gaugesstrain gauges• misura di forza, deformazionimisura di forza, deformazioni

• Potenziometri, sensori induttivi ….Potenziometri, sensori induttivi ….• misura di lunghezzamisura di lunghezza

• Generatori tachimetrici, accelerometri, …Generatori tachimetrici, accelerometri, …• misura di velocità e accelerazionemisura di velocità e accelerazione


Sensori 2Sensori 2

• Antenne Antenne • Trasduzione onde elettromagneticheTrasduzione onde elettromagnetiche

• Magnetici (effetto Hall, Magnetici (effetto Hall, magnetoresistivi) magnetoresistivi)

• misura di campo magneticomisura di campo magnetico

……………………………………..


AttuatoriAttuatori

• Riscaldatori resistiviRiscaldatori resistivi– per produrre caloreper produrre calore

• Diodi emettitori di luce, variatori di luceDiodi emettitori di luce, variatori di luce– per controllare la luminositàper controllare la luminosità

• SolenoidiSolenoidi– per produrre forzeper produrre forze

• Motori elettriciMotori elettrici– per produrre spostamentiper produrre spostamenti

• Altoparlanti e trasduttori ultrasoniciAltoparlanti e trasduttori ultrasonici– per produrre suoniper produrre suoni


Sistema di elaborazioneSistema di elaborazione

• AMPAMP == AmplificatoreAmplificatore• FiltroFiltro == Elimina le frequenze inutili Elimina le frequenze inutili

(filtro anti aliasing – passa (filtro anti aliasing – passa basso)basso)

• A/DA/D == Convertitore Analogico/DigitaleConvertitore Analogico/Digitale• El. Dig.El. Dig. == Elaboratore “Numerico”Elaboratore “Numerico”

(opera su grandezze (opera su grandezze numeriche numeriche e logiche) e logiche)

• D/A D/A == Convertitore Digitale/AnalogicoConvertitore Digitale/Analogico• FiltroFiltro == Interpolatore (passa basso)Interpolatore (passa basso)• AMPAMP == AmplificatoreAmplificatore


Tipi di ElaborazioneTipi di Elaborazione

• Elaborazioni lineariElaborazioni lineari– AmplificazioneAmplificazione– Somme e/o differenze di segnaliSomme e/o differenze di segnali– Integrazione, derivazioneIntegrazione, derivazione– FiltraggioFiltraggio

• Elaborazioni non lineariElaborazioni non lineari– Conteggio di impulsi, temporizzazioni, …Conteggio di impulsi, temporizzazioni, …– Prodotto, divisione, log, exp,..…Prodotto, divisione, log, exp,..…– Codifica/decodifica, Codifica/decodifica,

modulazioni/demodulazionimodulazioni/demodulazioni

• Generazione di segnali sinusoidali, onde Generazione di segnali sinusoidali, onde quadre, triangolari etc.quadre, triangolari etc.


Classificazione in funzione del Classificazione in funzione del tipo di ELABORAZIONEtipo di ELABORAZIONE

• Sistemi Elettronici ANALOGICISistemi Elettronici ANALOGICI– AmplificazioneAmplificazione– Interfaccia d’ingresso e d’uscitaInterfaccia d’ingresso e d’uscita

• scopo: processare e trasferire l’informazione fornita scopo: processare e trasferire l’informazione fornita da un ingresso analogico con la minima DISTORSIONEda un ingresso analogico con la minima DISTORSIONE

• Sistemi Elettronici DIGITALISistemi Elettronici DIGITALI– Utilizza i dispositivi elettronici come interruttori Utilizza i dispositivi elettronici come interruttori – I segnali d’ingresso e d’uscita sono impulsiviI segnali d’ingresso e d’uscita sono impulsivi

• Scopo: processare e trasferire l’informazione fornita Scopo: processare e trasferire l’informazione fornita da un ingresso digitale con il minimo errore e la da un ingresso digitale con il minimo errore e la massima velocitàmassima velocità

• Sistemi Elettronici di POTENZASistemi Elettronici di POTENZA– Controllo e conversione dell’energia elettricaControllo e conversione dell’energia elettrica


Tecnologie per Sistemi Tecnologie per Sistemi Elettronici di Controllo Elettronici di Controllo


Sistema Elettronico di Controllo: Sistema Elettronico di Controllo:

Esempio Engine Control UnitEsempio Engine Control Unit


Sistema Elettronico di Controllo: Sistema Elettronico di Controllo:

Esempio Intelligent Mirror in Car Esempio Intelligent Mirror in Car

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