Cesena 11/05/2007

Davide CammarotaDipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni

Istituto Tecnico Industriale "E. Mattei" - Maglie (LE) -http://www.itismaglie.itdavide.cammarota@istruzione.it

Esperienze di laboratorio “leggero” in aula

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Esperienze di laboratorio “leggero” in aula

Il contesto e le motivazioniDescrizione del sistemaEsempi di risultatiConclusioni

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Esperienze di laboratorio in aula – il contesto

III e IV classe di un Istituto Tecnico Industriale con indirizzo sperimentale (Indirizzo Tecnologico per l'industria e per il terziario avanzato)Discipline coinvolte

Elettronica digitale (3o anno)Elettronica analogica (4o anno)

Motivazioniincrementare l’interesse degli alunni integrare la lezione teorica con contenuti multimediali “dinamici” dal vivoridurre i tempi di apprendimento accrescere la qualità dell’apprendimento

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Esperienze di laboratorio in aula – il sistema

USB

CONNETTORE

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Esperienze di laboratorio in aula – la scheda K8061

Scheda Velleman K8061 – costo < 100 €

Le porte di ingresso/uscita usate sono:8 ingressi analogici, risoluzione 10 bit, 0..5/10 V

8 uscite analogiche, risoluzione 8 bit, 0..5/10 V

Connettore “custom” con funzioni di interfaccia

tra la scheda e il dispositivo sotto prova

Software in Python (GNU Open Source)linguaggio Python (http://www.python.org)

modulo Numpy (elaborazione numerica)

modulo Matplotlib (elaborazione grafica)

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I componenti sotto prova

Circuito di carica RC

Circuiti integrato logico

in tecnologia inverter CMOS

Diodi convenzionali al silicio

Diodi Zener

Diodi LED

Transistori bipolari al silicio BJT NPN

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La tecnica usata per la misura

Ciclo di misura

1. Imposta VDIN

2. Misura VRA e VRB

3. Calcola IDnext

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La tecnica usata per la misura – il codice

next

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La tecnica usata per la misura – il codice

next

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Alcuni risultati ottenuti - diodi a semiconduttore

Caratteristiche di diodiDiodi convenzionali al silicioDiodi ZenerDiodi LEDDiodi alta luminosità

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Alcuni risultati ottenuti - diodi a semiconduttore

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Alcuni risultati ottenuti – inverter CMOS

Caratteristica Vin/Vout Inverter CMOS HCF4049variazione della tensione di alimentazione in modo parametrico – via softwarecalcolo automatico di alcuni parametri (ad esempio tensioni VIH e VIL)

verifica delle diverse porte presenti su dispositivi multiporta (quadrupla NOT)

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Alcuni risultati ottenuti – inverter CMOS

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Alcuni risultati ottenuti – caratteristica uscita BJT NPN

Caratteristica BJT NPNvisualizzazione veloce misura semplificata di alcuni parametri (ad esempio hFE e VCESAT)

possibilità di studio delle variazioni dei parametri con il punto di lavoro

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Alcuni risultati ottenuti – caratteristica uscita BJT NPN

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Alcuni risultati ottenuti – caratteristica uscita BJT NPN

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Alcuni risultati ottenuti – caratteristica uscita BJT NPN

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Alcuni risultati ottenuti – carica di un condensatore

Studio del transitorio di carica di un condensatorecomparazione del grafico teorico/misurato verifica della costante di tempolimiti sulla temporizzazione/velocità del circuitoottimizzazione del software

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Alcuni risultati ottenuti – carica di un condensatore

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Esperienze di laboratorio “leggero” in aula - Conclusioni

E’ stato presentato un modo innovativo di usare le nuove tecnologie in aula per migliorare il processo di insegnamento/apprendimento in Elettronica.Il sistema presentato è low cost.Ci sono queste prospettive di sviluppo/estensione:

ampliamento dei circuiti/dispositivipiattaforma completamente Open Source

Dal sito http://lnx.satellitedidattico.it/k8061 è possibile scaricare il codice sorgente, gli schemi elettrici, queste slide e documentazione varia.

Grazie per l’attenzione