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Insegnamenti a Scelta Circuiti e Sistemi Elettronici

Corso Ingegneria Elettrica ed Elettronica LM-28
Curriculum Circuiti e sistemi elettronici
Orientamento Orientamento unico
Anno Accademico 2022/2023

Modulo: Fondamenti chimici per la sensoristica

Corso Ingegneria Elettrica ed Elettronica LM-28
Curriculum Circuiti e sistemi elettronici
Orientamento Orientamento unico
Anno Accademico 2022/2023
Crediti 6
Settore Scientifico Disciplinare CHIM/07
Anno Secondo anno
Unità temporale Primo semestre
Ore aula 48
Attività formativa Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)

Canale unico

Docente ANDREA DONATO
Obiettivi Al termine del corso lo studente matura conoscenze di base per la comprensione e l'utilizzo di sensori e/o trasduttori. In particolare lo studente impara ad affrontare l'argomento da un punto di vista strutturale, enfatizzando gli elementi comuni delle diverse tipologie di sensori e la loro valutazione e caratterizzazione. Gli argomenti sono focalizzati evidenziando l'esigenza di un continuo sviluppo tecnologico, per soddisfare le crescenti richieste del mercato, per la realizzazione di “array” di sensori sempre più specifici e selettivi. L’attività didattica è quindi mirata anche ad illustrare i principi teorici delle nanotecnologie che sono alla base delle moderne tecniche di fabbricazione dei sensori.
Durante il corso sono evidenziate le diverse possibili applicazioni per i sensori:
a) Applicazioni ambientali per il monitoraggio dell’inquinamento;
b) Applicazioni sanitarie e nel campo biomedico (sensori chimici per la salute);
c) Applicazioni nell'industria automobilistica (controllo della miscela aria-carburante, gas di scarico, qualità dell’aria nell’abitacolo, ecc…), alimentare, nell'agricoltura e nelle biotecnologie.
Il corso prevede altresì una piccola parte sperimentale degli argomenti teorici, sarà infatti realizzato in laboratorio un sensore resistivo, attraverso preparazione e deposizione di ossidi metallici semiconduttori, e successiva caratterizzazione elettrica con l’utilizzo di scheda circuitale di Arduino. Questa attività sarà finalizzata per una migliore comprensione dei principi teorici studiati.

Conoscenza e comprensione: a seguito del superamento dell’esame, lo studente acquisisce le nozioni e i principi fondamentali che regolano il funzionamento dei sensori, per le diverse applicazioni.

Capacità di applicare conoscenze: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di analizzare le caratteristiche dei materiali conduttori, semiconduttori, isolanti e dei sistemi elettrochimici.

Autonomia di giudizio: per il superamento dell'esame lo studente deve rispondere autonomamente a domande teoriche, a risposta libera ed è quindi portato a sviluppare autonomia di giudizio sulla completezza e la correttezza delle risposte fornite.

Abilità comunicative: è in grado di illustrare i principi teorici che sono alla base del fenomeno illustrato.

Capacità di apprendimento: a seguito del superamento dell’esame, lo studente è in grado di apprendere in autonomia le problematiche connesse con il fenomeno osservato.

Modalità di accertamento e valutazione:
La modalità di esame e di valutazione consiste:
- in una prova orale, volta ad accertare la comprensione degli aspetti teorici delle problematiche chimico fisiche che regolano il comportamento dei materiali in genere e dei sistemi elettrochimici, voto massimo 30/30.
- Al fine del superamento dell’esame con votazione minima di 18 - 19 è necessario che le conoscenze / competenze possedute dallo studente sui principali argomenti del corso siano almeno ad un livello di nozioni elementari di base, conoscenza di base del linguaggio tecnico, sufficiente capacità interpretativa, sufficiente capacità di applicare le conoscenze di base acquisite;
- E’ attribuito invece un voto compreso fra 20 e 23 quando lo studente possegga conoscenza adeguata degli argomenti ma limitata padronanza degli stessi, soddisfacente proprietà di linguaggio, corretta capacità interpretativa, più che sufficiente capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;
- E’ attribuito un voto compreso fra 24 – 27 quando lo studente dimostri buona conoscenza degli argomenti con un buon grado di padronanza, buona proprietà di linguaggio, corretta e sicura capacità interpretativa, buona capacità di applicare in modo corretto la maggior parte delle conoscenze per risolvere i problemi proposti;
- E’ attribuito un voto compreso fra 28 – 30 quando lo studente dimostri conoscenza completa e approfondita degli argomenti, ottima proprietà di linguaggio, completa ed efficace capacità interpretativa, in grado di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;

- E’ attribuita la valutazione di 30 e lode quando lo studente possiede conoscenza completa, approfondita e critica degli argomenti, eccellente proprietà di linguaggio, completa ed originale capacità interpretativa, piena capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;
- E’ attribuita la valutazione di Insufficiente quando lo studente non possiede una conoscenza accettabile degli argomenti trattati durante il corso.


Programma Programma
Aspetti generali sui sensori: definizione e componenti. Materiali e metodi per la produzione di sensori chimici. I nanomateriali per la realizzazione dei sensori. Generalità. I nanomateriali metallici. La sintesi di nanoparticelle metalliche. La funzionalizzazione delle nanoparticelle. Applicazioni di nanoparticelle metalliche nei sensori chimici.
I Nanomateriali di carbonio. Struttura dei CNT. Sintesi di CNT. Reattività chimica e funzionalizzazione
Applicazioni CNTA nei sensori chimici. Le nanofibre di carbonio (CNF). Nanofibre polimeriche e inorganiche. Nanomateriali a semiconduttore. Sintesi e funzionalizzazione.
Sensori chimici basati su dispositivi elettronici a semiconduttore. La Teoria delle bande dei semiconduttori. Transistor ad effetto di campo in metallo-isolante-semiconduttore (MISFET). Sensori di ioni FED e loro applicazioni. Dispositivi elettrolita-isolante-semiconduttore (EIS). Sensori di pH FED. Sonde per gas basate su ISFET pH. ISFET coperti da membrana. Elettrodi di riferimento per sensori ISFET. Sensori di gas FED. Sensori di idrogeno FED. Sensori FED Metal Gate per altri gas. Semiconduttori organici come materiali sensibili al gas. Sensori di gas FED per semiconduttori organici. Meccanismo di risposta dei sensori di gas FED. Sensori di gas basati su diodi Schottky. Transistor ad effetto di campo basati su nanotubi di carbonio.
I sensori di gas resistivi (chemiresistori): Sensori di gas a ossido di metallo a semiconduttore. Il meccanismo di risposta al gas. La risposta all'umidità. La configurazione del sensore. La Sintesi e la deposizione di ossidi metallici. La fabbricazione di chemiresistori a ossido di metallo. La selettività e la sensibilità. I chemiresistori a base di materiali organici. Applicazioni di nanomateriali nei sensori di gas resistivi. Array di sensori di gas resistivi.
Metodi di trasduzione elettrochimica dinamica: Introduzione. Celle elettrochimiche nell'analisi amperometrica. La corrente elettrolitica e il suo significato analitico. Relazioni corrente-concentrazione La curva corrente-potenziale: selezione del potenziale di lavoro. Reazioni elettrochimiche irreversibili. Geometria del processo di diffusione. Elettrodi coperti da membrana. Processi non faradici. Origine delle correnti non faradiche. Il doppio strato elettrico all'interfaccia elettrodo/soluzione. La corrente di carica. Applicazioni della misurazione della capacità nei sensori chimici.
Applicazioni dei sensori chimici:
a) Applicazioni ambientali per il monitoraggio dell’inquinamento;
b) Applicazioni sanitarie e nel campo biomedico (sensori chimici per la salute);
c) Applicazioni nell'industria automobilistica (controllo della miscela aria-carburante, gas di scarico, qualità dell’aria nell’abitacolo, ecc…), alimentare, nell'agricoltura e nelle biotecnologie.
Parte pratica:
Realizzazione pratica di un sensore resistivo, attraverso preparazione e deposizione di ossidi metallici semiconduttori, e successiva caratterizzazione elettrica con l’utilizzo di scheda circuitale di Arduino.
Testi docente Testi/Bibliografia
Chemical Sensors and Biosensors: Fundamentals and Applications Florinel-Gabriel Bănică John Wiley & Sons (edition published 2012)
Erogazione tradizionale
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta No
Valutazione prova orale
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No

Ulteriori informazioni

Nessun materiale didattico inserito per questo insegnamento
Nessun avviso pubblicato
Nessuna lezione pubblicata
Codice insegnamento online pubblicato. Per visualizzarlo, autenticarsi in area riservata.

Modulo: Compatibilità elettromagnetica

Corso Ingegneria Elettrica ed Elettronica LM-28
Curriculum Circuiti e sistemi elettronici
Orientamento Orientamento unico
Anno Accademico 2022/2023
Crediti 6
Settore Scientifico Disciplinare ING-IND/31
Anno Secondo anno
Unità temporale Primo semestre
Ore aula 48
Attività formativa Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)

Canale unico

Docente GIOVANNI ANGIULLI
Obiettivi Obiettivi Formativi: La Compatibilità Elettromagnetica è la disciplina che studia le interazioni elettromagnetiche tra apparati e sistemi elettrici ed elettronici. Gli obiettivi fondamentali sono rivolti all' identificazione e simulazione delle sorgenti di disturbo che caratterizzano l'ambiente elettromagnetico in cui sono immersi i vari apparati, nella determinazione dei possibili accoppiamenti e delle interferenze prodotte, nell'individuazione dei dispositivi di protezione, nella definizione dei vincoli di progetto. Gli strumenti d'indagine sono basati sulla teoria dei campi elettromagnetici e dei circuiti elettrici. Tali conoscenze sono di fondamentale interesse per l'ingegnere elettronico.

Conoscenza e comprensione: A partire dal principio che un apparato elettrico o elettronico è compatibile con il proprio ambiente di lavoro se è capace di funzionare in modo soddisfacente senza generare o essere soggetto a disturbi intollerabili che ne pregiudichino il funzionamento lo studente dovrà aver acquisito le principali conoscenze di base relative ai concetti di disturbo, delle relative sorgenti, dei meccanismi che lo determinano, e infine delle tecniche e dei mezzi di protezione da utilizzare sulla sorgente di disturbo, sulla via di accoppiamento o sull'apparato perturbato per mitigarne gli effetti d'influenza.

Dall'insieme di queste conoscenze, le principali abilità acquisite dallo studente, in termini di capacità di applicare le conoscenze acquisite e di adottare con autonomia di giudizio l’opportuno approccio, consisteranno nella capacita' di individuare e classificare la tipologia di disturbo e di selezionare l'insieme delle tecniche più appropriata per risolvere uno specifico problema di Compatibilità Elettromagnetica.

L'esame consta in una prova orale accompagnata dalla discussione di un elaborato, corredato da una serie di codici realizzati in ambiente di programmazione Matlab, inerente ciascuno degli argomenti previsti nel programma dell'insegnamento.

L'elaborato ha lo scopo di accertare la capacità dello studente di applicare le conoscenze acquisite durante il corso alla risoluzione di problemi

La prova orale è volta ad accertare il livello di conoscenza e comprensione dei contenuti del corso, di valutare l'autonomia di giudizio, la capacità di apprendimento e le abilità comunicative. La prova orale consiste nella discussione della prova scritta, in domande e/o esercizi sui contenuti del corso.

Il voto finale delle prove di esame è determinato tenendo conto sia dell'elaborato che della prova orale.

Il voto finale delle prove di esame è determinato tenendo conto sia dell'elaborato che della prova orale. La griglia di valutazione adottata è definita come segue:

Se lo studente dimostrerà una conoscenza di base degli argomenti principali, una conoscenza di base del linguaggio tecnico, una sufficiente capacità interpretativa, una sufficiente capacità di applicare le conoscenze di base acquisite il punteggio conseguito sarà compreso tra 18 e 19;
Se lo studente dimostrerà una conoscenza adeguata degli argomenti ma limitata padronanza degli stessi, una soddisfacente proprietà di linguaggio, una corretta capacità interpretativa, una più che sufficiente capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti il punteggio conseguito sarà compreso tra 20 e 23;
Se lo studente dimostrerà una conoscenza degli argomenti con un buon grado di padronanza, una buona proprietà di linguaggio, una corretta e sicura capacità interpretativa, una buona capacità di applicare in modo corretto la maggior parte delle conoscenze per risolvere i problemi proposti il punteggio conseguito sarà compreso tra 24 e 27;
Se lo studente dimostrerà una conoscenza completa e approfondita degli argomenti, una ottima proprietà di linguaggio, una completa ed efficace capacità interpretativa e sarà in grado di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti il punteggio conseguito sarà compreso tra 28 e 30;
Il punteggio di 30 e lode sarà conseguito dallo studente capace di dimostrare una conoscenza completa, approfondita e critica degli argomenti, una eccellente proprietà di linguaggio, una completa ed originale capacità interpretativa e una piena capacità di applicare autonomamente le conoscenze per risolvere i problemi proposti;
Programma Prima Parte: Richiami sui seguenti argomenti: Linee di trasmissione: equazioni delle linee di trasmissione, circuiti a parametri distribuiti, parametri per unità di lunghezza, soluzione nel dominio del tempo (transitori). Antenne: guadagno di antenna, direttività, apertura efficace, fattore di antenna, antenne a larga banda per misure: biconiche e log-periodiche.

Seconda Parte: L'ambiente elettromagnetico: generazione e soppressione di transitori, presenza di elementi non lineari; Schermature: Efficienza di schermatura per campo vicino e campo lontano, schermi multistrato, schermi magnetici, schermi con aperture. Scariche elettrostatiche: Origine delle scariche elettrostatiche, effetti delle scariche elettrostatiche, tecniche di progettazione per mitigare gli effetti delle scariche elettrostatiche. Progetto di sistemi elettromagneticamente compatibili: Collegamenti a massa: terre e masse di segnale, collegamento a massa a punto comune e a punti multipli, percorsi di massa parassiti - Configurazione dei sistemi: contenitori dei sistemi, collocazione dei filtri di alimentazione, disposizione interna dei cavi e collocazione dei connettori, disaccoppiamento dei sottosistemi; Tecniche di prova e di misura: Misure di emissione a bassa ed alta frequenza ­ Disturbi condotti - Disturbi radiati - Prove di immunità; Effetti biologici dei campi elettromagnetici.
Testi docente Christopoulos, Christos. Principles and techniques of electromagnetic compatibility. CRC press, 2018.
Erogazione tradizionale
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta No
Valutazione prova orale
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No

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Nessuna lezione pubblicata
Codice insegnamento online non pubblicato

Modulo: Antenne

Corso Ingegneria Elettrica ed Elettronica LM-28
Curriculum Circuiti e sistemi elettronici
Orientamento Orientamento unico
Anno Accademico 2022/2023
Crediti 6
Settore Scientifico Disciplinare ING-INF/02
Anno Secondo anno
Unità temporale Primo semestre
Ore aula 48
Attività formativa Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)

Canale unico

Erogazione 1000611 ANTENNE E RADIOPROPAGAZIONE IN AMBIENTI COMPLESSI in Ingegneria Informatica e dei sistemi per le Telecomunicazioni LM-27 ISERNIA TOMMASO, BEVACQUA MARTINA TERESA
Docente Tommaso ISERNIA

Ulteriori informazioni

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Codice insegnamento online non pubblicato

Modulo: Embedded control systems

Corso Ingegneria Elettrica ed Elettronica LM-28
Curriculum Circuiti e sistemi elettronici
Orientamento Orientamento unico
Anno Accademico 2022/2023
Crediti 6
Settore Scientifico Disciplinare ING-INF/04
Anno Secondo anno
Unità temporale Primo semestre
Ore aula 48
Attività formativa Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)

Canale unico

Docente VALERIO SCORDAMAGLIA
Obiettivi N.D.
Programma N.D.
Testi docente N.D.
Erogazione tradizionale No
Erogazione a distanza No
Frequenza obbligatoria No
Valutazione prova scritta No
Valutazione prova orale No
Valutazione test attitudinale No
Valutazione progetto No
Valutazione tirocinio No
Valutazione in itinere No
Prova pratica No

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Segreteria studenti

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