Autronica LEZIONE N 2 AUTRONICA 1 Apparati elettronici

Autronica LEZIONE N° 2 AUTRONICA 1

Apparati elettronici nella vita quotidiana • Sistemi elettronici nella vita quotidiana. – – – – – Apparecchi telefonici. Apparecchi radio. Televisione. Sistemi audio. Personal computer. Sistemi di controllo industriale. Sistemi di sicurezza su autovetture (e. g. ABS). Sistemi di iniezione e di accensione. Domotica …………………. AUTRONICA 2

Campi di Applicazione • • Sistemi Elettronici per l’Automobile Sistemi Elettronici per le Telecomunicazioni Sistemi Elettronici per il Consumer Sistemi Elettronici per i processi Industriali Sistemi Elettronici per l’automazione Sistemi Elettronici per la Medicina Sistemi Elettronici per l’Elaborazione (Office) AUTRONICA 3

Esempi di Sistemi Elettronici • Esempio 1: Ricevitore radio Antenna Altoparlante Sistema di elaborazione • Esempio 2 : Amplificatore audio Microfono Altoparlante Sistema di elaborazione AUTRONICA 4

Esempi di Sistemi Elettronici Esempio 3: Controllo specchietti in automobili AUTRONICA 5

Elettronica nell’auto: connessione distribuita di sistemi elettronici per acquisizione (smart sensor), elaborazione (ECU-Electronic Control Unit), attuazione (ACU-Actuator Control unit) AUTRONICA 6

Sistema Elettronico: Schema Generale SENSORE ELABORATORE ATTUATORE AMP ~ ~ ~ ELABORATO RE DIGITALE A/D D/A Sequenz. (M. S. F. ) A. U. (R. C. ) L. U. (R. C) MEM REG. (F - F) I/O (RAM, ROM) AUTRONICA ~ ~ ~ AMP 7

Blocchi Fondamentali • Sensore/trasduttore – Trasforma la grandezza fisica che si vuole acquisire in un segnale elettrico (tensione, corrente, variazione di resistenza, capacità, induttanza, etc. ) • Attuatore – Trasforma un segnale elettrico in una grandezza fisica di interesse (movimento, forza, luce, etc. ) • Sistema di elaborazione – esegue operazioni lineari e/o non lineari sul segnale d’ingresso per fornire in uscita il segnale di pilotaggio dell’attuatore AUTRONICA 8

Tipi di segnali • Ingressi – Natura dei sensori • In larga parte forniscono segnali analogici – Variazione di tensione, corrente – Variazione di resistenza, capacità, induttanza, …. • Segnali digitali di raggiunta posizioni • Uscite – Natura dell’attuatore • Segnali analogici – a frequenza variabile – ampiezza variabile • Segnali “ON” – “OFF” Digitali AUTRONICA 9

Sensori 1 • Termistori, termocoppie, termoresistenze • misura di temperatura • Foto diodi e foto transistori • misura di luce • Accelerometri e. g. MEMS (capacitivi) • misura di accellerazioni • Materiali piezoelettrici e strain gauges • misura di forza, deformazioni • Potenziometri, sensori induttivi …. • misura di lunghezza • Generatori tachimetrici, accelerometri, … • misura di velocità e accelerazione AUTRONICA 10

Sensori 2 • Antenne • Trasduzione onde elettromagnetiche • Magnetici (effetto Hall, magnetoresistivi) • misura di campo magnetico …………………. AUTRONICA 11

Attuatori • Riscaldatori resistivi – per produrre calore • Diodi emettitori di luce, variatori di luce – per controllare la luminosità • Solenoidi – per produrre forze • Motori elettrici – per produrre spostamenti • Altoparlanti e trasduttori ultrasonici – per produrre suoni AUTRONICA 12

Sistema di elaborazione • AMP • Filtro • • A/D = El. Dig. • • • D/A Filtro AMP = = Amplificatore Elimina le frequenze inutili (filtro anti aliasing – passa basso) Convertitore Analogico/Digitale = Elaboratore “Numerico” (opera su grandezze numeriche e logiche) = Convertitore Digitale/Analogico = Interpolatore (passa basso) = Amplificatore AUTRONICA 13

Tipi di Elaborazione • Elaborazioni lineari – – Amplificazione Somme e/o differenze di segnali Integrazione, derivazione Filtraggio • Elaborazioni non lineari – – – Conteggio di impulsi, temporizzazioni, … Prodotto, divisione, log, exp, . . … Codifica/decodifica, modulazioni/demodulazioni • Generazione di segnali sinusoidali, onde quadre, triangolari etc. AUTRONICA 14

Classificazione in funzione del tipo di ELABORAZIONE • Sistemi Elettronici ANALOGICI – Amplificazione – Interfaccia d’ingresso e d’uscita • scopo: processare e trasferire l’informazione fornita da un ingresso analogico con la minima DISTORSIONE • Sistemi Elettronici DIGITALI – Utilizza i dispositivi elettronici come interruttori – I segnali d’ingresso e d’uscita sono impulsivi • Scopo: processare e trasferire l’informazione fornita da un ingresso digitale con il minimo errore e la massima velocità • Sistemi Elettronici di POTENZA – Controllo e conversione dell’energia elettrica AUTRONICA 15

Tecnologie per Sistemi Elettronici di Controllo 16

Sistema Elettronico di Controllo: Esempio Engine Control Unit AUTRONICA 17

Sistema Elettronico di Controllo: Esempio Intelligent Mirror in Car AUTRONICA 18

AUTRONICA 19