Esperienze di laboratorio “leggero” in aula Cesena 11/05/2007

Esperienze di laboratorio “leggero” in aula Il contesto e le motivazioni Descrizione del sistema Esempi di risultati Conclusioni

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)‏ Motivazioni incrementare l’interesse degli alunni integrare la lezione teorica con contenuti multimediali “dinamici” dal vivo ridurre i tempi di apprendimento accrescere la qualità dell’apprendimento

Esperienze di laboratorio in aula – il sistema USB CONNETTORE

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)‏

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

La tecnica usata per la misura Ciclo di misura Imposta VDIN Misura VRA e VRB Calcola ID next

La tecnica usata per la misura – il codice next

La tecnica usata per la misura – il codice next

Alcuni risultati ottenuti - diodi a semiconduttore Caratteristiche di diodi Diodi convenzionali al silicio Diodi Zener Diodi LED Diodi alta luminosità

Alcuni risultati ottenuti - diodi a semiconduttore

Alcuni risultati ottenuti – inverter CMOS Caratteristica Vin/Vout Inverter CMOS HCF4049 variazione della tensione di alimentazione in modo parametrico – via software calcolo automatico di alcuni parametri (ad esempio tensioni VIH e VIL)‏ verifica delle diverse porte presenti su dispositivi multiporta (quadrupla NOT)‏

Alcuni risultati ottenuti – inverter CMOS

Alcuni risultati ottenuti – caratteristica uscita BJT NPN Caratteristica BJT NPN visualizzazione veloce misura semplificata di alcuni parametri (ad esempio hFE e VCESAT)‏ possibilità di studio delle variazioni dei parametri con il punto di lavoro

Alcuni risultati ottenuti – caratteristica uscita BJT NPN

Alcuni risultati ottenuti – caratteristica uscita BJT NPN

Alcuni risultati ottenuti – caratteristica uscita BJT NPN

Alcuni risultati ottenuti – carica di un condensatore Studio del transitorio di carica di un condensatore comparazione del grafico teorico/misurato verifica della costante di tempo limiti sulla temporizzazione/velocità del circuito ottimizzazione del software

Alcuni risultati ottenuti – carica di un condensatore

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/dispositivi piattaforma 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