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Lezioni di laboratorio di elettronica – multipli e sottomultipli

Affinchè un sistema di unità di misure possa essere utilizzato deve offrire la possibilità di operare con multipli e sottomultipli delle unità che il sistema definisce.

Immaginate quanto scomodo possa diventare misurare la distanza tra Torino e New York in metri invece che in chilometri, oppure misurare la sezione di un filo elettrico in metri quadrati.

Il Sistema Internazionale è un sistema decimale e quindi multipli e sottomultipli equivalgono alle potenze di 10 per ciascuna unità di misura.

I fattori moltiplicativi possono essere:

  • potenze di 10 con esponente positivo ed in questo caso parliamo di multipli;
  • potenze di 10 con esponente negativo ed in questo caso parliamo di sottomultipli.

Usare potenze di 10 semplifica enormemente la scrittura e la lettura dei numeri, guardate l’esempio:

risulta estremamente scomodo scrivere:

[pmath size=16]0,000000000015 F[/pmath]

mentre scrivere:

[pmath size=16]15*10^-12 F~meglio~se~scriviamo~15 pF[/pmath]

La tabella mostra multipli e sottomultipli usati nel Sistema Internazionale. In evidenza (in rosso) quelli che vengono più frequentemente utilizzati in campo elettronico.

Preleva la tabella dei multipli e sottomultipli in formato PDF per poterla stampare ed allegare ai tuoi appunti.

Esempio

[pmath size=16]37 kg = 37*10^3 g = 37.000 g[/pmath]

[pmath size=16]0,003 V = 3*10^-3 V = 3 mV[/pmath]

[pmath size=16]0,000005 A = 5*10^-6 A = 5 mu A[/pmath]

Accade spesso che effettuando misurazioni o calcoli si trovino dei valori che non rientrano nei multipli e sottomultipli della tabella precedente, in questo caso bisognerà operare per farlo rientrare nella rappresentazione convenzionale, ciò potrà essere fatto sfruttando le proprietà delle potenze e ricordando che un numero non cambia se lo moltiplichiamo o lo dividiamo per una stessa quantità.

Esempio

[pmath size=16]0,00057 V = 57*10^-5 V = 57*10*(10^-5/10) = 570*10^-6 V = 570 mu V[/pmath]

[pmath size=16]27*10^7 Omega = 270*10^6 Omega = 270 M Omega[/pmath]
oppure
[pmath size=16]0,27*10^9 Omega = 0,27 G Omega[/pmath]

[pmath size=16]0,00009 A = 9*10^-5 A = 9*10*(10^-5/10) = 90*10^-6 A = 90 mu A[/pmath]

Lezioni di laboratorio di elettronica – come scrivere le unità di misura

Le unità di misura che dovrete utilizzare per esprimere grandezze elettriche, in generale fisiche, sono soggette a regole ben precise di scrittura che dovrete ricordare quando ad esempio durante la realizzazione delle relazioni di laboratorio. Queste le regole fondamentali:

  • le unità di misura devono essere scritte in stampatello minuscolo e prive di accenti;
  • i simboli dovranno essere scritti con il carattere iniziale in stampatello maiuscolo se derivano da nomi propri, minuscolo in tutti gli altri casi.

esempio:

N da Newton
J da Joule
Hz da Hertz
W da Watt

nt da nit (luminanza)
lx da lux (illuminamento)
lm da lumen (flusso luminoso)

  • i simboli delle unità di misura non vogliono il punto di abbreviazione, inoltre l’unità di misura va sempre scritta dopo il valore numerico.

Esempio:

5 W e non 5 W. oppure W 5

3 A e non 3 A. oppure A 3

Il simbolo della grandezza può anche sostituire la virgola dei decimali come ad esempio 5V5 per indicare ad esempio 5,5 Volt. (Grazie a Bartolomeo per la segnalazione – vedi commento al post).

Quando l’unità di misura è citata in un testo senza che questa sia accompagnata da un valore numerico allora deve essere scritta per esteso e in minuscolo.

Esempio:

la quantità di volt presenti all’ingresso del circuito…

e non

la quantità di V presenti all’ingresso del circuito…

Esistono inoltre delle unità di misura molto usate nell’elettronica non previste dal Sistema Internazionale di unità di misura (SI), ma accettate comunque da tutti, tra le più importanti:

  • unità di misura: decibel
    simbolo: dB
    misura del guadagno di potenza (vedremo più avanti il suo significato)
  • unità di misura: bit
    simbolo: bit
    unità di informazione

Lezioni di laboratorio di elettronica – come realizzare una relazione tecnica di laboratorio

Questa nota è indirizzata ai miei allievi di 3′.
Di seguito un sunto delle principali caratteristiche che deve avere una relazione tecnica di laboratorio.

Per il modello di relazione si faccia riferimento a quello da me realizzato che potete trovare seguendo il link.

La relazione tecnica

La relazione tecnica di solito rappresenta l’ultima fase di una attività di verifica, collaudo o ricerca guasti in un circuito elettronico o impianto elettrico, ma nella gran parte dei casi é il documento che certifica la correttezza del lavoro che é stato fatto.

Esempio.

Se siete un tecnico chiamato per il controllo su un impianto di antifurto, dovrete al termine del vostro lavoro, rilasciare una dichiarazione che dovrà riportare una serie di dati:

  • la data dell’intervento
  • il vostro nome
  • l’indirizzo presso cui è stato fatto il controllo
  • livello di carica delle batterie
  • stato dei sensori
  • valutazione generale dello stato dell’impianto
  • interventi da eseguire nel caso si riscontrano malfunzionamenti

Quindi la relazione tecnica serve per documentare ogni singola fase dell’intervento tecnico. Durante le attività di laboratorio svolte a scuola, la relazione potrà essere eseguita in modi diversi a seconda della materia e dello scopo, ma dovrà possedere alcune caratteristiche generali valide per tutti i tipi di relazioni tecniche

Caratteristica principale di una relazione:

una relazione non si realizza solo per se stessi,
ma soprattutto per farla leggere e comprendere ad altri.

Struttura della relazione

Intestazione

La relazione di laboratorio adottata a scuola per le esperienze di elettronica, misure elettroniche e sistemi, deve essere completata in ogni sua parte:

  • numero progressivo dell’esperienza
  • la data di inizio
  • la classe
  • il nome dell’allievo che ha realizzato l’esperienza

Inoltre deve sempre essere ben specificato il nome del laboratorio che si sta svolgendo e cosa ancor più importante scrive sinteticamente e con chiarezza l’oggetto della prova.

Schema elettrico

Per tutti i laboratori è previsto il montaggio di un circuito elettronico quindi nella sezione SCHEMA ELETTRICO si dovrà riportare con precisione il disegno elettrico e gli eventuali punti di misura. Il disegno elettrico dovrà essere realizzato con precisione, con matita rispettando le norme di rappresentazione grafica dei circuiti elettronici.

Elenco componenti

Lista di tutti i componenti elettrici/elettronici usati con loro valore, eventuale tolleranza dei componenti e tensione/corrente di lavoro.

Elenco strumenti

Lista di tutti gli strumenti utilizzati indicando marca modello e numero di serie in modo che sia ben evidenti le condizioni in cui sono state effettuate le misure.

Calcoli

I calcoli dovranno essere svolti mostrando tutti i passaggi matematici che conducono al risultato ed ogni risultato dovrà recare l’unità di misura tra parentesi quadre.

Tabelle

Tutti i valori misurati devono essere organizzati in tabelle e quando necessita anche in grafici secondo le indicazioni.

Le tabelle dovranno essere così realizzate:

  • ogni tabella deve contenere un titolo, possibilmente breve
  • ogni colonna deve essere munita di intestazione chiara, sintetica con unità di misura indicata tra parentesi quadre

Esempio:

Grafici

I grafici dovranno essere così realizzati:

Preparazione del grafico

  • scegliere il tipo di coordinate e la scala da usare
  • indicare le unità di misura

Disegno del grafico

  • riportare i dati sul diagramma
  • interpolare con una curva i punti del disegno
  • inserire una didascalia descrittiva del grafico

Esempio

Disegno topografico su breadboard

Quando necessario nella relazione dovrà essere realizzato anche il disegno del circuito su breadboard, in cui dovranno essere ben indicati i punti di connessione degli strumenti di misura. Tutti i componenti sono da disegnare in scala 1:1

Relazione

La relazione non può essere solo un elenco di numeri e grafici, ma bisogna dettagliare il procedimento seguito ed eventuali problematiche riscontrate nella realizzazione del circuito e durante le misure richiamando ove necessario concetti teorici.

E’ opportuno utilizzare un italiano corretto ed una terminologia tecnica appropriata e tutto ciò che si scrive deve essere prettamente tecnico, sono da evitare assolutamente frasi del tipo:

  • ho imparato molte cose
  • é stata una esperienza difficile
  • mi sono divertito

evitare l’uso della prima persona singolare o plurale:

  • ho collegato i componenti,
  • ho fatto le seguenti misure,
  • abbiamo costruito il circuito…

ma ricorrere ad una forma tecnica “impersonale”:

  • i componenti sono stati collegati,
  • le misure realizzate sono state…,
  • il montaggio del circuito é avvenuto secondo il procedimento…

quindi le regole fondamentali per scrivere una relazione tecnica sono:

  • bisogna essere brevi e esaurienti
  • riferirirsi strettamente all’oggetto della prova
  • scrive in italiano
  • usare un linguaggio tecnico appropriato

 

FidoCadJ Tutorial Video

Ho già parlato in passato di FidoCadJ, l’editor multipiattaforma per la progettazione elettronica, anche in questo anno scolastico utilizzerò questo utilissimo programma è sarà oggetto di lezione nelle prossime settimane. Per prendere familiarità con il software vi consiglio di guardare i video che seguono, tratti dal sito di riferimento da cui potrete anche prelevare il manuale di utilizzo.

Porte aperte alla robotica per lo sviluppo dell’istruzione tecnica e professionale

Il 4 e 5 novembre prossimo in occasione del convegno “Porte aperte alla robotica” verrà firmato il protocollo di intesa per lo sviluppo dell’istruzione tecnica e professionale nel campo della meccatronica e della robotica, tale protocollo è finalizzato alla promozione di attività di formazione, di qualificazione dell’aggiornamento docenti, dell’offerta formativa e della didattica, di incremento delle competenze territoriali indirizzate alla progettazione e realizzazione di prodotto nel settore della robotica industriale e di servizio.

Il convegno prevede la partecipazione di numerosi esperti del settore aziendale del mondo universitario e della scuola superio

Il 5 novembre dalle ore 14.45 alle ore 15.30 presso l’Aula Magna dell’ITIS Avogadro in Corso San Maurizio, 8 – Torino sarò relatore è parrlerò di: Attività di laboratorio e percorsi didattico-curricolari per l’istruzione professionale

Preleva il programma del convegno in formato PDF.