Obiettivi Formativi

Fornire conoscenze approfondite delle numerose tipologie di dispositivi fisici utilizzati in diversi ambiti applicativi tecnologici. Ciò aiuterà lo studente di identificare i componenti fisici più adeguati alle specifiche esigenze di elaborazione conoscendone le proprietà fisiche e le caratteristiche tecnologiche.

Learning Goals

Providing in-depth knowledge of the several types of physical devices used in different technological application areas. This will help students to identify the most suitable physical components for specific processing needs, with clear knowledge on their physical properties and technological characteristics.

Metodi didattici

Il corso, al fine di raggiungere gli obiettivi formativi previsti, si svolge prevalentemente attraverso lezioni frontali. Sono inoltre previste esercitazioni in laboratorio ed in aula informatica, con lo scopo di stimolare l’approccio all’analisi critica del principio di funzionamento e delle caratteristiche dei dispositivi. Tutte le attività sono svolte mediante utilizzo di applicativi multimediali incluse le slide delle lezioni ed applet interattive.

Teaching Methods

The course, in order to achieve the expected objectives, mainly takes place through lectures in the classroom. There are also practical based lessons in the laboratory and in the computer room, with the aim of stimulating the approach for critical analyzing the working principle and features of devices. All activities are carried out with the support of multimedia applications including lecture slides and interactive applets.

Prerequisiti

Conoscenze di elettromagnetismo ed ottica applicate ai circuiti.

Prerequisites

Knowledge of electromagnetism and optics applied to circuits.

Verifiche dell'apprendimento

L'esame consiste in una prova orale incentrata sugli argomenti trattati durante il Corso. Essa ha il duplice scopo di verificare il livello di conoscenza e di comprensione dei contenuti del corso e di valutare l'autonomia di giudizio, la capacità di apprendimento, l'abilità comunicativa e proprietà di linguaggio scientifico e quindi valutare le facoltà logico-deduttive acquisite dallo studente. Durante lo svolgimento del corso è obbligatoria la stesura di almeno un report su argomenti/esempi trattati nelle attività pratiche, da consegnare al docente entro una settimana dall’esame orale. Il voto finale è espresso in trentesimi e tiene conto della qualità del/dei report e delle valutazioni ottenute durante la prova orale.

Assessment

The exam consists of an oral test on the course topics. It has the dual purpose of verifying the level of knowledge and understanding of the course contents and to evaluate the autonomy of judgment, the learning ability, the communicative ability and properties of scientific language and then evaluate the logical-deductive faculties acquired by the student. During the course, the student must write at least one report on topics addressed within practical activities, that must be delivered to the teacher at least one week before the oral test. The final grade is expressed out of thirty and takes into account the quality of the presented report and the evaluation obtained during the oral test.

Programma del Corso

DISPOSITIVI BASE Materiali conduttivi, semiconduttori e isolanti. Resistori, condensatori e induttori Diodi e transistor. Lampade ad incandescenza. Lampade a scarica di gas Lampade fluorescent. Diodi emettitori di luce. Fonti di raggi X. Laser. Sorgenti di luce di sincrotrone DISPOSITIVO COME ORIGINE DATI Sensori a stato solido di lunghezza d'onda visibile. Dispositivi fotoemissivi per raggi UV e raggi X. Sensori "termici" a infrarossi e sensori per la visione notturna DISPOSITIVO COME COMUNICAZIONE DATI: Fibre ottiche e Hollow Waveguides. Accoppiatori per lunghe distanze. Accoppiatori ottici come mezzo di isolamento elettronico. Connessioni fisiche: linee telefoniche, cavo coassiale e fibra ottica. Canali analogici in spazio libero: TV, radio, connessioni a microonde. Canali in spazio libero modulati digitalmente. La rete, il multiplexing e la compressione dei dati. DISPOSITIVO COME ARCHIVIAZIONE DATI: Dischi ottici. Dischi magnetici. Dischi a stato solido. Proprietà di RAM e ROM DISPOSITIVO COME VISUALIZZAZIONE DEI DATI Tubi a raggi catodici. Display a cristalli liquidi. Schermi al plasma. Dispositivi digitali a micro-specchi. Touch Screen Display Near-Eye, realtà aumentata e realtà virtuale. Display 3D stereoscopici, autostereoscopici e olografici DISPOSITIVO COME APPARECCHIO Il condizionatore d'aria. Forno a microonde. Rilevatori di fumo. Metal Detector per Aeroporti e Semafori. Scanner di codici a barre, codici di risposta rapida e lettori di identificazione a radiofrequenza. Posizionamento globale (GPS). Tecnologie di trasporto. Sensore di velocità. Ferrovia ad alta velocità ATTIVITÀ PRATICHE Utilizzo di RASPBERRY, MATLAB e SIMULINK per l'acquisizione, l'analisi e la simulazione di dati reali tramite sensori selezionati

Course Syllabus

CRUDE DEVICE Conducting, Semiconducting, and Insulating Materials Resistors, Capacitors, and Inductors. Diodes and Transistors. Incandescent Lamps. Gas Discharge. Lamps. Fluorescent Lamps. Light Emitting Diodes. X-Ray Sources. Lasers. Synchrotron Light Sources DEVICE AS A DATA SOURCE Solid-State Visible Wavelength Sensors Photoemissive Devices for UV and X-Rays. Infrared “Thermal” Sensors and Night Vision Sensors DEVICE AS A DATA COMMUNICATION Optical Fibers and Hollow Waveguides Couplers for Long Distances. Optical Couplers as a Means of Electronic Isolation. Physical Connections: Phone Lines, Coaxial Cable, and Fiber Optics Analog Free-Space Channels: TV, Radio, Microwave Connections. Digitally Modulated Free-Space Channels. The Network, Multiplexing, and Data Compression  DEVICE AS A DATA STORAGE Optical Disks. Magnetic Disks. Solid state Disks. Technical properties of RAM and ROM DEVICE AS A DATA VISUALIZATION Cathode Ray Tubes. Liquid Crystal. Displays. Plasma Displays. Digital Micro-Mirror Devices. Touch Screens. Near-Eye Displays, Augmented Reality, and Virtual Reality. Stereoscopic, Autostereoscopic, and Holographic 3D Displays DEVICE AS AN APPLIANCE The Air Conditioner. Microwave Ovens Smoke Detectors. Metal Detectors for Airports and Traffic Lights. Barcode Scanners, Quick Response Codes, and Radio-Frequency Identification Readers Global Positioning. Transportation. Technologies. Speed Radar Guns. High-Speed Rail PRACTICAL ACTIVITIES Use of RASPBERRY, MATLAB and SIMULINK for the acquisition, analysis, and simulation of real data by means of selected sensors