Tecnologie e Sistemi Elettronici per il Controllo Sistema Elettronico

Tecnologie e Sistemi Elettroniciper il ControlloSchema a blocchi sistema elettronico dicontrolloRichiami su segnali analogici e digitaliTecnologie elettroniche per SistemiElettronici ControlloCMOS e BCD (source(source: : Murari, ISSCC 2003)1 Ing. Sergio Saponara - Tecnologie eSistemi Elettronici per ControlloSistema ElettronicoSENSOREELABORATOREATTUATOREAMP~A / DELABORATOREDIGITALED / A~AMPSequenz.(M.S.F.)A.U.(R.C.)L.U.(R.C)MEM(RAM)REG.(F - F)I / O(M.S.F.)2 Ing. Sergio Saponara - Tecnologie eSistemi Elettronici per Controllo

Blocchi Fondamentali Sensore– Trasforma la grandezza fisica che si vuole acquisire in un segnaleelettrico (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 perfornire in uscita il segnale di pilotaggio dell’attuatore3 Ing. Sergio Saponara - Tecnologie eSistemi Elettronici per ControlloEsempi di SensoriTermistori e temocoppie• misura di temperaturaFoto diodi e foto transistori• misura di luceMateriali piezoelettrici e strain gauges• misura di forzaPotenziometri, sensori induttivi ….• misura di lunghezzaGeneratoritachimetrici, , accelerometri, …• misura di velocità e accelerazioneMicrofoni4 Ing. Sergio Saponara - Tecnologie eSistemi Elettronici per Controllo

Esempi di AttuatoriRiscaldatoriresistivi– per produrre caloreDiodi emettitori di luce, variatori di luce– per controllare la luminositàSolenoidi– per produrre forzeMotori elettrici– per produrre spostamentiAltoparlanti e trasduttori ultrasonici– per produrre suoni5 Ing. Sergio Saponara - Tecnologie eSistemi Elettronici per ControlloBlocchi BaseAMP= AmplificatoreFiltro= Elimina le frequenze inutili(filtro anti aliasing)A/D= Convertitore Analogico/DigitaleEl. Dig. = Elaboratore “Numerico”(opera su grandezze numerichee logiche)D/A= Convertitore Digitale/AnalogicoFiltro= Elimina le frequenze inutiliAMP= Amplificatore6 Ing. Sergio Saponara - Tecnologie eSistemi Elettronici per Controllo

Il mondo esterno è caratterizzato davariabili analogicheUn segnale analogico ha un’ampiezza che varia inmaniera continua nel tempoAmpiezza654321t7 Ing. Sergio Saponara - Tecnologie eSistemi Elettronici per ControlloSegnale campionato 1Viene “associato” il valore che il segnaleanalogico assume nell’istante di campionamentoAmpiezza654321T CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT Ct8 Ing. Sergio Saponara - Tecnologie eSistemi Elettronici per Controllo

Segnale campionato 2Viene “congelato” il valore che il segnaleanalogico assume a intervalli regolari di tempoAmpiezza654321T CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT Ct9 Ing. Sergio Saponara - Tecnologie eSistemi Elettronici per ControlloSegnale numerico 1Viene assegnato al segnale campionato il valorenumerico relativo all’intervallo di appartenenza654321AmpiezzaT CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT Ct10 Ing. Sergio Saponara - Tecnologie eSistemi Elettronici per Controllo

Segnale numerico 2Al segnale quantizzato si può associare il valorenumerico “codificato”654321Ampiezza2 4 5 4 2 1 0 2 4 6 5T CT CT CT CT CT CT CT CT CT CT Ct11 Ing. Sergio Saponara - Tecnologie eSistemi Elettronici per ControlloCodifica Un valore numerico può essere codificato in un numeroN di segnali digitali (e.g. N=3 in tabella)NumeroABC000010012011301041105111610171 0 012 Ing. Sergio Saponara - Tecnologie eSistemi Elettronici per Controllo

Segnale Digitale Particolare segnale numerico che può assumere solo due valori “0” ” e“1”– Al valore “0” si associa, per esempio, 0 V– Al valore “1” si associa, per esempio, 5 V10 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 00T ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST ST S13 Ing. Sergio Saponara - Tecnologie eSistemi Elettronici per ControlloSistema Elettronico di Controllo:Schema generale14 Ing. Sergio Saponara - Tecnologie eSistemi Elettronici per Controllo

Sistema Elettronico di Controllo:Esempio Engine Control Unit15 Ing. Sergio Saponara - Tecnologie eSistemi Elettronici per ControlloSistema Elettronico di Controllo:Esempio Intelligent Mirror in Car16 Ing. Sergio Saponara - Tecnologie eSistemi Elettronici per Controllo

17 Ing. Sergio Saponara - Tecnologie eSistemi Elettronici per ControlloTecnologie BCD (Bipolar(Bipolar-CMOS-DMOS)18 Ing. Sergio Saponara - Tecnologie eSistemi Elettronici per Controllo