ID:
504716
Durata (ore):
45
CFU:
6
SSD:
SISTEMI DI ELABORAZIONE DELLE INFORMAZIONI
Anno:
2024
Dati Generali
Periodo di attività
Secondo Semestre (03/03/2025 - 13/06/2025)
Syllabus
Obiettivi Formativi
L'obiettivo del corso è quello di fornire competenze e abilità sulle metodologie e tecnologie informatiche tipiche della gestione dei processi industriali. Al termine del corso, lo studente dovrà essere in grado di gestire l'interfacciamento del computer con diversi sistemi di controllo, di acquisire dati provenienti da sensori, di controllare attuatori industriali usuali e di implementare semplici filtraggi digitali sui segnali acquisiti.
Inoltre, durante il corso e in una sezione specifica, lo studente sarà introdotto ai sistemi embedded con una panoramica delle architetture informatiche tipiche impiegate in questo campo.
Inoltre, durante il corso e in una sezione specifica, lo studente sarà introdotto ai sistemi embedded con una panoramica delle architetture informatiche tipiche impiegate in questo campo.
Prerequisiti
Conoscenza generale di Calcolatori Elettronici, Elettronica, Reti Logiche, Meccatronica
Metodi didattici
Il corso è organizzato in lezioni frontali, dove verranno illustrate le caratteristiche delle interfaccia tra sistema di misura e microprocessore, del pilotaggio da microprocessore di motori in corrente continua e passo passo, dei protocolli di comunicazione su bus di campo e dell'architettura di un classico processore embedded come l'ARM7. Tra le lezioni e a conclusione del corso seguiranno esercitazioni dove verrà utilizzato l’approccio ‘problem solving’, mirate all’applicazione dei concetti teorici presentati a set di dati sperimentali e all’interpretazione/comprensione delle problematiche proposte da tipici processi che si incontrano nel mondo dell'automazione.
Verifica Apprendimento
La preparazione dello studente verrà valutata attraverso una prova scritta.
La prova scritta comporta l'interpretazione di un testo assembly ARM del quale dovrà essere identificata la funzionalità complessiva proprio al fine di rendere gli studenti in grado di comprendere brevi codici anche non scritti da loro e intervenire su di essi.
Un secondo esercizio riguarderà tecniche di acquisizione degli impulsi provenienti da microprocessori.
Un terzo quesito situazioni di comunicazioni dati in bus di campo.
Gli esercizi avranno caratteristiche simili a quelli affrontati nelle esercitazioni con alcune differenziazioni volte a sviluppare e ad affinare le capacità progettuali e critiche degli studenti.
La prova terminerà con alcune brevi domande che richiedono di identificare la ragione dei comportamenti di trasduttori, circuiti elettronici, tecniche di controllo e attuatori, bus di campo e architettura del processore ARM 7 visti a lezione con l'intento di favorire anziche' uno studio mnemonico, la comprensione dei meccanismi di base che possono poi costituire bagaglio conoscitivo prezioso anche in situazioni diverse da quelle viste a lezioni ma ugualmente frequenti nel mondo dell'automazione industriale.
La prova scritta comporta l'interpretazione di un testo assembly ARM del quale dovrà essere identificata la funzionalità complessiva proprio al fine di rendere gli studenti in grado di comprendere brevi codici anche non scritti da loro e intervenire su di essi.
Un secondo esercizio riguarderà tecniche di acquisizione degli impulsi provenienti da microprocessori.
Un terzo quesito situazioni di comunicazioni dati in bus di campo.
Gli esercizi avranno caratteristiche simili a quelli affrontati nelle esercitazioni con alcune differenziazioni volte a sviluppare e ad affinare le capacità progettuali e critiche degli studenti.
La prova terminerà con alcune brevi domande che richiedono di identificare la ragione dei comportamenti di trasduttori, circuiti elettronici, tecniche di controllo e attuatori, bus di campo e architettura del processore ARM 7 visti a lezione con l'intento di favorire anziche' uno studio mnemonico, la comprensione dei meccanismi di base che possono poi costituire bagaglio conoscitivo prezioso anche in situazioni diverse da quelle viste a lezioni ma ugualmente frequenti nel mondo dell'automazione industriale.
Testi
Wayne Wolf. Il computer come componenti. Morgan Kaufmann. Testo inglese di riferimento per i sistemi embedded.
Francesco Leporati. Slides del corso in inglese.
William Fornaciari, Carlo Brandolese. Sistemi Embedded. Pearson Prentice Hall (in lingua italiana).
Lorenzo Mezzalira. Informatica Industriale. Dispense adottate per il corso di analogia tenuto al Politecnico di Milano.
Testo di riferimento per l'interfacciamento digitale e analogico, le tecniche di comunicazione e i bus archiviati.)
Francesco Leporati. Slides del corso in inglese.
William Fornaciari, Carlo Brandolese. Sistemi Embedded. Pearson Prentice Hall (in lingua italiana).
Lorenzo Mezzalira. Informatica Industriale. Dispense adottate per il corso di analogia tenuto al Politecnico di Milano.
Testo di riferimento per l'interfacciamento digitale e analogico, le tecniche di comunicazione e i bus archiviati.)
Contenuti
Acquisizione dati
Interfacciamento digitale e rilevamento del segnale con livelli e bordi: pilotaggio di componenti digitali COTS (latch, buffer,
contatori). Filtraggio elettrico e algoritmico. Algoritmi e loro implementazione in C per l'acquisizione di segnali a impulsi, per l'interfacciamento di encoder ottici incrementali, per l'acquisizione di segnali angolari.
interfacciamento di encoder ottici incrementali, per il rilevamento della velocità angolare.
Emissione di impulsi e codici numerici dall'acquisizione di encoder assoluti.
Interfacciamento analogico
Catena di acquisizione dati, componenti commerciali ed esempi. Tecniche di trasduzione, multiplexing, conversione ADC. Cenni su linearizzazione, calibrazione e filtraggio numerico ARMA: filtri digitali a media mobile ed esponenziali.
Driver di motori
Motori DC e servomotori con interfacciamento hw/sw. Azionamento PWM e dispositivi a ponte H.
Interfacce di comunicazione
Introduzione alle comunicazioni parallele e seriali: sincronizzazione di bit, caratteri e messaggi. Codifica e modulazione in banda base.
modulazione. Esempi specifici con codici di alto livello relativi ai bus paralleli e seriali GPIB IEEE 488, RS232, RS485. Codice assembly per il pilotaggio del dispositivo USART ed esempio di codice C per la comunicazione seriale punto-punto.
Filtri numerici
Filtri passa-basso, passa-alto, passa-banda. Filtri IIR, FIR, autoregressivi a media mobile (ARMA).
Bus archiviati
Questioni generali sulle reti di comunicazione a bus di campo. Dettagli sui bus FIP e CAN.
Sistemi embedded
Architettura del processore ARM 7. Set di istruzioni. Accesso alla memoria ed esempi di codice assembly. Accesso alla memoria e gestione degli interrupt.
Tradotto con DeepL.com (versione gratuita)
Interfacciamento digitale e rilevamento del segnale con livelli e bordi: pilotaggio di componenti digitali COTS (latch, buffer,
contatori). Filtraggio elettrico e algoritmico. Algoritmi e loro implementazione in C per l'acquisizione di segnali a impulsi, per l'interfacciamento di encoder ottici incrementali, per l'acquisizione di segnali angolari.
interfacciamento di encoder ottici incrementali, per il rilevamento della velocità angolare.
Emissione di impulsi e codici numerici dall'acquisizione di encoder assoluti.
Interfacciamento analogico
Catena di acquisizione dati, componenti commerciali ed esempi. Tecniche di trasduzione, multiplexing, conversione ADC. Cenni su linearizzazione, calibrazione e filtraggio numerico ARMA: filtri digitali a media mobile ed esponenziali.
Driver di motori
Motori DC e servomotori con interfacciamento hw/sw. Azionamento PWM e dispositivi a ponte H.
Interfacce di comunicazione
Introduzione alle comunicazioni parallele e seriali: sincronizzazione di bit, caratteri e messaggi. Codifica e modulazione in banda base.
modulazione. Esempi specifici con codici di alto livello relativi ai bus paralleli e seriali GPIB IEEE 488, RS232, RS485. Codice assembly per il pilotaggio del dispositivo USART ed esempio di codice C per la comunicazione seriale punto-punto.
Filtri numerici
Filtri passa-basso, passa-alto, passa-banda. Filtri IIR, FIR, autoregressivi a media mobile (ARMA).
Bus archiviati
Questioni generali sulle reti di comunicazione a bus di campo. Dettagli sui bus FIP e CAN.
Sistemi embedded
Architettura del processore ARM 7. Set di istruzioni. Accesso alla memoria ed esempi di codice assembly. Accesso alla memoria e gestione degli interrupt.
Tradotto con DeepL.com (versione gratuita)
Lingua Insegnamento
INGLESE
Altre informazioni
E' possibile contattare il docente per spiegazioni scrivendo al suo indirizzo di posta elettronica.
Corsi
Corsi
COMPUTER ENGINEERING
Laurea Magistrale
2 anni
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