L’ELETTRONICA LA USO TUTTI I GIORNI, MA NON
SO COSA SIA
(addirittura la insegno … ma ne conosco solo una parte …)
Carla Vacchi
Ricercatore Universitario presso il Dipartimento di Elettronica
Attività:
 Ricerca (applicata)
 Docenza
…
OULINE CLASSICA
- Gli studi di Ingegneria
- Gli studi di elettronica all’Università di Pavia
- Dove trova lavoro, quanto guadagna un ingegnere
...
La solità pubblicità?
No!
OULINE
- Dove viene usata e perché viene usata dappertutto
(LA USO TUTTI I GIORNI ?!)
- Cosa è l’elettronica (la uso tutti i giorni, MA NON SO COSA SIA!)
- Ma COSA FA un ingegnere elettronico? (= quanto si annoia?)
- COSA SA un buon ingegnere elettronico? (= quanto bisogna studiare?)
- ESEMPIETTI (energia, apparati medicali, robot, giochi….)
LIVELLO DELLA PRESENTAZIONE
Precisi nella nomenclatura
nei numeri
nelle applicazioni
LICEO SCIENTIFICO
LIVELLO QUARK
SCUOLA MEDIA
DOMANDE
Niente formule
WIKIPEDIA:
Letteralmente, l'elettronica è la scienza e la tecnologia del controllo degli
elettroni. In pratica questo termine indica oggi l'insieme di conoscenze
pratiche e teoriche necessarie per progettare e realizzare apparati in
grado di elaborare grandezze fisiche, tradotte per mezzo di opportuni
dispositivi, servendosi di grandezze fisiche relative alla carica elettrica.
Le realizzazioni dell'elettronica sono dei circuiti elettronici costituiti da
componenti, attivi e passivi, collegati per mezzo di fili o tracciati
conduttivi, attraverso cui circolano correnti elettriche.
Elaborazione di informazione elettrica di bassa potenza mediante
dispositivi a semiconduttore, tubi a vuoto (valvole) …..
Ma anche …. propagazione del campo elettromagnetico in mezzi
dielettrici come aria (antenne, radar, Lidar), vetro o plastica (fibre
ottiche), generazione di luce coerente (laser) ……
ELETTRONICA / MICROELETTRONICA
(l’elettronica, LA USO TUTTI I GIORNI …..)
(MICRO)CIRCUITI PER COMPUTER &C, TELEFONINI,
LETTORI MP3, iPOD, MACCHINE FOTOGRAFICHE,
TELECAMERE, SCHEDE DI MEMORIA
GIOCHI ELETTRONICI
AUTOVEICOLI (MOTOVEICOLI)
(navigatore satellitare, “centralina”, telematica …)
ELETTRODOMESTICI
(televisore & C, lavatrice, caldaia, sistema allarme….)
ELETTRONICA / MICROELETTRONICA
STRUMENTAZIONE MEDICALE DI LABORATORIO o PER LA
PERSONA
STRUMENTAZIONE E CONTROLLO INDUSTRIALE
ROBOTICA
AEREI, STRUMENTAZIONE PER APPLICAZIONI SPAZIALI
Diodi Laser
MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems)
Bio-Chips
ELETTRONICA / MICROELETTRONICA
= SISTEMI (ELETTRONICI) COMPLICATI, CHE SPESSO
INTERAGISCONO CON ALTRI SISTEMI (MECCANICI, OTTICI,
BIOLOGICI, AMBIENTALI….)
Hard disk del PC = sistema elettronico che legge/scrive dati memorizzati sotto
forma di campo magnetico , ma deve anche far ruotare il disco!
Stampante: ricevo i dati da stampare, ma chi mette l’inchiostro su carta?
E come fa la mia macchina fotografica digitale a scrivere un’informazione
ottica (ciò che vedo) sotto forma di bit su una memoria?
Come funziona un microfono? E una cassa?
E il mio telefonino? E un pacemaker? E un ecografo? E un radar? E un laser?
ELETTRONICA / MICROELETTRONICA
= SISTEMI (ELETTRONICI) COMPLICATI, CHE SPESSO
INTERAGISCONO CON ALTRI SISTEMI (MECCANICI, OTTICI,
BIOLOGICI, AMBIENTALI….)
Saper applicare le conoscenze in modo trasversale
= saper pensare
Elettronica… ma non so cosa sia
ANTENNE
Trasmissione dell’informazione attraverso onde radio (fino a 1 GHz) e
microonde (lunghezza d’onda l da 0.3 m a 1 mm)
ANTENNE
Sono trasduttori: trasformano segnale elettrico in campo elettromagnetico
ANTENNE
Ogni antenna è caratterizzata da un diagramma di radiazione
(vale sia per la trasmissione sia per la ricezione)
APPLICAZIONI DELLE TELECOMUNICAZIONI
Trasmissioni terrestri e satellitari, telefoni cellulari, navigatori GPS,
sistemi radar, telerilevamento da satelliti
RADAR (RAdio Detection and Ranging)
Distanza = (tempo x velocità luce)/2
RADAR (RAdio Detection and Ranging)
Saper applicare le conoscenze in modo trasversale
LIDAR (Light Detection and Ranging)
SONAR (Sound Navigation and Ranging)
(onde acustiche)
LASER, FIBRE OTTICHE …. FOTONICA
Generazione, elaborazione, trasformazione dell’informazione nelle regioni:
infrarosso (l da 10-3 m a 7.8 x 10-7 m)
visibile (l da 7.8 a 3.8 x 10-7 m)
(UV: l si riduce fino a 6 x 10-10 m)
LASER
Light
Amplification by the
Stimulated
Emission of
Radiation
FIBRE OTTICHE
APPLICAZIONI DELLA FOTONICA
Comunicazioni in fibra ottica, strumentazione laser, applicazioni medicali
Celle solari, stampanti laser, mouse, puntatori laser, taglio, incisione….
ELETTRONICA/MICROELETTRONICA
Microchip per …. tutto……
CONSUMER: computer &C, telefoni, lettori MP3, iPOD, macchine
fotografiche, telecamere, schede di memoria, giochi elettronici, navigatori
satellitari, centralina automobile, televisore, videoregistratore, lavatrice,
caldaia, sistema di allarme
STRUMENTAZIONE MEDICALE DI LABORATORIO o PER LA
PERSONA
STRUMENTAZIONE E CONTROLLO INDUSTRIALE
ROBOTICA
AEREI, STRUMENTAZIONE PER APPLICAZIONI SPAZIALI
FOTONICA: Diodi Laser, Elettronica per LASER
MEMS Bio-Chips (nano elettronica)
ELETTRONICA/MICROELETTRONICA
Microchip per …. tutto……
+ sensori, trasduttori ed attuatori!
= trasformo grandezze fisiche in e da tensione e corrente
Antenne, Microfoni, Casse audio
Sensori di luce, motori
Diodi LED
Sensori di gas, pressione, temperatura, ultrasuoni, radiazioni,
Sensori di temperatura, di ultrasuoni, accelerometri, giroscopi…
ELETTRONICA/MICROELETTRONICA (digitale)
Elaboro correnti e tensioni e ricavo nuove informazioni
Esempio: Porta NOT =
in
0
1
VDD
out
1
0
in
In Elettronica è circuito costituito da due transistori
Ha necessità di una tensione di alimentazione VDD per poter funzionare
Segnale in ingresso = tensione 0 V (0)
Segnale in uscita = tensione VDD
(1)
in
oppure
Segnale in ingresso = tensione VDD (1)
Segnale in uscita = tensione 0
VDD
(0)
out
o
ELETTRONICA/MICROELETTRONICA
Perché microchip per tutto?
ELETTRONICA/MICROELETTRONICA
Legge di Moore
INGEGNERIA ELETTRONICA: COSA SI IMPARA ?
Matematica, Fisica, Chimica, Informatica
Elettronica e Microelettronica
Telecomunicazioni
Fotonica
Attività di Laboratorio!
CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA
ELETTRONICA E DELLE
TELECOMUNICAZIONI (3)
CURRICULUM ELETTRONICA
CURRICULUM TELECOMUNICAZIONI
CORSO DI LAUREA SPECIALISTICA
IN INGEGNERIA ELETTRONICA (+2)
INDIRIZZO ELETTROOTTICA
INDIRIZZO MICROELETTRONICA
INDIRIZZO TELECOMUNICAZIONI
CORSI DI DOTTORATO (+3)
INGEGNERIA ELETTRONICA, INFORMATICA ED ELETTRICA
MICROELETTRONICA
LE ANIME STORICHE DEL DIPARTIMENTO
ISTITUTO DI ELETTRONICA E
COMUNICAZIONI ELETTRICHE
+
ISTITUTO DI FISICA APPLICATA
RICERCA NELL’AMBITO DELLA MICROELETTRONICA,
STRUMENTAZIONE ELETTRONICA
TELECOMUNICAZIONI,
FOTONICA,
SORGENTI E STRUMENTAZIONE LASER …..
INGEGNERE ELETTRONICO: QUALE LAVORO?
Lavorerò???? Sì!!!! (se….)
Attività tecniche
Attività scientifiche e di ricerca
Attività gestionali :
gestione prodotto
gestione processo
gestione personale
Didattica
………
DOVE ?