Pierpaolo Dini
Ricercatore presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione
Settore scientifico disciplinare: Elettronica ING-INF/01
Insegnamento di Elettronica per I Veicoli (Modulo dell’insegnamento Elettronica e Telecomunicazioni per I Veicoli Cod. 1067I)
Link al portale UNIMAP
Link a sito personale https://www.linkedin.com/in/ing-pierpaolo-dini-phd-10319114a/
Elettronica dei Veicoli
Breve descrizione delle finalità del corso
Attualmente l’insegnamento di “Elettronica dei Veicoli” e suddiviso in due parti:
– 3CFU su Dispositivi Elettronici (Prof. Pennelli)
– 3CFU su Sistemi Elettronici di Bordo (Dini)
Riguardo alla seconda parte sui sistemi Elettronici di Bordo, l’obiettivo è di fornire una panoramica sulle funzioni svolte da sistemi elettronici nel contesto di un sistema meccatronico complesso qual è un Veicolo. Idealmente il corso segue la presentazione e suddivisione degli argomenti come riportato nella figura.
Partendo da brevi richiami di elettronica di base ed analisi di circuiti con amplificatore operazionale. Una prima parte degli argomenti riguarda la così detta di catena di acquisizione, costituita dai circuiti di condizionamento, filtri analogici e convertitori ADC (da analogico a digitale) e DAC (da digitale ad analogico).
La seconda parte di argomenti riguarda per l’appunto il dominio digitale, partendo da una breve introduzione al funzionamento dei sistemi a microcontrollore/microprocessore, il focus è sulle periferiche di comunicazione digitali e protocolli tipicamente usati in ambiente automotive (come il CAN-bus). Inoltre, si mostrerà tramite esercitazioni come utilizzare ambienti di sviluppo MBD (MATLAB/Simulink) per l’interazione tra sistemi embedded (Arduino) e ambiente di simulazione.
L’ultima parte di argomenti riguarda i sistemi elettronici di potenza ed azionamenti elettrici. Vengono presentati i concetti fondamentali della conversione di potenza ed i convertitori DC/DC, AC/DC attivi e con isolamento, ed Inverter. Inoltre, viene presentata l’architettura di azionamenti elettrico ed i principi di funzionamento delle macchine elettriche rotanti ad un grado di liberà (DC e sincroni). Questa parte di argomenti viene affiancata a sessioni di simulazione (ambiente Simulink/Simscape) per migliorare la comprensione.
Obiettivi formativi
– Saper impostare la scelta e dimensionamento di massima dei componenti necessari a migliorare la qualità delle misure provenienti da sensori e trasduttori e la loro digitalizzazione, in base a semplici specifiche tecniche.
– Dimostrare di aver compreso i concetti fondamentali sui sistemi digitali ed i protocolli di comunicazione tipicamente utilizzati in ambito automotive.
– Saper impostare il dimensionamento di convertitori elettronici e la loro regolazione.
Dimostrare di aver compreso i concetti fondamentali nella regolazione di macchine elettriche rotanti.
Modalità d’esame
L’esame consiste in una prova orale sugli argomenti del programma della durata indicativa di 30’ (totali tra domande su Dispositivi Elettronici e domande su Sistemi elettronici di Bordo). Durante la prova orale può essere richiesto di svolgere anche esercizi numerici sugli argomenti presentati nel corso.
Per la parte di Sistemi Elettronici di Bordo, su richiesta dello studente (dunque totalmente facoltativo) può essere concordata la traccia per un “progettino” con relazione tecnica finale (come, ad esempio, la realizzazione di un semplice azionamento e l’integrazione su Arduino dell’algoritmo di controllo della velocità angolare di un motore DC, con comando di velocità eventualmente trasferito sfruttando comunicazione su interfaccia digitale) che copre la maggior parte degli argomenti. Dunque, se il progettino risulta sufficiente si ottiene “esonero” e l’esame consisterà nella prova orale sulla parte di argomenti del Prof. Pennelli (Dispositivi elettronici).
Attività di Tesi
Possibili tesi per studenti della Laurea Magistrale in Ingegneria dei Veicoli sono orientate alla realizzazione di modelli matematici ed algoritmi di controllo e monitoraggio in sistemi meccatronici a bordo veicolo, come sistemi elettronici per la ricarica di batterie Li-on per veicoli elettrici ed ibridi, oppure sistemi di attuazione per la chiusura ed apertura automatizzata di portiere in veicoli di classe elevata. Le attività di tesi saranno comunque derivanti da attività di collaborazione con aziende (attualmente Marelli, MAGNA Mechatronics, VITESCO, Fincantieri) oppure all’interno di progetti europei (attualmente HiEFFICIENT).
