Corso di laurea: Mechatronics Engineering Programmazione didattica per l'A.A. 2022/2023

Corso di laurea: Mechatronics Engineering Programmazione per l'A.A. 2022/2023

Systems

Secondo anno

Primo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
8039823 - CONTROL OF MECHANICAL SYSTEMS (obiettivi) OBIETTIVI FORMATIVI: CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Capacità di comprendere articoli scientifici sul controllo di sistemi meccanici CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE Capacità di simulare in ambiente MATLAB Simulink sistemi meccanici controllati AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Capacità di giudicare la robustezza e le prestazioni di un sistema di controllo ABILITÀ COMUNICATIVE :Capacità di illustrare un progetto autonomo e di discutere le scelte progettuali CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: Capacità di comprendere ed apprendere un articolo scientifico sul controllo di sistemi meccanici - Erogato presso 8039823 CONTROL OF MECHANICAL SYSTEMS in Mechatronics Engineering LM-29 MARINO RICCARDO	9	ING-INF/04	90	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ENG
8039795 - ELECTRONICS OF IOT AND EMBEDDED SYSTEMS (obiettivi) Un primo obiettivo del corso è quello di fornire le competenze di base per quanto riguarda i componenti elettronici abilitanti per l'Internet of Things. Tale conoscenza di base sarà utile per assistere la progettazione architetturale, il dimensionamento e, in alcuni casi, la progettazione dettagliata dei link di comunicazione consentendo un'inclusione efficace dei nodi all'interno della rete. Un ulteriore obiettivo è l'introduzione delle problematiche relative all'uso e alla progettazione dei sistemi digitali embedded nei diversi settori della meccatronica, come la robotica, l'automazione ed il controllo. In questo ambito, partendo dal problema dell'acquisizione delle specifiche, si considereranno le tecniche per la simulazione mista sistema elettronico/sistema meccanico. Verranno introdotti gli strumenti per la progettazione hardware e software dei sistemi suindicati e le problematiche relative alla realizzazione del sistema, alla validazione ed al test. Lo studente quindi acquisirà tutti gli strumenti necessari per la gestione del flusso di progetto e manutenzione di un sistema elettronico embedded per applicazioni meccatroniche. ______________ A first objective of the course is to provide the basic competences regarding the enabling electronics components for the Internet of Things. Such a basic knowledge will be useful in assisting for the architectural design, sizing, and, in some cases , detailed design of communication links allowing an effective inclusion within the network. The course also aims at the introduction of the issues related to the use and design of digital embedded systems for the different sectors of mechatronics as: the robotics, the automation, and the control. Starting with the problems related to the definition of specifications, we will consider the techniques for the simulation of mixed electronic / mechanical system. We will introduce the tools for hardware and software design of the above systems and the issues relating to the implementation of the system, their validation and testing. The student will acquire all the necessary notions and tools for the management of design and maintenance flows of an embedded electronic system for mechatronic applications.
M-5519 - ELECTRONICS OF IOT (obiettivi) L'obiettivo fondamentale è l'acquisizione delle competenze necessarie per valutare sia l'operatività di interconnessioi radio che le caratteristiche delle antenne tipicamente usate nei dispositivi per IoT ENGLISH The key target is the acquisition of the analythical instruments that are necessary to evaluate both the radio link operation and the design strategy and properties of antennas to be operated within IoT - LONGHI PATRICK ETTORE (programma) Introduzione agli elementi radianti e ai loro parametri chiave. Budget di collegamento ideale e pratico. L'effetto del rumore nei ricevitori elettronici, nelle figure di merito e nei modelli matematici. G / T del ricevitore. Aspetti pratici dei sistemi RF IoT RFID Parametri chiave degli elementi radianti, guadagno, direttività, HPBW, valori nulli, diagramma di radiazione, polarizzazione, impedenza di ingresso. Alcuni casi pratici: la famiglia mono / di-pole, antenne microstrip, riflettore parabolico, wearables Introduzione ai sistemi ricetrasmettitori RF e ai componenti chiave (interruttori, HPA, LNA, mixer, generatori di frequenza) Dispense del docente. - ORENGO GIANCARLO (programma) Riepilogo di fondamenti di Elettronica Digitale: codifica digitale dell'informazione, binaria (virgola fissa e mobile), esadecimale e ASCII; operatori e principali circuiti logici, registri e memorie, dispositivi programmabili. Schede di prototipazione per IoT (Arduino, Rasberry), Systems on Chip (SoC), architettura di un microcontrollore, descrizione della scheda Arduino Uno. Linguaggi di programmazione (assembly, compilati, interpretati), struttura di un programma Arduino (librerie, setup, loop, funzioni, interrupt), elementi di programmazione in C (variabili, operazioni, cicli, istruzioni condizionate). Utilizzo di porte di I/O digitali e analogiche (conversione A/D, output PWM). Modalità di comunicazione seriale sincrona e asincrona, cablata (USB) e wireless con moduli Bluetooth, RF e WiFi. Controllo remoto di moduli elettronici (sensori, motori dc passo-passo e servo, display LED/LCD ecc) da dispositivi portatili (Windows, IoS), attraverso applicazioni sviluppate in Processing e Python, e mobili (Android), attraverso App sviluppate con piattaforma MIT App Inventor. Protocolli internet per controllo remoto di dispositivi attraverso moduli WiFi connessi come client o access point a piattaforme web controllate da dispositivi portatili e mobili. ------------------------- ENGLISH --------------------------------------- Summary of Digital Electronics: digital encoding of information, binary (fixed and floating point), hexadecimal and ASCII; operators and main logic circuits, registers and memories, programmable devices. Prototyping boards for IoT (Arduino, Rasberry), Systems on Chip (SoC), architecture of a microcontroller, description of the Arduino Uno board. Programming languages (assembly, compiled, interpreted), structure of an Arduino sketch (libraries, setups, loops, functions, interrupts), programming elements in C (variables, math and logical operations, cycles, conditional statements). Use of digital and analog I/O ports (A/D conversion, PWM output). Synchronous and asynchronous serial communication modes, wired (USB) and wireless with Bluetooth, RF and WiFi modules. Remote control of electronic modules (sensors, dc stepper and servo motors, LED/LCD displays etc.) from portable devices (Windows, IoS), through applications developed in Processing and Python, and mobile (Android), through Apps developed with the MIT App Inventor platform. Internet protocols for device remote control through WiFi modules connected as client or access points (APs) to web platforms controlled by portable and mobile devices. Dispense del docente.	6	ING-INF/01	60	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ENG
M-5520 - DESIGN OF EMBEDDED SYSTEMS FOR MECHATRONICS (obiettivi) Obiettivo del corso è quello di fornire le competenze di base per quanto riguarda i componenti elettronici abilitanti per l'Internet of Things (IoT). In particolare verranno introdotte le problematiche relative all'uso e alla progettazione dei sistemi digitali embedded nei diversi settori della meccatronica, come l'IoT, la robotica, l'automazione ed il controllo. In questo ambito, partendo dal problema dell'acquisizione delle specifiche, si considereranno le tecniche per la simulazione mista sistema elettronico/sistema meccanico. Verranno introdotti gli strumenti per la progettazione hardware e software dei sistemi suindicati e le problematiche relative alla realizzazione del sistema, alla validazione ed al test. Lo studente quindi acquisirà tutti gli strumenti necessari per la scelta degli algoritmi, la gestione del flusso di progetto e manutenzione di un sistema elettronico embedded per IoT. ENGLISH Objective of the course is to provide the basic competences regarding the enabling electronics components for the Internet of Things (IoT). The course also aims to introduce the issues related to the use and design of digital embedded systems for the different sectors of mechatronics as: IoT, robotics,automation, and control. Starting with the problems related to the definition of specifications, we will consider the techniques for the simulation of mixed electronic / mechanical system. We will introduce the tools for hardware and software design of the above systems and the issues relating to the implementation of the system, their validation and testing. The student will acquire all the necessary notions and tools for the algorithm selection, the management of the design and maintenanc of an embedded electronic system for IoT. - CARDARILLI GIAN CARLO (programma) • Introduzione all'Internet of Things (IoT) e ai sistemi embedded Trends della tecnologia nanoelettronica Cosa è l'IoT Esempi di applicazioni dell'IoT Impatti sociali dell'IoT Tecnologie abilitanti IoT e Wireless Sensor networks IoT e computing • Wireless and mobile communications Comunicazione nell'IoT Vincoli sulla comunicazione Communication protocols Realizzazione di sistemi di comunicazione Infrastrutture per IoT: cloud e big data • Sensori Introduzione ai sensori Tpi di sensori Interfacce sensori • Processamento a bassa potenza Consumo di potenza nei circuiti elettronici Tecniche per la riduzione dei consumi Consumi di potenza in circuiti per IoT Riduzione della potenza in circuiti ibridi Tecniche per l'energy harvesting • Applicazioni IoT e machine learning Tecniche di Machine Learning (ML) ML nei sistemi IoT Esempi di applicazioni • Attività future nel settore dell' IoT Scenari futuri per l'IoT Trends tecnologici per l'IoT Dispense a cura del docente e trasparenze utilizzate a lezione - DI NUNZIO LUCA	6	ING-INF/01	60	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ENG
8039927 - INTEGRATED SENSORS (obiettivi) Introdurre lo studente alle moderne tecnologie dei sensori integrati e delle loro applicazioni. Rendere lo studente in grado di valutare le prestazioni dei sensori e di progettare ed analizzare elementary circuiti d interfaccia per sensori. ENGLISH To introduce the students to the modern integrated sensors technologies and their applications. To provide the students with the concepts to evaluate the performance of sensors and to design and analyze simple interface electronic circuits for sensors. - Erogato presso 8039927 INTEGRATED SENSORS in Mechatronics Engineering LM-29 CATINI ALEXANDRO, DI NATALE CORRADO	9	ING-INF/01	90	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ENG

Secondo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
8039782 - CONTROL OF ELECTRICAL MACHINES (obiettivi) Il corso mira a fornire una esposizione unificata dei più importanti passi nei campi della modellazione matematica e del progetto di algoritmi di controllo e stima per macchine elettriche quali: • motori sincroni a magneti permanenti • motori stepper a magneti permanenti • motori sincroni con rotore alimentato • motori ad induzione • generatori sincroni. Importanti punti di forza del corso includono: la modellazione matematica attraverso equazioni differenziali non lineari, il richiamo dei concetti di stabilità e di teoria del controllo (non lineare) così come un’estesa discussione del progetto di controlli non lineari adattativi che incorporano algoritmi di stima dei parametri (importanti per le applicazioni). Applicazioni includono: controllo ad apprendimento di manipolatori robotici e cruise control e controllo d’assetto di veicoli elettrici. - VERRELLI CRISTIANO MARIA (programma) Modellazione matematica e progetto di algoritmi di controllo e stima per macchine elettriche: motori sincroni a magneti permanenti; motori stepper a magneti permanenti; motori ad induzione; generatori sincroni. I concetti di stabilità e la teoria di controllo non lineare sono anche richiamati. Caratteristiche importanti del corso includono: modellazione matematica attraverso equazioni differenziali non lineari, così come una estesa discussione di controlli (non lineari) adattativi che contengono algoritmi di stima dei parametri (cruciali nelle applicazioni). Applicazioni includono: algoritmi di apprendimento di robot e cruise & yaw rate control di veicoli elettrici. ENGLISH Mathematical modeling and design of estimation and control algorithms for electrical machines: permanent magnet synchronous motors; permanent magnet stepper motors; induction (asynchronous) motors; synchronous generators. The concepts of stability and nonlinear control theory are also recalled. Important features of the course include: mathematical modeling through nonlinear differential equations as well a wide-ranging discussion of (nonlinear) adaptive controls containing parameter estimation algorithms (crucial for applications). Applications include: learning control of robotic manipulators and cruise & yaw rate control of electrical vehicles. R. Marino, P. Tomei, C.M. Verrelli, Induction Motor Control Design, Springer, 2010. I più aggiornati lavori a rivista.	6	ING-INF/04	60	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ENG
8039787 - MEASUREMENT SYSTEMS FOR MECHATRONICS (obiettivi) Il corso mira a fornire due obiettivi complementari. Il primo è fornire le definizioni e nozioni fondamentali in campo metrologico con riferimento alla normatva GUM (Guide to the expression of uncertainty in measurement) e VIM (International Vocabulary of Metrology). Concetti come la modellizzazione dell'incertezza e la sua propagazione, la accuratezza e la precisione verranno proposte assieme allla descrizione delle procedure di taratura e calibrazione nel campo della valutazione delle performance e nella progettazione di sistemi di misura. Come secondo obiettivo, il corso mira a fornire strumenti per il trattamento di dati in forma di immagini ai fini di monitoraggio e controllo. A corredo si forniranno strumenti di base nell'utilizzo del software di programmazione Matlab. ENGLISH The first objective of the course is to provide fundamental definitions and notions in metrological fields with respect to the International guidelines, GUM (Guide to the expression of uncertainty in measurement) and VIM (International Vocabulary of Metrology). Concepts like uncertainty modelling and propagation, accuracy and precision, calibration and adjustment are investigated in the context of performing and/or designing measurement processes. A second objective relies on the ability to manage image data (static as well as videos) acquired through a specific measurement process used as monitoring/control. The third objective is to provide competences in the field of software-based analysis and simulation using Matlab. - MENCATTINI ARIANNA (programma) Concetti base della metrologia: risoluzione, accuratezza, precisione e ripetibilità e loro impatto su un sistema di misura basato su immagini. Introduzione al Processamento di Immagini, Applicazioni e problematiche. Metodi di rappresentazione di Immagini, modellizzazione di un'immagine a scala di grigi. Risoluzione in ampiezza e in spazio. Contrasto. Istogramma di un'immagine. Campionamento su una griglia (Sampling). Risoluzione di un'immagine. Problemi di saturazione e campionamento. Trasformata di Fourier nel processamento di immagini Schema di processamento digitale di un'immagine. Utilizzo di Matlab per l'image processing. Richiami di processi Aleatori. Ergodicità. Stazionarietà. Omoscedasticità ed eteroscedasticità. Rumore nelle immagini. Modellizzazione del rumore dipendente dal segnale. Algoritmi di stima della varianza del rumore. Correlazione statistica. Operatori puntuali nell'image processing. Istogramma. Aumento del contrasto nelle immagini. Operatori spaziali nel processamento di immagini. Filtri lineari e non lineari. Il filtro mediano per il rumore impulsivo. Filtri inversi e pseudo inversi. Il filtro di Wiener. Deconvoluzione. Algoritmi di deblurring. Edge detection. Applicazione di filtri gradiente, laplaciano e unsharp masking. I filtri di Gabor. Segmentazione: pixel based, edge based, region based, model based (Trasformata di Hough), segmentazione semantica. Operatori morfologici. Estrazione dei contorni. Operazione di Closing e Opening, elementi strutturali. Applicazione di classificatori al riconoscimento di oggetti e pattern nelle immagini. Tutti gli algoritmi vengono simulati in Matlab ed applicati ad immagini digitalizzate nel contesto della diagnostica per immagini, della caratterizzazione dei materiali, del cell tracking e analysis, dell’analisi dell’espressione facciale per applicazioni di human computer interface. -------------------------ENGLISH----------------------------------------------- Fundamentals of metrology. Basic definitions: resolution, accuracy, precision, reproducibility and their impact over an image based measurement system . Image processing introduction. Image representation. Spatial and pixel resolution. Image restoration. Deconvolution. Deblurring. Image quality assessment. Image enhancement. Image filtering for smoothing and sharpening. Image segmentation: pixel based (otsu method), edge based, region based (region growing), model based (active contour, Hough transform), semantic segmentation. Morphological operators. Object recognition and image classification. Case study: defects detection, object tracking in biology, computer assisted diagnosis, facial expression in human computer interface. Matlab exercises. Digital image processing, Gonzalez and Woods, Prentice Hall, New York, 2002. BiPM, I. E. C., IFCC, I., IUPAC, I., & ISO, O. (2012). The international vocabulary of metrology— basic and general concepts and associated terms (VIM). JCGM, 200, 2012.	6	ING-INF/07	60	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ENG
8039793 - INTERNSHIP (obiettivi) Acquisire le abilità pratiche necessarie per lo sviluppo e la validazione di progetti meccatronici. Acquire practical skills necessary for the development and validation of mechatronic projects.	6		-	-	-	-	Ulteriori attività formative (art.10, comma 5, lettera d)	ENG
8039794 - FINAL EXAM (obiettivi) Stimolare e verificare la capacità dello studente nell'applicare le competenze acquisite durante il corso di studi. Stimulate and verify the student's ability to apply the notions acquired in the Mechatronics Engineering courses.	12		-	-	-	-	Per la prova finale e la lingua straniera (art.10, comma 5, lettera c)	ENG

Electronics

Primo anno

Primo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
8039785 - ROBOT MECHANICS (obiettivi) Gli obiettivi del corso sono relativi alla modellazione ed agli algoritmi principali per l'analisi e la progettazione del funzionamento dei meccanismi robotici in termini di prestazioni meccaniche. Gli studenti impareranno come gestire i robot acquisendo abilità nell'analizzare e progettare robot per attività di manipolazione in applicazioni industriali e di servizio. - CECCARELLI MARCO (programma) Tipologie di robot ed applicazioni industriali e di servizio; componenti, caratteristiche tecniche e valutazione; analisi e valutazione dei moveminti manipolativi; tipologie di manipolatori; notazione di Denavit-Hartenberg; fondamenti di cinematica diretta; pianificazione delle traiettorie; fondamenti di statica e dinamica: modellazione, azioni, condizioni di equilibrio, equazioni di moto; fondamenti della regolazione e controllo del moto; tipi e funzionalità di gripper; meccanica della presa: modellazione, azioni, condizioni di equilibrio; robot di servizio mobili: strutture e funzionamento; robot ad architettura parallela; robot di servizio per applicazioni medicali: strutture e funzionamento; prearazione di relazioni di analisi di performance di un robot. M. Ceccarelli, Fundamentals of robotic manipulation, Kluwer/Springer R. D. KLAFTER - T. A. CHMIELEWSKI - M. NEGIN, Robotic Engineering: An Integrated Approach, Prentice-Hall. Appunti e articolio a cura del docente. - RUSSO MATTEO (programma) 1. Architettura e classificazione dei robot industriali e di servizio 1.1. Definizioni: catene cinematiche, giunti, mobilità 1.2. Analisi della manipolazione 1.3. Tipologie di manipolatori 2. Modellazione cinematica 2.1. Sistemi di riferimento 2.2. Notazione di Denavit-Hartenberg 2.3. Cinematica diretta 2.4. Cinematica inversa 2.5. Matrice Jacobiana e singolarità 2.6. Spazio operativo 2.7. Pianificazione delle traiettorie 3. Modellazione statica e dinamica 3.1. Condizioni di equilibrio 3.2. Equazioni del moto 3.3. Fondamenti di meccanica della presa 4. Architetture alternative 4.1. Metodi d’attuazione 4.2. Robot paralleli 4.3. Robot con componenti cedevoli 4.4. Robot soffici e continuum ------ ENG ------ 1. Architecture and classification of industrial and service robots 1.1. Definitions: kinematic chains, joints, mobility 1.2. Manipulation analysis 1.3. Types of manipulators 2. Kinematics 2.1. Reference frames 2.2. Denavit-Hartenberg notation 2.3. Forward kinematics 2.4. Inverse kinematics 2.5. Jacobian and singularities 2.6. Workspace 2.7. Path planning 3. Statics and dynamics 3.1. Equilibrium 3.2. Equation of motion 3.3. Grasp mechanics 4. Other designs 4.1. Actuation technologies 4.2. Parallel robots 4.3. Compliant robots 4.4. Soft and continuum robots M. Ceccarelli (2022). Fundamentals of Mechanics of Robotic Manipulation. Mechanism and Machine Science 112, Springer. L.-W. Tsai (1999). Robot analysis: the mechanics of serial and parallel manipulators. John Wiley & Sons. Appunti e articoli a cura del docente.	9	ING-IND/13	90	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ENG
8039781 - POWER ELECTRONICS AND ELECTRICAL DRIVES (obiettivi) Il corso di Power Electronics and Electrical Drives si propone di fornire una conoscenza dettagliata del comportamento dei principali circuiti di conversione dell’energia elettrica utilizzati, in particolare, per l’alimentazione degli azionamenti elettrici in corrente continua e alternata. Sono illustrate, inoltre, le principali strategie di controllo alcuni convertitori e per gli azionamenti in corrente continua. Particolare cura è dedicata all’acquisizione di competenze teorico-pratiche sulle applicazioni più attuali e richieste dalle industrie del settore. Durante il corso viene illustrato, attraverso diversi esempi, l’utilizzo di uno specifico ambiente software che permette la modellizzazione e la simulazione dei convertitori di potenza. Aim of the Power Electronics and Electrical Drives course is to provide a detailed knowledge about most common topologies of power electronics converters used, in particular, to supply DC and AC electrical drives. Different control strategies and design techniques are also illustrated with reference to both power converters and DC electrical drives. Particular care is devoted to the acquisition of practical competences as well. During the course, different simulations tools, in particular MATLAB/Simulink, are used to improve the understanding of the different topics. - BIFARETTI STEFANO (programma) SEMICONDUTTORI DI POTENZA Semiconduttori impiegati nei Convertitori statici (Diodi, BJT, MOSFET, IGBT, Tiristori, Componenti derivati dai Tiristori: GTO, GTC, IGCT, SiC, GaN). Caratteristiche statiche, Comportamento transitorio, Componenti particolari. Perdite in conduzione e in commutazione. Specifiche fornite dal Costruttore. Comportamento termico, Protezioni. Montaggi in serie ed in parallelo. Circuiti di pilotaggio. CONVERTITORI STATICI DI POTENZA Caratterizzazione dei Convertitori statici (Monodirezionali e Bidirezionali). Metodi di analisi dei Convertitori statici. Convertitori c.c.-c.c. (Chopper): Convertitori riduttori ed elevatori. Perdite dovute alle commutazioni. Riduzione delle perdite di commutazione. Modello average. Tecniche di modulazione. Controllo a catena aperta della tensione di uscita. Controllo in tensione e in corrente a catena chiusa. Convertitori bidirezionali a due quadranti ed a quattro quadranti. Struttura a ponte e a semiponte. Convertitori c.c.-c.a. (Inverter): Inverter realizzati con interruttori statici. Inverter a ponte e a semiponte. Inverter con uscita trifase. Riduzione del contenuto armonico della tensione di uscita. Variazione dell'ampiezza della tensione di uscita. Tecniche di modulazione. Convertitori c.a.-c.c.: Convertitori alimentati da rete monofase. Convertitori a semionda e ad onda intera con trasformatore a presa centrale. Convertitori a ponte totalmente controllato e semicontrollato. Convertitori alimentati da rete trifase. Convertitori bidirezionali. Effetti sulla rete di alimentazione. Fattore di potenza Generalizzato. Miglioramento del fattore di potenza. Convertitori connessi in serie. Convertitori c.a.-c.c. monofase e trifase a commutazione forzata connessi alla rete di alimentazione: topologie, controllo in tensione e in corrente. ELEMENTI DI AZIONAMENTI ELETTRICI Classificazione delle machine e degli azionamenti elettrici. Motori in corrente continua. Azionamenti in corrente continua. Controllo in coppia e in velocità. Progetto di azionamenti di posizione e di velocità. Trasduttori di posizione e velocità angolare. Resolver elettromagnetico. Encoder assoluto e incrementale. Esercitazioni sulla simulazione dei convertitori elettronici con l’ausilio di Matlab-Simulink/Simpowersystem. N. Mohan, T.M. Underland, W. P. Robbins, Power Electronics, 3rd edition, John Wiley & Sons. M.H. Rushid, Power Electronics Circuits, Devices and Applications, 4th edition, Pearson N. Mohan, Electric Machines and Drives: A First Course, John Wiley & Sons. - TERLIZZI CRISTIANA	9	ING-INF/01	90	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ENG
8039786 - INNOVATIVE MATERIALS WITH LABORATORY (obiettivi) Lo scopo del corso è fornire una rassegna dei materiali innovativi sviluppati e studiati negli ultimi anni per applicazioni nella meccanica, elettronica e meccatronica. Verranno considerate diverse tipologie di materiali e descritte con particolare attenzione alle tecniche di produzione, alle specifiche caratteristiche e applicazioni. Alcuni tra i materiali esaminati sono di fondamentale importanza per nuove tecnologie che stanno avendo una crescente importanza nella pratica industriale. La conoscenza dei materiali innovativi è strettamente connessa alla possibilità e capacità di progettare e realizzare nuovi prodotti. ENGLISH Aim of the course is to provide an overview of novel materials recently developed and investigated for applications in mechanics, electronics and mechatronics. Different types of materials are considered and described with particular attention to the preparation route, specific characteristics and applications. Some of them are of basic importance for new technologies gaining increasing attention in industrial practice. The knowledge of innovative materials is strictly connected to the possibility and capability of designing new products. - VARONE ALESSANDRA (programma) Fondamenti di metallurgia: difetti, reticoli, deformazione plastica. Prove meccaniche. Leghe amorfe: produzione e applicazioni di vetri metallici per dispositivi meccatronici. Leghe con struttura mista (nanocristallina and amorfa). Materiali con grano Ultrafine (UFG): caratteristiche microstrutturali e metodi di produzione. Materiali nanoporosi e mesoporosi: caratterizzazione strutturale e proprietà. Materiali intelligenti e funzionali. Variazione delle proprietà come risposta a stimoli esterni: termocromico, fotomeccanico. Conversione di energia: piezoelettrico, termoelettrico, fotoluminescenza. Materiali a cambiamento di fase. Materiali funzionalizzati; Metallurgia delle polveri. Manifattura additiva. Materiali compositi:proprietà, applicazioni e tecnologie produttive. --------------------------------------------------------- ENGLISH -------------------------------------------------------------------- Metallurgy Fundamentals: crystal structure, defects, plastic deformation. Mechanical tests. Amorphous alloys: production and applications of metallic glasses as mechatronic devices. Alloys with mixed structure (nanocrystalline and amorphous). Ultrafine grained (UFG) materials: microstructural features and production routes. Nanoporous and mesoporous materials: structural characterization and properties. Functional and Smart Materials. Property change as a response of external stimulus:thermochromic, photomechanical. Energy conversion: piezoelectric, thermoelectric, photoluminescent. Phase change materials . Functionally graded materials. Powder metallurgy, Additive Manufacturing Technologies. Advanced composite materials: properties, applications and their production routes. dispense dal docente - TATA MARIA ELISA (programma) Materiali porosi: schiume metalliche. Porosità aperta e chiusa (micro e macro). Classificazione in base alla dimensione e alla forma dei pori. Proprietà (suono, energia e assorbimento vibrazioni, comportamento a crash) e metodi di produzione. Applicazioni funzionali e strutturali: costruzioni leggere, automotive. Strutture metalliche a sandwich. ----------------------------------------------------------- ENGLISH ------------------------------------- Porous materials: metal foams, Open and closed porosity (micro and macro). Classification according to size and shape of the pores. Properties (sound, energy and vibration absorption, crash behavior) and production methods. Functional and structural applications: lightweight construction, automotive. Metal sandwich structures. dispense dal docente - COSTANZA GIROLAMO (programma) Materiali intelligenti e funzionali. Variazione delle proprietà come risposta a stimoli esterni: leghe a memoria di forma. Memoria di forma a una via e a due vie. Fissaggio della forma e training. ----------------------------------------------------- ENGLISH ------------------------------------------------------ Smart and functional materials. Properties changes with external stimuli: shape memory alloys. One way and two way shape memory effects. Shape setting and training. dispense dal docente	6	ING-IND/21	60	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ENG
- - OPTIONAL COURSES	6		60	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ENG

Secondo semestre

Insegnamento

CFU

SSD

Ore Lezione

Ore Eserc.

Ore Lab

Ore Studio

Attività

Lingua

8039166 - VLSI CIRCUIT AND SYSTEM DESIGN (obiettivi)

- DI NUNZIO LUCA (programma)

- SPANO' SERGIO

- MELINI VITTORIO (programma)

ING-INF/01

Attività formative caratterizzanti

ENG

8039791 - NANOTECHNOLOGY (obiettivi)

- AGRESTI ANTONIO (programma)

Primo modulo:

1) Introduzione alla nanotecnologia e alle proprietà del film sottile.
2) Deposizione di film sottili: l'importanza del vuoto e del plasma
3) Evaporazione termica: meccanismo di funzionamento, proprietà dei materiali, parametri di deposizione e applicazioni
4) DC e RF Sputtering: meccanismo di funzionamento, proprietà dei materiali, parametri di deposizione e applicazioni
5) Deposizione laser pulsata: meccanismo di funzionamento, proprietà del materiale, parametri di deposizione e applicazioni
6) Chemical Vapour Deposition: meccanismo di funzionamento, proprietà dei materiali, parametri di deposizione e applicazioni
7) Atomic Layer Deposition: meccanismo di funzionamento, proprietà dei materiali, parametri di deposizione e applicazioni
8) Solution Processing: spin coating, serigrafia; bladecoating, slot die coating
9) Procedure di patterning: fotolitografia e ablazione laser;
10) Introduzione alla cella solare Perovskite: meccanismo di funzionamento, proprietà dei materiali, tecniche di deposizione, processo di up-scaling ed applicazioni;
11) Integrazione del Fotovoltaico negli edifici;

Secondo modulo:

1) Introduzione alle tecniche di caratterizzazione;
2) Microscopia a scansione elettronica (strumentazione, elettroni secondari, backscattering, spettroscopia EDX, detector, SEM con controllo ambientale, risoluzione, SEM a contrasto magnetico, catodoluminescenza);
3) Microscopia a trasmissione elettronica (principio di funzionamento, strumentazione, risoluzione, TEM di campo chiaro e campo scuro, TEM ad alta risoluzione (HRTEM), TEM a scansione (STEM), spettroscopia a perdita di energia elettronica (EELS), esempi di applicazione TEM);
4)Microscopia a scansione di tunneling (STM) (principio di funzionamento, strumentazione, risoluzione);
5) Microscopia a forza atomica (AFM) (principio di funzionamento, strumentazione, risoluzione);
6) Microscopia Kelvin Probe (KPFM) (principio di funzionamento, strumentazione, risoluzione);
7) Richiami di Meccanica Quantistica (limiti della fisica classica, intro alla meccanica quantistica, formalismo matematico, equazione di Schrodinger, oscillatore armonico);
8) Septtroscopie di assobimento e fluorescenza (principio di funzionamento, strumentazione, risoluzione);
9) Spettroscopia Raman (principio di funzionamento, strumentazione, risoluzione, esperienza pratica di laboratorio).

- MATTEOCCI FABIO

ING-INF/01

Attività formative caratterizzanti

ENG

- - OPTIONAL COURSES

Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)

ENG

Gruppo opzionale: Electronics - Option 1: - (visualizza)

8039367 - FEEDBACK CONTROL SYSTEMS (obiettivi)

- VERRELLI CRISTIANO MARIA

ING-INF/04

Attività formative affini ed integrative

ITA

Secondo anno

Primo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
8039823 - CONTROL OF MECHANICAL SYSTEMS (obiettivi) OBIETTIVI FORMATIVI: CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Capacità di comprendere articoli scientifici sul controllo di sistemi meccanici CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE Capacità di simulare in ambiente MATLAB Simulink sistemi meccanici controllati AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Capacità di giudicare la robustezza e le prestazioni di un sistema di controllo ABILITÀ COMUNICATIVE :Capacità di illustrare un progetto autonomo e di discutere le scelte progettuali CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: Capacità di comprendere ed apprendere un articolo scientifico sul controllo di sistemi meccanici - MARINO RICCARDO (programma) Strumenti di controllo di base Sistemi stabili (ingressi limitati-uscite limitate). Teorema di assegnazione degli autovalori per sistemi controllabili ed osservabili: Osservatori di Luenberger per sistemi osservabili. Progetto di compensatori dinamici. Controllo integrale per rigettare disturbi costanti: controllo PID .Sistemi inversi per sistemi a fase minima. Combinazione di azioni di controllo feedback e feedforward: Strumenti avanzati di controllo Approssimazioni lineari attorno a condizioni operative. definizione di regione di attrazione per una condizione operativa. Compensatori dinamici con azione integrale per controllare un sistema non lineare attorno ad una condizione operativa: Equazioni matriciali di Liapunov per determinare funzioni di Liapunov quadratiche: Definizione di funzione di sensitività e sue proprietà. Il gruppo delle quattro funzioni di sensitività e loro uso nel valutare la robustezza di sistemi di controllo: la formula integrale di Bode. La parametrizzazione di Youla per il progetto di compensatori stabili. Filtri di Kalman, equazioni di Riccati e progetto di controlli robusti. Controllo di sistemi non lineari con molti ingressi ed uscite Il concetto di grado relativo. Controllo state feedback per la linearizzazione ingresso-uscita. Definizione di sistema non lineare inverso. Indici di disaccoppiamento per sistemi con molti ingressi e molte uscite. Definizione di matrice di disaccoppiamento. Controllo in retroazione dallo stato con la matrice pseudoinversa di Penrose. Studio di specifici casi di controllo di sistemi meccanici Controllo di biciclette, motociclette,autoveicoli, robot, velivoli K.J.Astrom, R.M.Murray, Feedback systems. Princeton University Press 2008 R.Marino, P.Tomei, Nonlinear Control Design. Prentice Hall, 1995	9	ING-INF/04	90	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ENG
8039795 - ELECTRONICS OF IOT AND EMBEDDED SYSTEMS (obiettivi) Un primo obiettivo del corso è quello di fornire le competenze di base per quanto riguarda i componenti elettronici abilitanti per l'Internet of Things. Tale conoscenza di base sarà utile per assistere la progettazione architetturale, il dimensionamento e, in alcuni casi, la progettazione dettagliata dei link di comunicazione consentendo un'inclusione efficace dei nodi all'interno della rete. Un ulteriore obiettivo è l'introduzione delle problematiche relative all'uso e alla progettazione dei sistemi digitali embedded nei diversi settori della meccatronica, come la robotica, l'automazione ed il controllo. In questo ambito, partendo dal problema dell'acquisizione delle specifiche, si considereranno le tecniche per la simulazione mista sistema elettronico/sistema meccanico. Verranno introdotti gli strumenti per la progettazione hardware e software dei sistemi suindicati e le problematiche relative alla realizzazione del sistema, alla validazione ed al test. Lo studente quindi acquisirà tutti gli strumenti necessari per la gestione del flusso di progetto e manutenzione di un sistema elettronico embedded per applicazioni meccatroniche. ______________ A first objective of the course is to provide the basic competences regarding the enabling electronics components for the Internet of Things. Such a basic knowledge will be useful in assisting for the architectural design, sizing, and, in some cases , detailed design of communication links allowing an effective inclusion within the network. The course also aims at the introduction of the issues related to the use and design of digital embedded systems for the different sectors of mechatronics as: the robotics, the automation, and the control. Starting with the problems related to the definition of specifications, we will consider the techniques for the simulation of mixed electronic / mechanical system. We will introduce the tools for hardware and software design of the above systems and the issues relating to the implementation of the system, their validation and testing. The student will acquire all the necessary notions and tools for the management of design and maintenance flows of an embedded electronic system for mechatronic applications.
M-5519 - ELECTRONICS OF IOT (obiettivi) L'obiettivo fondamentale è l'acquisizione delle competenze necessarie per valutare sia l'operatività di interconnessioi radio che le caratteristiche delle antenne tipicamente usate nei dispositivi per IoT ENGLISH The key target is the acquisition of the analythical instruments that are necessary to evaluate both the radio link operation and the design strategy and properties of antennas to be operated within IoT - Erogato presso M-5519 ELECTRONICS OF IOT in Mechatronics Engineering LM-29 LONGHI PATRICK ETTORE, ORENGO GIANCARLO	6	ING-INF/01	60	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ENG
M-5520 - DESIGN OF EMBEDDED SYSTEMS FOR MECHATRONICS (obiettivi) Obiettivo del corso è quello di fornire le competenze di base per quanto riguarda i componenti elettronici abilitanti per l'Internet of Things (IoT). In particolare verranno introdotte le problematiche relative all'uso e alla progettazione dei sistemi digitali embedded nei diversi settori della meccatronica, come l'IoT, la robotica, l'automazione ed il controllo. In questo ambito, partendo dal problema dell'acquisizione delle specifiche, si considereranno le tecniche per la simulazione mista sistema elettronico/sistema meccanico. Verranno introdotti gli strumenti per la progettazione hardware e software dei sistemi suindicati e le problematiche relative alla realizzazione del sistema, alla validazione ed al test. Lo studente quindi acquisirà tutti gli strumenti necessari per la scelta degli algoritmi, la gestione del flusso di progetto e manutenzione di un sistema elettronico embedded per IoT. ENGLISH Objective of the course is to provide the basic competences regarding the enabling electronics components for the Internet of Things (IoT). The course also aims to introduce the issues related to the use and design of digital embedded systems for the different sectors of mechatronics as: IoT, robotics,automation, and control. Starting with the problems related to the definition of specifications, we will consider the techniques for the simulation of mixed electronic / mechanical system. We will introduce the tools for hardware and software design of the above systems and the issues relating to the implementation of the system, their validation and testing. The student will acquire all the necessary notions and tools for the algorithm selection, the management of the design and maintenanc of an embedded electronic system for IoT. - Erogato presso M-5520 DESIGN OF EMBEDDED SYSTEMS FOR MECHATRONICS in Mechatronics Engineering LM-29 CARDARILLI GIAN CARLO, DI NUNZIO LUCA	6	ING-INF/01	60	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ENG
8039927 - INTEGRATED SENSORS (obiettivi) Introdurre lo studente alle moderne tecnologie dei sensori integrati e delle loro applicazioni. Rendere lo studente in grado di valutare le prestazioni dei sensori e di progettare ed analizzare elementary circuiti d interfaccia per sensori. ENGLISH To introduce the students to the modern integrated sensors technologies and their applications. To provide the students with the concepts to evaluate the performance of sensors and to design and analyze simple interface electronic circuits for sensors. - CATINI ALEXANDRO (programma) Catini (6 CFU) sensori di temperatura: termistori, sensori integrati, termocoppie; sensori meccanici: Strain gauges; Introduzione ai MEMS: accelerometro, giroscopio, sensori di pressione e flusso; tecnologie di fabbricazione; Sensori di campo magnetico; sensori ottici; fotodiodi e sensori di immagine; sensori per infrarosso; circuiti di interfaccia per sensori resistivi e capacitivi ----- ENGLISH ----- Catini (6 CFU) Temperature sensors: thermistors, integrated sensors, thermocouples; mechanic sensors: Strain gauges: Indtroduction to MEMS: accelerometer, gyroscope, pressure and flow sensors; Magnetic sensors; Optical sensors: photodiodes and image sensors; infrared sensors; interface circuits for resistive and capacitive sensors. Dispense fornite dai docenti e lucidi delle lezioni - DI NATALE CORRADO (programma) Di Natale (3 CFU) Proprietà elettroniche dei materiali ; semiconduttori; caratteristiche generali dei sensori: sensibilità e risoluzione. ------ ENGLISH ------ Electronic properties of materials: semiconductors. General properties of sensors; sensitivity and resolution. Dispense fornite dal docente e lucidi delle lezioni	9	ING-INF/01	90	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ENG

Secondo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
8039787 - MEASUREMENT SYSTEMS FOR MECHATRONICS (obiettivi) Il corso mira a fornire due obiettivi complementari. Il primo è fornire le definizioni e nozioni fondamentali in campo metrologico con riferimento alla normatva GUM (Guide to the expression of uncertainty in measurement) e VIM (International Vocabulary of Metrology). Concetti come la modellizzazione dell'incertezza e la sua propagazione, la accuratezza e la precisione verranno proposte assieme allla descrizione delle procedure di taratura e calibrazione nel campo della valutazione delle performance e nella progettazione di sistemi di misura. Come secondo obiettivo, il corso mira a fornire strumenti per il trattamento di dati in forma di immagini ai fini di monitoraggio e controllo. A corredo si forniranno strumenti di base nell'utilizzo del software di programmazione Matlab. ENGLISH The first objective of the course is to provide fundamental definitions and notions in metrological fields with respect to the International guidelines, GUM (Guide to the expression of uncertainty in measurement) and VIM (International Vocabulary of Metrology). Concepts like uncertainty modelling and propagation, accuracy and precision, calibration and adjustment are investigated in the context of performing and/or designing measurement processes. A second objective relies on the ability to manage image data (static as well as videos) acquired through a specific measurement process used as monitoring/control. The third objective is to provide competences in the field of software-based analysis and simulation using Matlab. - MENCATTINI ARIANNA (programma) Concetti base della metrologia: risoluzione, accuratezza, precisione e ripetibilità e loro impatto su un sistema di misura basato su immagini. Introduzione al Processamento di Immagini, Applicazioni e problematiche. Metodi di rappresentazione di Immagini, modellizzazione di un'immagine a scala di grigi. Risoluzione in ampiezza e in spazio. Contrasto. Istogramma di un'immagine. Campionamento su una griglia (Sampling). Risoluzione di un'immagine. Problemi di saturazione e campionamento. Trasformata di Fourier nel processamento di immagini Schema di processamento digitale di un'immagine. Utilizzo di Matlab per l'image processing. Richiami di processi Aleatori. Ergodicità. Stazionarietà. Omoscedasticità ed eteroscedasticità. Rumore nelle immagini. Modellizzazione del rumore dipendente dal segnale. Algoritmi di stima della varianza del rumore. Correlazione statistica. Operatori puntuali nell'image processing. Istogramma. Aumento del contrasto nelle immagini. Operatori spaziali nel processamento di immagini. Filtri lineari e non lineari. Il filtro mediano per il rumore impulsivo. Filtri inversi e pseudo inversi. Il filtro di Wiener. Deconvoluzione. Algoritmi di deblurring. Edge detection. Applicazione di filtri gradiente, laplaciano e unsharp masking. I filtri di Gabor. Segmentazione: pixel based, edge based, region based, model based (Trasformata di Hough), segmentazione semantica. Operatori morfologici. Estrazione dei contorni. Operazione di Closing e Opening, elementi strutturali. Applicazione di classificatori al riconoscimento di oggetti e pattern nelle immagini. Tutti gli algoritmi vengono simulati in Matlab ed applicati ad immagini digitalizzate nel contesto della diagnostica per immagini, della caratterizzazione dei materiali, del cell tracking e analysis, dell’analisi dell’espressione facciale per applicazioni di human computer interface. -------------------------ENGLISH----------------------------------------------- Fundamentals of metrology. Basic definitions: resolution, accuracy, precision, reproducibility and their impact over an image based measurement system . Image processing introduction. Image representation. Spatial and pixel resolution. Image restoration. Deconvolution. Deblurring. Image quality assessment. Image enhancement. Image filtering for smoothing and sharpening. Image segmentation: pixel based (otsu method), edge based, region based (region growing), model based (active contour, Hough transform), semantic segmentation. Morphological operators. Object recognition and image classification. Case study: defects detection, object tracking in biology, computer assisted diagnosis, facial expression in human computer interface. Matlab exercises. Digital image processing, Gonzalez and Woods, Prentice Hall, New York, 2002. BiPM, I. E. C., IFCC, I., IUPAC, I., & ISO, O. (2012). The international vocabulary of metrology— basic and general concepts and associated terms (VIM). JCGM, 200, 2012.	6	ING-INF/07	60	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ENG
- - OPTIONAL COURSES	6		60	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ENG
8039793 - INTERNSHIP (obiettivi) Acquisire le abilità pratiche necessarie per lo sviluppo e la validazione di progetti meccatronici. Acquire practical skills necessary for the development and validation of mechatronic projects.	6		-	-	-	-	Ulteriori attività formative (art.10, comma 5, lettera d)	ENG
8039794 - FINAL EXAM (obiettivi) Stimolare e verificare la capacità dello studente nell'applicare le competenze acquisite durante il corso di studi. Stimulate and verify the student's ability to apply the notions acquired in the Mechatronics Engineering courses.	12		-	-	-	-	Per la prova finale e la lingua straniera (art.10, comma 5, lettera c)	ENG

Insegnamenti extracurriculari: (nascondi)

80300061 - DIGITAL ELECTRONICS

- Erogato presso 8037956 DIGITAL ELECTRONICS in Engineering Sciences L-9 RE MARCO

ING-INF/01

ENG

Insegnamenti extracurriculari: (nascondi)

80300060 - ANALOGUE ELECTRONICS - Erogato presso 8037954 ANALOGUE ELECTRONICS in Engineering Sciences L-9 GIOFRE' ROCCO	6	ING-INF/01	60	-	-	-		ENG
80300103 - ELECTRONIC INTERFACES - FALCONI CHRISTIAN	6	ING-INF/01	60	-	-	-		ENG

Mechanics

Secondo anno

Primo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
8039823 - CONTROL OF MECHANICAL SYSTEMS (obiettivi) OBIETTIVI FORMATIVI: CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Capacità di comprendere articoli scientifici sul controllo di sistemi meccanici CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE Capacità di simulare in ambiente MATLAB Simulink sistemi meccanici controllati AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Capacità di giudicare la robustezza e le prestazioni di un sistema di controllo ABILITÀ COMUNICATIVE :Capacità di illustrare un progetto autonomo e di discutere le scelte progettuali CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: Capacità di comprendere ed apprendere un articolo scientifico sul controllo di sistemi meccanici - Erogato presso 8039823 CONTROL OF MECHANICAL SYSTEMS in Mechatronics Engineering LM-29 MARINO RICCARDO	9	ING-INF/04	90	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ENG
8039795 - ELECTRONICS OF IOT AND EMBEDDED SYSTEMS (obiettivi) Un primo obiettivo del corso è quello di fornire le competenze di base per quanto riguarda i componenti elettronici abilitanti per l'Internet of Things. Tale conoscenza di base sarà utile per assistere la progettazione architetturale, il dimensionamento e, in alcuni casi, la progettazione dettagliata dei link di comunicazione consentendo un'inclusione efficace dei nodi all'interno della rete. Un ulteriore obiettivo è l'introduzione delle problematiche relative all'uso e alla progettazione dei sistemi digitali embedded nei diversi settori della meccatronica, come la robotica, l'automazione ed il controllo. In questo ambito, partendo dal problema dell'acquisizione delle specifiche, si considereranno le tecniche per la simulazione mista sistema elettronico/sistema meccanico. Verranno introdotti gli strumenti per la progettazione hardware e software dei sistemi suindicati e le problematiche relative alla realizzazione del sistema, alla validazione ed al test. Lo studente quindi acquisirà tutti gli strumenti necessari per la gestione del flusso di progetto e manutenzione di un sistema elettronico embedded per applicazioni meccatroniche. ______________ A first objective of the course is to provide the basic competences regarding the enabling electronics components for the Internet of Things. Such a basic knowledge will be useful in assisting for the architectural design, sizing, and, in some cases , detailed design of communication links allowing an effective inclusion within the network. The course also aims at the introduction of the issues related to the use and design of digital embedded systems for the different sectors of mechatronics as: the robotics, the automation, and the control. Starting with the problems related to the definition of specifications, we will consider the techniques for the simulation of mixed electronic / mechanical system. We will introduce the tools for hardware and software design of the above systems and the issues relating to the implementation of the system, their validation and testing. The student will acquire all the necessary notions and tools for the management of design and maintenance flows of an embedded electronic system for mechatronic applications.
M-5519 - ELECTRONICS OF IOT (obiettivi) L'obiettivo fondamentale è l'acquisizione delle competenze necessarie per valutare sia l'operatività di interconnessioi radio che le caratteristiche delle antenne tipicamente usate nei dispositivi per IoT ENGLISH The key target is the acquisition of the analythical instruments that are necessary to evaluate both the radio link operation and the design strategy and properties of antennas to be operated within IoT - Erogato presso M-5519 ELECTRONICS OF IOT in Mechatronics Engineering LM-29 LONGHI PATRICK ETTORE, ORENGO GIANCARLO	6	ING-INF/01	60	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ENG
M-5520 - DESIGN OF EMBEDDED SYSTEMS FOR MECHATRONICS (obiettivi) Obiettivo del corso è quello di fornire le competenze di base per quanto riguarda i componenti elettronici abilitanti per l'Internet of Things (IoT). In particolare verranno introdotte le problematiche relative all'uso e alla progettazione dei sistemi digitali embedded nei diversi settori della meccatronica, come l'IoT, la robotica, l'automazione ed il controllo. In questo ambito, partendo dal problema dell'acquisizione delle specifiche, si considereranno le tecniche per la simulazione mista sistema elettronico/sistema meccanico. Verranno introdotti gli strumenti per la progettazione hardware e software dei sistemi suindicati e le problematiche relative alla realizzazione del sistema, alla validazione ed al test. Lo studente quindi acquisirà tutti gli strumenti necessari per la scelta degli algoritmi, la gestione del flusso di progetto e manutenzione di un sistema elettronico embedded per IoT. ENGLISH Objective of the course is to provide the basic competences regarding the enabling electronics components for the Internet of Things (IoT). The course also aims to introduce the issues related to the use and design of digital embedded systems for the different sectors of mechatronics as: IoT, robotics,automation, and control. Starting with the problems related to the definition of specifications, we will consider the techniques for the simulation of mixed electronic / mechanical system. We will introduce the tools for hardware and software design of the above systems and the issues relating to the implementation of the system, their validation and testing. The student will acquire all the necessary notions and tools for the algorithm selection, the management of the design and maintenanc of an embedded electronic system for IoT. - Erogato presso M-5520 DESIGN OF EMBEDDED SYSTEMS FOR MECHATRONICS in Mechatronics Engineering LM-29 CARDARILLI GIAN CARLO, DI NUNZIO LUCA	6	ING-INF/01	60	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ENG
8039927 - INTEGRATED SENSORS (obiettivi) Introdurre lo studente alle moderne tecnologie dei sensori integrati e delle loro applicazioni. Rendere lo studente in grado di valutare le prestazioni dei sensori e di progettare ed analizzare elementary circuiti d interfaccia per sensori. ENGLISH To introduce the students to the modern integrated sensors technologies and their applications. To provide the students with the concepts to evaluate the performance of sensors and to design and analyze simple interface electronic circuits for sensors. - Erogato presso 8039927 INTEGRATED SENSORS in Mechatronics Engineering LM-29 CATINI ALEXANDRO, DI NATALE CORRADO	9	ING-INF/01	90	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ENG

Secondo semestre

Insegnamento	CFU	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
- - OPTIONAL COURSES	12	120	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ENG
8039793 - INTERNSHIP (obiettivi) Acquisire le abilità pratiche necessarie per lo sviluppo e la validazione di progetti meccatronici. Acquire practical skills necessary for the development and validation of mechatronic projects.	6	-	-	-	-	Ulteriori attività formative (art.10, comma 5, lettera d)	ENG
8039794 - FINAL EXAM (obiettivi) Stimolare e verificare la capacità dello studente nell'applicare le competenze acquisite durante il corso di studi. Stimulate and verify the student's ability to apply the notions acquired in the Mechatronics Engineering courses.	12	-	-	-	-	Per la prova finale e la lingua straniera (art.10, comma 5, lettera c)	ENG

Thermo-Mechanics

Primo anno

Primo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
8039781 - POWER ELECTRONICS AND ELECTRICAL DRIVES (obiettivi) Il corso di Power Electronics and Electrical Drives si propone di fornire una conoscenza dettagliata del comportamento dei principali circuiti di conversione dell’energia elettrica utilizzati, in particolare, per l’alimentazione degli azionamenti elettrici in corrente continua e alternata. Sono illustrate, inoltre, le principali strategie di controllo alcuni convertitori e per gli azionamenti in corrente continua. Particolare cura è dedicata all’acquisizione di competenze teorico-pratiche sulle applicazioni più attuali e richieste dalle industrie del settore. Durante il corso viene illustrato, attraverso diversi esempi, l’utilizzo di uno specifico ambiente software che permette la modellizzazione e la simulazione dei convertitori di potenza. Aim of the Power Electronics and Electrical Drives course is to provide a detailed knowledge about most common topologies of power electronics converters used, in particular, to supply DC and AC electrical drives. Different control strategies and design techniques are also illustrated with reference to both power converters and DC electrical drives. Particular care is devoted to the acquisition of practical competences as well. During the course, different simulations tools, in particular MATLAB/Simulink, are used to improve the understanding of the different topics. - Erogato presso 8039781 POWER ELECTRONICS AND ELECTRICAL DRIVES in Mechatronics Engineering LM-29 BIFARETTI STEFANO, TERLIZZI CRISTIANA	9	ING-INF/01	90	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ENG
8039927 - INTEGRATED SENSORS (obiettivi) OBIETTIVI FORMATIVI: Introdurre lo studente alle moderne tecnologie dei sensori e alle loro maggiori applicazioni. CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Rendere lo studente in grado di valutare le prestazioni dei sensori e di progettare ed analizzare elementari circuiti di interfaccia per sensori. CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: Risoluzione di problemi relativi alla applicazione dei sensori in vari contesti AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Valutare nei vari contesti le prestazioni dei sensori attraverso la corretta applicazione dei parametri descrittivi delle funzionalità dei sensori ABILITÀ COMUNICATIVE: Capacità di redarre brevi relazioni descrittive dei principi di funzionamento dei sensori CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: Imparare a risolvere schemi circuitali con sensori al fine di determinarne le caratteristiche e di progettare sistemi sensoriali - Erogato presso 8039927 INTEGRATED SENSORS in Mechatronics Engineering LM-29 CATINI ALEXANDRO, DI NATALE CORRADO	9	ING-INF/01	90	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ENG
- - OPTIONAL COURSES	6		60	-	-	-	Attività formative a scelta dello studente (art.10, comma 5, lettera a)	ENG

Secondo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
8039166 - VLSI CIRCUIT AND SYSTEM DESIGN (obiettivi) (Prof. DI NUNZIO 5/9 credits) OBIETTIVI FORMATIVI: Il corso di VLSI CIRCUIT AND SYSTEM DESIGN si propone di insegnare le nozioni fondamentali sui circuiti digitali combinatori e sequenziale che sono alla base di qualsiasi sistema digitale moderno inoltre le nozioni di base del linguaggio VHDL CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Al termine del corso lo studente i circuiti di base combinatori e sequenziale che sono alla base di qualsiasi sistema, i principali VHDL utili alla descrizione di sistemi digitali CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: Capacità di definire le caratteristiche dei circuiti digitali con particolare enfasi verso il timing e la power consumption. AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Lo studente dovrà dimostrare di comprendere e interpretare in maniera autonoma e critica le conoscenze acquisite, in modo da essere in grado di collegare e integrare i vari aspetti relativi alla progettazione di sistemi digitali ABILITÀ COMUNICATIVE: Lo studente dovrà essere in grado di comunicare in modo chiaro, corretto e con linguaggio tecnico le proprie conoscenze acquisite durante il corso. CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: Capacità di porsi criticamente di fronte ad un problema di design di circuiti digitale, di saperlo gestire e trovare soluzioni implementative per mezzo del linguaggio VHDL - Erogato presso 8039166 VLSI CIRCUIT AND SYSTEM DESIGN in Mechatronics Engineering LM-29 DI NUNZIO LUCA, SPANO' SERGIO, MELINI VITTORIO	9	ING-INF/01	90	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ENG
8039791 - NANOTECHNOLOGY (obiettivi) La seconda parte del corso di Nanotecnologia fornisce importanti strumenti di caratterizzazione fisica, chimica ed elettronica di composti nanostrutturati e dispositivi nanoelettronici. L'obiettivo principale consiste nel fornire al futuro ingegnere meccatronico un'ampia panoramica delle tecniche di caratterizzazione spettroscopica, elettronica e morfologica maggiornemente utilizzate nelle nanotecnologie. Un'adeguata caratterizzazione a livello nanometrico di materiali e strutture ha l'obiettivo di supportare l'ingegnere meccatronico nella progettazione e ingegnerizzazione dei più moderni dispositivi nanoelettronici, di ottiizzarne le prestazioni e di aumentarne l'affidabilità e la durata grazie ad un'approfondita analisi delle eventuali degradazioni fisico-chimiche durante il normale funzionamento. - Erogato presso 8039791 NANOTECHNOLOGY in Mechatronics Engineering LM-29 AGRESTI ANTONIO, MATTEOCCI FABIO	6	ING-INF/01	60	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ENG
80300064 - MECHANICS OF MATERIALS AND STRUCTURES (obiettivi) OBIETTIVI FORMATIVI: L'obiettivo del corso, unione di due Moduli didattici, è quello di fornire allo studente le conoscenze di base della meccanica delle strutture linearmente elastiche e della resistenza dei materiali. Completando il corso con successo, lo studente sarà in grado di calcolare elementi strutturali semplici e strutture ragionevolmente complesse. CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Al termine del corso, lo studente sarà in grado di: - calcolare reazioni vincolari e azioni interne in sistemi di corpi rigidi e travi soggetti a carichi concentrati e distribuiti - calcolare la posizione del centro e i momenti d'inerzia principali centrali di distribuzioni di area - comprendere la struttura formale della teoria dell'elasticità lineare sia per travi e corpi tridimensionali - analizzare stati di deformazione e tensione in corpi tridimensionali - calcolare lo stato tensionale in travi sottoposte a flessione retta, flessione deviata, forza normale eccentrica - comprendere il comportamento di travi soggette a taglio e flessione e a torsione - comprendere i metodi di calcolo di spostamenti e rotazioni in sistemi di travi isostatici, i metodi di risoluzione di sistemi staticamente indeterminati, come si applicano i criteri di resistenza, e come progettare le travi nei confronti dell'instabilità per carico di punta CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: Lo studente impiegherà le conoscenze e le capacità di comprensione sviluppate durante il corso per l'analisi di problemi pratici. Ciò include l'analisi delle strutture linearmente elastiche e degli elementi strutturali in termini di resistenza e rigidezza. AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Lo studente dovrà dimostrare la sua consapevolezza delle ipotesi di modellazione utili a descrivere e calcolare elementi strutturali, cosi come il suo giudizio critico sulla risposta statica di strutture elastiche sotto carico, in termini di sollecitazioni, deformazioni e spostamenti. ABILITÀ COMUNICATIVE: Lo studente dimostrerà, soprattutto durante la prova orale, la sua capacità di analizzare e calcolare la risposta statica di strutture linearmente elastiche, così come la sua conoscenza dei modelli teorici sottostanti. CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: Lo studente acquisirà familiarità con la modellazione di strutture e elementi strutturali in problemi pratici, soprattutto durante la preparazione alla prova scritta. Ciò riguarda principalmente travi e corpi tridimensionali. - Erogato presso 8037955 MECHANICS OF MATERIALS AND STRUCTURES in Engineering Sciences L-9 ARTIOLI EDOARDO, MICHELETTI ANDREA	6	ICAR/08	60	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ENG
80300063 - THERMODYNAMICS AND HEAT TRANSFER (obiettivi) OBIETTIVI FORMATIVI: Il corso si propone di fornire allo studente i principi di base, le leggi fisiche, e le applicazioni della termodinamica e della trasmissione del calore, con il duplice scopo di prepararlo a affrontare corsi più applicativi, e utilizzare le conoscenze acquisite per la progettazione e il dimensionamento di semplici componenti ed impianti termici. CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Gli studenti dovranno avere compreso le leggi fisiche della termodinamica applicata e della trasmissione del calore, e capire la struttura e il funzionamento dei componenti e dei sistemi più semplici. Dimostreranno inoltre di aver acquisito le metodologie di base per la verifica e la progettazione dei dispositivi studiati. CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: Gli studenti dovranno essere in grado di dimensionare o verificare semplici componenti e impianti, come, ad esempio, gli impianti motore. AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Gli studenti dovranno assumere la capacità autonoma di affrontare gli studi successivi per cui il presente corso è propedeutico, e di redigere semplici progetti di sistemi termici che utilizzino i componenti studiati. Dovranno anche essere in grado di valutare progetti redatti da altri soggetti, controllando che le specifiche di progetto siano rispettate. ABILITÀ COMUNICATIVE: Gli studenti dovranno essere in grado di illustrare in modo completo ed esauriente le conoscenze acquisite, ed i risultati del proprio studio e della propria attività progettativa, anche mediante i mezzi di comunicazione normalmente utilizzati (discussione dei risultati ottenuti, relazione sulle attività svolte, presentazioni Power Point, etc.). CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: Gli studenti dovranno essere in grado di applicare le leggi fisiche alla base dei fenomeni studiati, e di affrontare studi ulteriori che utilizzino le conoscenze acquisite. Dovranno essere in grado di ampliare le conoscenze acquisite mediante analisi della letteratura tecnico-scientifica, e di impostare il proprio curriculum scegliendo le conoscenze future da acquisire in base alla propria preparazione e predisposizione. - Erogato presso 8039146 THERMODYNAMICS AND HEAT TRANSFER in Engineering Sciences L-9 GELFUSA MICHELA	6	ING-IND/10	60	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ENG

Insegnamenti extracurriculari: (nascondi)

80300062 - FUNDAMENTALS OF MECHANICS OF SYSTEMS

- Erogato presso 8039957 FUNDAMENTALS OF MECHANICS OF SYSTEMS in Engineering Sciences L-9 CECCARELLI MARCO, RUSSO MATTEO

ING-IND/13

ENG

Mechatronic Systems and ICT

Primo anno

Primo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
8039785 - ROBOT MECHANICS (obiettivi) Gli obiettivi del corso sono relativi alla modellazione ed agli algoritmi principali per l'analisi e la progettazione del funzionamento dei meccanismi robotici in termini di prestazioni meccaniche. Gli studenti impareranno come gestire i robot acquisendo abilità nell'analizzare e progettare robot per attività di manipolazione in applicazioni industriali e di servizio. - Erogato presso 8039785 ROBOT MECHANICS in Mechatronics Engineering LM-29 CECCARELLI MARCO, RUSSO MATTEO	9	ING-IND/13	90	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ENG
8039781 - POWER ELECTRONICS AND ELECTRICAL DRIVES (obiettivi) Il corso di Power Electronics and Electrical Drives si propone di fornire una conoscenza dettagliata del comportamento dei principali circuiti di conversione dell’energia elettrica utilizzati, in particolare, per l’alimentazione degli azionamenti elettrici in corrente continua e alternata. Sono illustrate, inoltre, le principali strategie di controllo alcuni convertitori e per gli azionamenti in corrente continua. Particolare cura è dedicata all’acquisizione di competenze teorico-pratiche sulle applicazioni più attuali e richieste dalle industrie del settore. Durante il corso viene illustrato, attraverso diversi esempi, l’utilizzo di uno specifico ambiente software che permette la modellizzazione e la simulazione dei convertitori di potenza. Aim of the Power Electronics and Electrical Drives course is to provide a detailed knowledge about most common topologies of power electronics converters used, in particular, to supply DC and AC electrical drives. Different control strategies and design techniques are also illustrated with reference to both power converters and DC electrical drives. Particular care is devoted to the acquisition of practical competences as well. During the course, different simulations tools, in particular MATLAB/Simulink, are used to improve the understanding of the different topics. - Erogato presso 8039781 POWER ELECTRONICS AND ELECTRICAL DRIVES in Mechatronics Engineering LM-29 BIFARETTI STEFANO, TERLIZZI CRISTIANA	9	ING-INF/01	90	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ENG
8039927 - INTEGRATED SENSORS (obiettivi) OBIETTIVI FORMATIVI: Introdurre lo studente alle moderne tecnologie dei sensori e alle loro maggiori applicazioni. CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Rendere lo studente in grado di valutare le prestazioni dei sensori e di progettare ed analizzare elementari circuiti di interfaccia per sensori. CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: Risoluzione di problemi relativi alla applicazione dei sensori in vari contesti AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Valutare nei vari contesti le prestazioni dei sensori attraverso la corretta applicazione dei parametri descrittivi delle funzionalità dei sensori ABILITÀ COMUNICATIVE: Capacità di redarre brevi relazioni descrittive dei principi di funzionamento dei sensori CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: Imparare a risolvere schemi circuitali con sensori al fine di determinarne le caratteristiche e di progettare sistemi sensoriali - Erogato presso 8039927 INTEGRATED SENSORS in Mechatronics Engineering LM-29 CATINI ALEXANDRO, DI NATALE CORRADO	9	ING-INF/01	90	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ENG
8039786 - INNOVATIVE MATERIALS WITH LABORATORY (obiettivi) Lo scopo del corso è fornire una rassegna dei materiali innovativi sviluppati e studiati negli ultimi anni per applicazioni nella meccanica, elettronica e meccatronica. Verranno considerate diverse tipologie di materiali e descritte con particolare attenzione alle tecniche di produzione, alle specifiche caratteristiche e applicazioni. Alcuni tra i materiali esaminati sono di fondamentale importanza per nuove tecnologie che stanno avendo una crescente importanza nella pratica industriale. La conoscenza dei materiali innovativi è strettamente connessa alla possibilità e capacità di progettare e realizzare nuovi prodotti. ENGLISH Aim of the course is to provide an overview of novel materials recently developed and investigated for applications in mechanics, electronics and mechatronics. Different types of materials are considered and described with particular attention to the preparation route, specific characteristics and applications. Some of them are of basic importance for new technologies gaining increasing attention in industrial practice. The knowledge of innovative materials is strictly connected to the possibility and capability of designing new products. - Erogato presso 8039786 INNOVATIVE MATERIALS WITH LABORATORY in Mechatronics Engineering LM-29 VARONE ALESSANDRA, TATA MARIA ELISA, COSTANZA GIROLAMO	6	ING-IND/21	60	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ENG

Secondo semestre

Insegnamento	CFU	SSD	Ore Lezione	Ore Eserc.	Ore Lab	Ore Studio	Attività	Lingua
8039166 - VLSI CIRCUIT AND SYSTEM DESIGN (obiettivi) (Prof. DI NUNZIO 5/9 credits) OBIETTIVI FORMATIVI: Il corso di VLSI CIRCUIT AND SYSTEM DESIGN si propone di insegnare le nozioni fondamentali sui circuiti digitali combinatori e sequenziale che sono alla base di qualsiasi sistema digitale moderno inoltre le nozioni di base del linguaggio VHDL CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE: Al termine del corso lo studente i circuiti di base combinatori e sequenziale che sono alla base di qualsiasi sistema, i principali VHDL utili alla descrizione di sistemi digitali CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE: Capacità di definire le caratteristiche dei circuiti digitali con particolare enfasi verso il timing e la power consumption. AUTONOMIA DI GIUDIZIO: Lo studente dovrà dimostrare di comprendere e interpretare in maniera autonoma e critica le conoscenze acquisite, in modo da essere in grado di collegare e integrare i vari aspetti relativi alla progettazione di sistemi digitali ABILITÀ COMUNICATIVE: Lo studente dovrà essere in grado di comunicare in modo chiaro, corretto e con linguaggio tecnico le proprie conoscenze acquisite durante il corso. CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO: Capacità di porsi criticamente di fronte ad un problema di design di circuiti digitale, di saperlo gestire e trovare soluzioni implementative per mezzo del linguaggio VHDL - Erogato presso 8039166 VLSI CIRCUIT AND SYSTEM DESIGN in Mechatronics Engineering LM-29 DI NUNZIO LUCA, SPANO' SERGIO, MELINI VITTORIO	9	ING-INF/01	90	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ENG
8039791 - NANOTECHNOLOGY (obiettivi) La seconda parte del corso di Nanotecnologia fornisce importanti strumenti di caratterizzazione fisica, chimica ed elettronica di composti nanostrutturati e dispositivi nanoelettronici. L'obiettivo principale consiste nel fornire al futuro ingegnere meccatronico un'ampia panoramica delle tecniche di caratterizzazione spettroscopica, elettronica e morfologica maggiornemente utilizzate nelle nanotecnologie. Un'adeguata caratterizzazione a livello nanometrico di materiali e strutture ha l'obiettivo di supportare l'ingegnere meccatronico nella progettazione e ingegnerizzazione dei più moderni dispositivi nanoelettronici, di ottiizzarne le prestazioni e di aumentarne l'affidabilità e la durata grazie ad un'approfondita analisi delle eventuali degradazioni fisico-chimiche durante il normale funzionamento. - Erogato presso 8039791 NANOTECHNOLOGY in Mechatronics Engineering LM-29 AGRESTI ANTONIO, MATTEOCCI FABIO	6	ING-INF/01	60	-	-	-	Attività formative caratterizzanti	ENG
80300079 - POWERTRAIN TECHNOLOGIES FOR FUTURE MOBILITY - Erogato presso M-6264 POWERTRAIN TECHNOLOGIES FOR FUTURE MOBILITY in Ingegneria Meccanica LM-33 CORDINER STEFANO, BARTOLUCCI LORENZO	9	ING-IND/08	90	-	-	-	Attività formative affini ed integrative	ENG

Insegnamenti extracurriculari: (nascondi)

8039514 - DIGITAL SIGNAL PROCESSING

- Erogato presso 8039514 DIGITAL SIGNAL PROCESSING in ICT and Internet Engineering - Ingegneria di Internet e delle Tecnologie per l'Informazione e la Comunicazione LM-27 (docente da definire)

ING-INF/03

ENG

Università degli Studi di Roma "Tor Vergata"