CdSINGEGNERIA ELETTRONICA
Codice313II
CFU9
PeriodoPrimo semestre
LinguaItaliano
Gli studenti acquisiranno conoscenze di teoria, modelli e progettazione di sensori e microsistemi (sistemi microelettromeccanici - MEMS). Verranno discussi modelli analitici e numerici (agli elementi finiti) di casi di studio, compresi microsensori inerziali, acustici e chimici. Saranno considerati alcuni esempi di interfacce elettroniche per condizionamento del segnale.
Students are expected to acquire knowledge about theory, models and design of sensors and microsystems , (microelectromechanical systems - MEMS). Analytical and numerical (finite elements) models of study cases will be discussed including inertial, acoustic, chemical microsensors . Some examples of electronic read-out circuits for signal conditioning will be considered.
La verifica delle conoscenze sarà oggetto della valutazione finale composta da una prova scritta e da una prova orale. Nella prova scritta lo studente dovrà dimostrare di saper analizzare il comportamento di sensori e microsistemi. Nel corso della prova orale lo studente dovrà dimostrare la capacità di discutere gli argomenti del corso utilizzando un terminologia corretta.
Through a final test that includes a written exam and an oral exam. In the written exam, the student must demonstrate his/her knowledge of analysing sensors and microsystems. During the oral exam the student must be able to demonstrate his/her ability to discuss the main course contents using the appropriate terminology.
Al termine del corso:
- Lo studente sarà in grado di progettare sensori e microsistemi integrati utilizzando modelli analitici e numerici.
- Lo studente sarà in grado di utilizzare a scopo progettuale il software Comsol-multiphysics.
By the end of the course:
- Students will know to design intergrated sensors and microsystems by means of analytical and numerical models.
- Students will know how to use Comsol-multiphysics software for the design of MEMS and integrated sensors.
La verifica avverrà nel corso delle prove di esame e nella discussione del report scritto riguardante il progetto.
The student's ability will be assessed through the final test and the homemade written report on a design topic based on the finite element CAD.
Lo studente potrà acquisire e/o sviluppare sensibilità alle problematiche relative alla progettazione di sensori e sistemi microelettromeccanici e quindi svilupperà competenze tipicamente interdisciplinari comprendenti aspetti elettronici, meccanici, fisici e chimici.
The student will develop his/her awareness of issues regarding the design of sensors and micro-electro-mechanical systems and he/she will develop interdiciplinary skills including electronic, mechanical, physical and chemical fields.
La sensibilità nell’analisi delle problematiche relative alla progettazone di sensori e microsistemi verrà verificata durante le sessioni di laboratorio e tramite opportune domande nel corso dell’esame finale.
The developed ability to design sensors and microsystems will be assessed during the lab sessions and through specific questions in the final exam.
Conoscenze di matematica, chimica e fisica di base. Conoscenze di tecnologie microelettroniche, elettronica e microelettronica.
Knowledge of basic mathematics, chemistry and physics.
Knowledge of microelectronic technologies, electronics and microelectronics.
Il corso viene tenuto in italiano utilizzando slides che sono messe a disposizione dello studente tramite il sito e-learning. Le slides sono commentate e integrate con calcoli e precisazioni scritte a mano. Gli studenti possono usufruire del ricevimento e della mail del docente per chiarimenti tematici e organizzativi.
The course will be held in Italian and the module will take the form of frontal lessons wit the aid of slide projections. To receive clarifications on specific topics described during the lessons, and in any case to improve the level of preparation required by the teaching, the meetings with the teachers are recommended.
-) Statica e dinamica dei corpi elastici
-) Modelli termodinamici dei sensori e dei microsistemi
-) Modelli elettromeccanici a parametri concentrati
-) L'attuatore elettrostatico
-) Microsistemi inerziali
-) Microsistemi piezoresistivi
-) Microsistemi piezoelettrici
-) Sensori di temperatura
-) Sensori chimici ed elettrochimici
-) Statics and dynamics of elastic systems.
-)Thermodynamic models of sensors and microsystems.
-) Lumped elements electromechanics.
-) The electrostatic actuator: plane capacitor and comb finger.
-) Piezoresistive microsystems
-) Inertial microsystems
-) Piezoelectrical microsystems
-) Temperature sensors
-) Chemical and electrochemical sensors
Libro di testo: Nannini A. "Microsistemi", Pisa University Press, 2017.
Appunti, slides e materiali diversi distribuiti tramite il sito del corso (servizio e-learning https://elearn.ing.unipi.it/).
Texbook: Nannini A. "Microsistemi" Pisa University Press, 2017
Lecture notes, handouts and materials are provided to the students by the teacher in the course web page (e-learning service of the Engineering faculty: https://elearn.ing.unipi.it/).
Nessuna variazione per la prova scritta e orale. I non frequentanti non potranno svolgere il progetto che prevede l'utillizzo del software Consol Multiphysics disponibile nelle aule informatiche del centro di calcolo e utilizzato nelle esercitazioni.
Non-attending students cannot present the homemade written report on a design topic based on the finite element CAD.
L'esame è composto da una prova scritta e da una prova orale.
La prova scritta consiste nella risoluzione di due esercizi e la durata è di un'ora.
La prova orale consiste in un colloquio tra il candidato e il docente, o anche tra il candidato e altri membri della commissione. La durata media del colloquio è di circa 40 minuti. La prova orale è superata se il candidato risponde correttamente alle domande mostrando la capacità di esprimersi in modo chiaro e di usare la terminologia corretta. La prova orale non è superata se il candidato non risponde correttamente alle domande mostrando ripetutamente l'incapacità di mettere in relazione parti del programma e nozioni che deve usare in modo congiunto per rispondere in modo corretto ad una domanda.
Per gli studenti che hanno scelto di fare il progetto finale, la prova orale includerà la discussione del progetto.
The examination consists of a written part and an orla part.
The written test consists in solving two problems in 1 hour.
The oral test consists of an interview between the candidate and the lecturers, or between the candidate and the lecturers' collaborators. The average length of the interview is about 40 minutes. The oral test will be passed if the candidate answers the question correctly showing ability to express him/herself in a clear manner using the correct terminology. It is not possible to pass the test if the candidate does not answer the questions showing repeatedly an incapacity to relate and link parts of the programme with notions and ideas that they must combine in order to correctly respond to a question.
Students can choose whether or not to present a homemade written report on a design topic based on the finite element CAD. If they present the report, the oral exam will include the discussion about the designed device.
Non sono previsti stage e tirocini
Internship are not available
nessuna
None
Nesuna
None