Ingegneria elettronica e delle comunicazioni

Questo volume si propone di fornire gli elementi della teoria dei circuiti a microonde seguendo un approccio basato sulle leggi dell’elettromagnetismo, i modelli circuitali e le corrispondenti metodologie di analisi. Gli argomenti sono stati strutturati in modo da garantire un alto grado di dettaglio e il rigore della trattazione analitica, così come una rapida e migliore acquisizione dei contenuti da parte degli studenti, anche grazie all’inserimento dei passaggi intermedi delle derivazioni analitiche e alla dimostrazione di numerosi teoremi. Il volume è corredato da molti esempi che permettono di fissare i concetti teorici e verificare gli argomenti trattati. Ogni capitolo è completato da una serie di esercizi il cui svolgimento può essere reperito sul sito web dell’editore. Inoltre, sono presenti numerosi commenti che hanno lo scopo di fornire una lettura più approfondita di specifici temi. Il testo è rivolto agli studenti dei corsi d’Ingegneria già in possesso delle conoscenze di base dell’elettromagnetismo, della teoria dei campi elettromagnetici, della propagazione delle onde elettromagnetiche, dell’analisi matematica e della teoria dei circuiti elettrici.

Il manuale "Elettrotecnica per i concorsi pubblici" nasce per venire incontro alle esigenze di chi intende partecipare ai sempre più frequenti concorsi nella P.A. per i profili tecnici ed è stato costruito sulla base degli argomenti maggiormente richiesti nei bandi. Il testo riporta le nozioni fondamentali della materia, che riguarda le applicazioni pratiche dell’elettricità, ossia produzione, trasporto e utilizzo dell’energia elettrica attraverso opportune tecniche. In particolare, sono analizzati i seguenti argomenti: le leggi di Maxwell e di Kirchhoff; il campo elettrico e la legge di Gauss; bipoli, N-poli e sistemi a N-porte; i circuiti in evoluzione libera e forzata; i circuiti risonanti; l’accoppiamento magnetico. A completamento del libro è riportata una batteria di quiz a risposta multipla su tutte le tematiche trattate, ai fini di una corretta autovalutazione. Il manuale, per le caratteristiche descritte, è consigliato per la preparazione ai concorsi negli enti locali, nei Ministeri e nei Vigili del Fuoco, in quanto costituisce uno strumento di ripasso per chi già possiede consolidate basi in tale disciplina, ma rappresenta un valido aiuto anche per chi la studia per la prima volta.

Il materiale raccolto in questo libro è relativo alle lezioni del corso di Fondamenti di Elettronica tenute agli studenti del corso di laurea in Ingegneria Elettronica presso l'Università di Padova. Frutto di una esperienza più che ventennale in vari insegnamenti di elettronica analogica, gli argomenti trattati nel testo sono proposti con l'obiettivo di aiutare la comprensione della materia tramite un percorso che vuole guidare lo studente a ottenere quei risultati che, molto spesso, sono riportati sinteticamente nella maggior parte dei libri di testo. Il testo si propone quindi come strumento di accompagnamento per un primo passo nel mondo dell'elettronica portando lo studente a prendere confidenza con i dispositivi e il loro funzionamento e con le principali tecniche di analisi circuitale, lasciando, volutamente, le necessarie analisi di "approfondimento" (risposta in frequenza, retroazione e stabilità) a un volume successivo.

Il manuale offre una trattazione completa e aggiornata dell'elettronica di base, sia analogica sia digitale, permettendo di acquisire le tecniche di base della moderna progettazione di circuiti elettronici. Il testo, infatti, raccoglie un ampio spettro di argomenti e il materiale può essere facilmente selezionato per coprire diversi corsi di Elettronica e Microelettronica a Ingegneria. Nella presente edizione i contenuti sono stati completamente rivisti e arricchiti. Oltre ad aggiornamenti di carattere generale, legati anche al progresso tecnologico nel settore, sono stati riorganizzati i capitoli con una più efficace concatenazione degli argomenti. Inoltre, la trattazione con il metodo del guadagno asintotico è stata affiancata a una descrizione del general feedback theorem e del teorema dell'elemento aggiunto. Tali metodi hanno il vantaggio di rendere più sistematica e completa l'analisi dei sistemi retroazionati. Le schede Elettronica in Azione sono state riviste, ampliate e aggiornate. Le Note Progettuali, che evidenziano regole fondamentali di progetto, e gli Esempi svolti, che mettono in pratica le nozioni apprese, sono stati entrambi arricchiti, così come è stato aggiornato in modo significativo l'Eserciziario finale, che contiene più di 1950 problemi con soluzione sul sito web. Infine, grande attenzione è posta in tutto il testo all'uso di strumenti di analisi e simulazione basati sul calcolatore, fondamentali oggi per la progettazione di circuiti elettronici complessi.

Il testo, ideato per gli studenti triennali di Ingegneria Elettronica, parte dai concetti acquisiti nei corsi di Fisica II ed Elettrotecnica e conduce all'acquisizione dei metodi matematici per lo studio e la risoluzione delle equazioni di Maxwell, e al loro uso per la comprensione dei fenomeni elettromagnetici di interesse di un ingegnere elettronico. In particolare, lo studio delle onde piane, la teoria delle antenne e l'ottica geometrica forniscono agli studenti le conoscenze di base per le sfide nella progettazione delle infrastrutture di comunicazione wireless per le future reti 5G e 6G, dove la generazione di fasci di onde radio focalizzate e la loro interazione con l'ambiente circostante diventeranno aspetti fondamentali per la realizzazione di una copertura capillare del territorio. Per ognuno degli argomenti che vengono trattati, viene illustrato dapprima l'aspetto fisico che sta alla base dei fenomeni, e successivamente vengono esposti i dettagli dei calcoli che consentono di giungere al risultato finale; infine, vengono proposti degli esempi che illustrano l'uso applicativo nell'ingegneria.

Il presente testo consiste in una raccolta di esercizi di analisi di circuiti elettrici, intesa come ausilio allo studente per la preparazione degli esami di "Elettrotecnica" e di "Teoria dei Circuiti" in tutti i Corsi di Laurea nel settore dell'Ingegneria dell'Informazione.

Il testo si compone di tre parti: (1) le reti e i protocolli, (2) la rete Internet, (3) le reti di accesso. La prima parte definisce la nomenclatura di base delle reti e introduce il mondo dei protocolli e la sua architettura a strati che ne costituiscono l'ossatura portante. Sono presentati i concetti fondamentali che caratterizzano le varie tipologie di rete e di protocolli per i quali sono definiti i parametri numerici necessari a caratterizzarne le prestazioni. La seconda parte è interamente dedicata al mondo di Internet. Questa consiste nel presentare le modalità di interazione con Internet dal punto di vista dell'utente, descrivendo quindi inizialmente i protocolli dello strato di applicazione, per poi affrontare le problematiche relative al trasferimento di informazioni attraverso Internet, cosa che richiede la descrizione dei protocolli dello strato di trasporto e dello strato di rete. La terza parte è rivolta alla tematica delle reti di accesso, cioè a quelle strutture di comunicazione che consentono di raggiungere "le porte di ingresso" al mondo di Internet. Sono dapprima presentate le principali soluzioni in rame e in fibra ottica, oppure basate su rete radiomobile, con cui si fornisce connettività per accesso a Internet. Vengono infine presentate le diverse tipologie di reti locali, sia cablate sia wireless, e per queste ultime viene anche affrontato il problema della mobilità delle apparecchiature terminali. Il testo è corredato da oltre 100 esempi numerici distribuiti lungo i vari capitoli, che mostrano le operazioni svolte dai vari protocolli attraverso i loro parametri di prestazione, e anche da più di 200 esercizi numerici da svolgere.

Il volume si rivolge agli studenti dei corsi di Elettrotecnica per i corsi di laurea in Ingegneria dell'informazione, Ingegneria biomedica, ma anche Ingegneria industriale. Il testo presenta l'analisi dei circuiti in modo chiaro e coinvolgente, spiegando i principi e i teoremi passo per passo. Il frequente ricorso a esempi, esercizi e progetti permette di collegare con maggiore efficacia i concetti della teoria dei circuiti agli aspetti applicativi. I coautori italiani hanno continuato il lavoro svolto nelle precedenti edizioni con l'obbiettivo di rendere il testo sempre più aderente ai programmi didattici italiani, con un'adeguata trattazione sia dei teoremi delle reti sia dei circuiti dinamici. La principale novità di questa sesta edizione consiste nell'introduzione di un nuovo capitolo relativo alla sicurezza elettrica, basato sulla normativa italiana ed europea. Sono state inoltre aggiunte nuove parti relative ai circuiti magnetici e maggiori dettagli relativi ai regimi multifrequenza e ai doppi bipoli. Inoltre, alle funzioni di rete è stato dedicato un capitolo nella versione cartacea. È, infine, presente un Eserciziario con 1290 problemi di diversa tipologia e il codice d'accesso alla piattaforma Connect contenente 500 domande in formato digitale.

Questo volume I, Introduzione e Misura, tratta gli aspetti generali relativi alla strumentazione e gli argomenti topici della misura nei processi industriali, quali: i concetti basilari fondanti della strumentazione di misura e controllo inerenti le alimentazioni, i segnali standardizzati analogici e i protocolli di comunicazione digitali; la simbologia della strumentazione analogica e digitale, degli elementi primari di misura e degli elementi finali di regolazione e di sicurezza, nonché dei collegamenti al processo; la terminologia inerente le caratteristiche statiche e dinamiche della strumentazione, nonché sulla taratura iniziale e verifica periodica della strumentazione; le condizioni di funzionamento della strumentazione in condizioni normali ed estreme di funzionamento in atmosfere di processo con pericolo di esplosione e incendio; gli strumenti ed i sistemi di misura delle principali grandezze fisiche e chimiche relative ai diversi processi industriali con criteri di scelta e selezione nelle varie applicazioni.

A 10 anni dall'ultima edizione gli Autori ripropongono un manuale aggiornato che presenta, all’interno di un quadro concettuale coerente, le basi teoriche dell’IA e gli sviluppi più recenti delle specifiche tematiche in modo da soddisfare sia le esigenze di una divulgazione approfondita sia quelle didattiche, fornendo, da un lato, un utilissimo riferimento per il professionista e, dall’altro lato, un testo strutturato per organizzare un corso universitario. In questa nuova edizione gli autori si sono concentrati maggiormente sull’apprendimento automatico (machine learning) anziché sull’ingegneria della conoscenza, cioè sul paradigma oggi dominante dell’IA considerata la maggiore disponibilità di dati, risorse di calcolo e nuovi algoritmi. L'attività didattica e di apprendimento del corso è proposta all'interno di un ambiente digitale per lo studio, che ha l'obiettivo di completare il libro offrendo risorse didattiche fruibili in modo autonomo Il codice presente sulla copertina di questo libro consente l'accesso per 18 mesi a MyLab, una piattaforma digitale interattiva specificamente pensata per accompagnare e verificare i progressi durante lo studio. MyLab offre la possibilità di accedere al manuale online: l'edizione digitale del testo arricchita da funzionalità che permettono di personalizzarne la fruizione, attivare la lettura audio digitalizzata, inserire segnalibri anche su tablet e smartphone.

La magnetoterapia ha origini antiche, come è noto, secoli a.c. Molti popoli erano a conoscenza della magnetite, e del fenomeno del magnetismo. Gli antichi Egizi e altri popoli, ne facevano un uso terapeutico. I campi magnetici fissi, sotto forma di magneti permanenti per uso terapeutico, sono usati dagli anni 30 del secolo scorso. In America sempre nei primi anni del secolo scorso, è stata sviluppata la magnetoterapia (PMF) Pulsed Magnetic Field (campo magnetico pulsato). Bassett, ricercatore americano, negli anni 80 è stato premiato per le sue ricerche e i risultati positivi, ottenuti usando la magnetoterapia a bassa frequenza. Egli ha constatato che usare la frequenza di 72Hz e la modulazione (duty cycle) del 27.36%, da migliori risultati. Questi parametri sono conosciuti come "segnale di Bassett". Negli anni successivi, questo tipo di magnetoterapia è stato notevolmente sviluppato. In molti paesi, in particolare Germania, Russia, Romania e Australia, si sono ottenuti risultati positivi. In Germania sono stati prodotti i primi esemplari di magnetoterapia PMF per uso terapeutico. In seguito è stata notevolmente migliorata e, da diversi anni è adottata da centri sportivi, di fisioterapia, cliniche private e ospedali. Lo scopo di quanto segue, è proporre un circuito elettronico per magnetoterapia a bassa frequenza, perfettamente funzionante. Il circuito analogico è semplice e richiede pochi componenti. Il circuito di controllo digitale previsto, è realizzabile con qualsiasi board Arduino, Uno, Nano, Mega o un PIC18. La presente versione 10, è il seguito della versione 1 realizzata circa vent'anni fa. Da allora sempre aggiornata e utilizzata, perché effettivamente efficace. Sul web sono disponibili molte informazioni al riguardo, descrivono come usare la magnetoterapia. Purtroppo, informazioni contrastanti tra le varie fonti. Per questo motivo, se intendete usare il seguente circuito è bene chiedere informazioni a un fisioterapista o un medico, su tempi, frequenza, intensità del campo magnetico, e percentuale di modulazione. Modulazione (duty cycle), parametro importante quanto la frequenza.

Una guida all'"hacking" dell'elettronica, il cui scopo principale è offrire al lettore le competenze necessarie per utilizzare l'elettronica in modo molto pratico e senza troppe nozioni teoriche. Un libro per imparare a sperimentare e a dare forma alle idee, in modo che prendano vita e funzionino davvero. Insegna, tra le altre cose, a creare prototipi su una breadboard, ma anche a saldare i componenti fra loro e a realizzare circuiti complessi utilizzando delle basette millefori. Sono presentati più di venti progetti pratici per l'utilizzo di Raspberry Pi, un piccolo computer Linux, e di Arduino, un microcontrollore di grande successo nonché uno degli strumenti più importanti degli hacker di elettronica. Il volume è adatto sia a chi parte da zero, sia a chi vuole modificare degli apparecchi elettronici per usarli in modo creativo.