Il corso di Sistemi Acquisizione Dati si propone di fornire le conoscenze per l’utilizzo, il dimensionamento e la verifica dei sistemi di acquisizione dati da sensori. Il corso si articola in una parte teorica in cui si affronta lo studio dell’architettura di sistema di acquisizione con particolare riferimento a: trasduttori, circuiti di condizionamento del segnale, circuito di Sample&Hold, memorie, processori dedicati all’elaborazione dei segnali, convertitori A/D e D/A, ed interfacciamento con PC. Vengono quindi illustrate le architetture e le caratteristiche di funzionamento di convertitori A/D e D/A, le procedure di test e tecniche di elaborazione digitale dei segnali nel dominio del tempo e della frequenza.
Nella parte di laboratorio l’obbiettivo è acquisire esperienza pratica di utilizzo di software specialistico per l’acquisizione ed elaborazione dei segnali e di scheda acquisizione dati.

Il corso ha l’obiettivo di fornire le conoscenze necessarie alla progettazione ed utilizzo di un sistema acquisizione dati.
Competenze specifiche:
• capacità di scelta dell’hardware più adatto.
• valutazione delle prestazioni del sistema di acquisizione dati per il suo utilizzo in una specifica applicazione.
Competenze trasversali: valutare l’interazione tra i componenti il sistema di acquisizione dati.

Argomenti delle lezioni
1. Architettura di Sistemi Acquisizione Dati e Controllo, Attuatori:
o Sensori
o Condizionatori
o Sample&Hold
o Multiplexer
o Sezione acquisizione ed elaborazione dati
o Sezione controllo di attuatori
o Effetto del rumore nel sistema di acquisizione

2. Conversione Analogica/Numerica ed errori di conversione 
o ADC ad integrazione
o ADC a successive approssimazioni
o ADC flash
o ADC shift register
o ADC Sigma-Delta
o Risoluzione ed accuratezza
o Errori di conversione

3. Sistemi per l'elaborazione dei segnali 
o Elaborazione Analogica
o Filtri Analogici
o Elaborazione digitale
o Filtri digitali
o Trasformata di Fourier

5. Sistemi di Smart Metering per applicazioni domotiche e comunicazione tra Sistemi Acquisizione Dati e Personal Computer 
o Architettura di un sistema di smart metering
o Principali standard di comunicazione per applicazioni domotiche
o interfacciamento tramite rs232

Argomenti delle esercitazioni
1. Introduzione a software di sviluppo visuale (Labview)

2. Teoria dello sviluppo di applicazioni per l’elaborazione numerica dei segnali

3. Descrizione dei un software per la gestione dei Sistemi Acquisizione Dati 
Argomenti delle attività di laboratorio: 
Realizzazione e test di stazione automatica per l’acquisizione, elaborazione dei segnali con utilizzo di scheda acquisizione dati, PC e software specialistico (LabVIEW).

Le lezioni teoriche verranno svolte in aula sia in maniera tradizionale alla lavagna che con l’ausilio di un PC per mostrare diapositive rappresentati grafici delle nozioni teoriche da apprendere.
Le esercitazioni verranno svolte in laboratorio con utilizzo di sistemi acquisizione dati, proponendo agli studenti problemi da risolvere mostrando possibili soluzioni. Agli studenti è inoltre richiesto di mettere a punto un sistema di acquisizione dati e del relativo software per uno specifico obiettivo in autonomia per verificare la propria preparazione.
Nel caso di erogazione a distanza il corso verrà tenuto tramite la piattaforma Microsoft Teams con modalità miste tra sincrona ed asincrona.

L’esame consiste di una prova scritta ed una orale con discussione delle esperienze di laboratorio. Il voto finale è in trentesimi. 
Le domande consentono di verificare la comprensione degli argomenti teorici trattati a lezione e della capacità di utilizzare i concetti appresi per lo sviluppo di un sistema reale.
Nel caso di esame a distanza, il test sarà composto da un intervista attraverso la piattaforma Microsoft Teams

Materiale didattico mostrato a lezione e disponibile su ICampus: http://icampus.dimeg.unical.it/;
 
1. C. Marvel, G. Ewers, “A simple approach to digital signal processing”, John Wiley & Sons, INC, New York, 1996
2. S. E. Derenzo, “Practical interfacing in the Laboratory“, Cambridge University Press, 2003, 
3. M.L. Chugani, A.R. Samant, M. Cerna, “LabVIEW signal processing”, Prentice Hall PTR, 1998.
D. Mirri, “Strumentazione elettronica di misura”, CEDAM, Padova, 2001.

È previsto un confronto su tematiche, modalità di esame ed impegno dello studente con il Prof. Francesco Lamonaca.

Argomenti delle lezioni
1. Architettura di Sistemi Acquisizione Dati e Controllo, Attuatori:
o Sensori
o Condizionatori
o Sample&Hold
o Multiplexer
o Sezione acquisizione ed elaborazione dati
o Sezione controllo di attuatori
o Effetto del rumore nel sistema di acquisizione
MATERIALE: Appunti forniti a lezione
LEZIONI: 10
STUDIO: 25


2. Conversione Analogica/Numerica ed errori di conversione
o ADC ad integrazione
o ADC a successive approssimazioni
o ADC flash
o ADC shift register
o ADC Sigma-Delta
o Risoluzione ed accuratezza
o Errori di conversione
MATERIALE: Appunti forniti a lezione
LEZIONI: 10
STUDIO: 25



3. Sistemi per l'elaborazione dei segnali 
o Elaborazione Analogica
o Filtri Analogici
o Elaborazione digitale
o Filtri digitali
o Trasformata di Fourier
MATERIALE: Appunti forniti a lezione
LEZIONI: 6
STUDIO: 15

5. Sistemi di Smart Metering per applicazioni domotiche e comunicazione tra Sistemi Acquisizione Dati e Personal Computer 
o Architettura di un sistema di smart metering
o Principali standard di comunicazione per applicazioni domotiche
o interfacciamento tramite rs232
MATERIALE: Appunti forniti a lezione
LEZIONI: 6
STUDIO: 15


Argomenti delle esercitazioni
1. Introduzione a software di sviluppo visuale (Labview)
MATERIALE: Appunti forniti a lezione
LEZIONI: 2
STUDIO: 2

2. Teoria dello sviluppo di applicazioni per l’elaborazione numerica dei segnali
MATERIALE: Appunti forniti a lezione
LEZIONI: 4
STUDIO: 4

3. Descrizione dei un software per la gestione dei Sistemi Acquisizione Dati 
MATERIALE: Appunti forniti a lezione
LEZIONI: 2
STUDIO: 2

Argomenti delle attività di laboratorio 
Realizzazione e test di stazione automatica per l’acquisizione, elaborazione dei segnali con utilizzo di scheda acquisizione dati, PC e software specialistico (LabVIEW).
MATERIALE: Appunti forniti a lezione
LEZIONI: 15
STUDIO: 15

Esame: 1