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applicazioni di elettronica: ENA

ENA è acronimo di ElettroNica Applicazioni; mi serve per orientarmi tra gli articoli.

Viene esaminato il funzionamento di alcune applicazioni tipiche dell'elettronica.

Premessa

Il suono

Il suono è una conseguenza delle oscillazioni di pressione dell'aria provocate da un oggetto che si muove (la corda di una chitarra, il tubo sonoro di un flauto, membrana elastica di un tamburo, le corde vocali nella gola, il bicchiere che cade sul pavimento, il botto di un petardo ...) o dalle oscillazioni di una massa d'aria in una cavità.

Quando le oscillazioni di pressione raggiungono il padiglione auricolare suonoi componenti dell'orecchio traducono le vibrazioni di pressione raccolte dal timpano in una sensazione che noi chiamiamo "suono". (youtube)

(Vedi articoli del dott. Carlo Govoni, otorinolaringoiatra e del prof Gino Iannace, docente iniversitario)

Se l'oscillazione ha carattere periodico, si tratta probabilmente di musica in quanto si può trattare di oscillazioni prodotte da uno strumento che produce note musicali.

Una nota musicale produce oscillazioni a frequenza costante.

Se l'oscillazione della pressione ha caratterische casuali si tratta di rumore o di parlato.

Il cervello è in grado di distinguere suoni da parlato e da rumori.

Dopo l'articolo sul suono analogico ecco degli appunti sul suono digitale.

La conversione A-D del suono

Per trattare il suono con apparecchi digitali come i computer o i lettori di CD occorre che il suono, grandezza analogica, sia convertito in numeri: questo è il lavoro del convertitore analogico-digitale che realizza quanto previsto dal metodo di rappresentazione digitale di una variabile analogica definita come PCM (Pulse Code Modulation) (vedi wikipedia)

conversione2

Vedi anche UNITO (prof Rossano Gaeta) e forum Indire.

Detto questo occorre allora fissare la frequenza di campionamento del convertitore che deve essere il doppio della massima frequenza del suono che si vuole registrare (teorema di Shannon-Nyquist) e la gamma di livelli da estrarre dal segnale.

dimmer2Il dimmer è un dispositivo elettrico usato per regolare l'intensità luminosa delle lampadine elettriche. I dimmer elettronici usano di fatto il metodo PWM con due modalità diverse a seconda se devono funzionare in circuiti a corrente continua o a corrente alternata (nota 1).

Normalmente le lampadine vengono accese e spente con l'uso di un interruttore per cui o si ha tutta la luminosità che la lampada è in grado di fornire o nulla: non ci sono posizioni intermedie.

Con interruttori rapidi, più rapidi della capacità dell'occhio umano di seguire le variazioni di luce o del filamento della lampadina di raffreddarsi e diminuire la sua luminosità, si possono avere valori intermedi di luminosità.

Gli interruttori rapidi sono tutti di tipo elettronico e fanno uso di SCR, TRIAC, GTO, Transistor, MOSFET.

scope dutycycle m

Il PWM (Pulse Width Modulation in inglese) o modulazione dell'ampiezza dell'impulso, consiste nel variare la potenza elettrica in corrente continua agendo sulla durata dell'alimentazione del carico con metodi on/off anche detti a commutazione. Per commutazioni di lunga durata si chiama anche intermittenza.

(Il grafico in figura è ottenuto con l'oscilloscopio dove si vede che la tensione ottenuta con il metodo PWM oscilla fra un valore massimo (alimentazione a piena tensione) e zero.