39475 - BIOINGEGNERIA ELETTRONICA APPLICATA ALLE PROTESI

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del modulo lo studente possiede le conoscenze di base dei principi fisici e delle tecnologie utilizzate nei dispositivi elettronici presenti nel mondo protesico: i sensori, le architetture a microprocessore, la conoscenza per l'elaborazione e il filtraggio dei dati. Lo studente avrà le conoscenze sulle batterie, gli attuatori, i trasduttori presenti nei sistemi protesici e le basi dei protocolli di comunicazioni tra PC e Protesi. Lo studente acquisisce le conoscenze basilari di un sistema di controllo in catena chiusa ed in catena aperta e impara a realizzare semplici algoritmi di controllo implementadoli su sistemi a microprocessore.

Contenuti

TEORIA

Richiami di fisica matematica ed elettrotecnica

• Sistemi di numerazione, Grandezze costanti e variabili nel tempo
• Sviluppo in serie di Fourier
• Resistenza, resistività, serie, parallelo,codice colori
• Capacità, parallelo, serie
• Induttanza, serie, parallelo
• Componenti reali ed ideali
  
  

Richiami di elettronica

• Diodi, Led, BJT, MOS, Optoisolatori
• Amp.Op
  • Guadagno, Banda, Ring, Rout, CMRR
  • Configuraz.invert. non invert. Differenziale

Ausili tecnologici, Design for all, ICF

Attuatori:

• Motori elettrici
• Relais
• Servomotori
• Attuatori termici

Microcontrollore

• CU, RAM, FLASH, IO, ADC, DAC, PWM
• Teorema di Shannon
• Controllo di un motore e H-BRIDGE

Filtri

• Digitali
• Analogici

  Trasmissione dei segnali

• Seriale e Parallela
• BIT/BAUD RATE
• RS232, USB, Wi-Fi, Bluetooth, Zig-Bee

Sensori

• Forza e pressione
  • Estensimetri
  • Non estensimetrici
  • Capacitivi
• Inerziali
• Posizione
  • Inclinazione
  • Posizione angolare assoluti e relativi, encoder
• Temperatura: termoresistenze, termocoppie, termistori
• Cenni di controlli automatici e Controllo in catena aperta ed in catena chiusa
• Affidabilità di un sistema elettronico
• Batterie ed accumulatori

Richiami sull' EMG e Target Muscle ReInnervation

Protesica, Bionica, Robotica

Protesi Poliarticolate e Tecniche di controllo

Ritorno Sensoriale

Tecnologie Assistive e sistemi di valutazione

Fondamenti di Domotica

LABORATORIO

• Misure elettriche e di resistenza
• Prove con motori in velocità e coppia
• Utilizzo di un oscilloscopio e verifica dei segnali
• Prove con sensori (misura di una posizione angolare, di una pressione)
• Prove di polarizzazione di un led
• Prove di saldatura di compenti elettrici su basetta
• Utilizzo di Arduino: Lampeggio di un led - Led con pulsanti (and – or)
• Utilizzo di Arduino: Lettura valore di un potenziometro o FSR - Invio dati con seriale Controllo LED con PWM

Realizzazione di un controllo per una protesi mioelettrica

"L'insegnamento partecipa al progetto di sperimentazione didattica dell'Ateneo”

Testi/Bibliografia

Vengono fornite le slides delle lezioni e numerose pubblicazioni scientifiche. Il materiale viene consegnato agli studenti durante le lezioni

Metodi didattici

Lezioni frontali con utilizzo di video e modalità digitali interattive ed  esercitazioni in laboratorio. A seconda della disponibilità possono essere incluse visite presso enti /aziende esterne.

"L'insegnamento partecipa al progetto di sperimentazione didattica dell'Ateneo”

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L'esame si articola in tre prove:

• Prova pratica individuale,
• Tesina scritta individuale o Progetto individuale o di gruppo con discussione,
• esame individuale orale.

Strumenti a supporto della didattica

Durante il corso si farà uso di dispositivi protesici commerciali e prototipi. Per la parte ausili tecnologici ci si avvarrà del laboratorio di ausili informatici e domotici del Centro Protesi INAIL

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Angelo Davalli