Elementi di Elettronica 1

Elettroni in movimento nei metalli

Nei metalli gli atomi che costituiscono il materiale sono disposti nello spazio secondo una struttura ordinata, se immaginiamo una griglia possiamo pensare che gli atomi occupino i nodi del reticolo.

Inoltre gli elettroni esterni di ciascun atomo sono liberi di muoversi nello spazio intorno all’atomo: il moto è di fatto un moto con direzione casuale ma, in certe condizioni, gli atomi possono iniziare a muoversi in maniera ordinata all’interno del materiale, seguendo tutti la stessa direzione e lo stesso verso di movimento.

Centralina per il monitoraggio della qualità dell’aria

Nell’ambito di un progetto finanziato con fondi del PNRR per avvicinare studentesse e studenti allo studio delle discipline STEM (Science Technology Engineering and Mathematics) abbiamo deciso di progettare e realizzare una centralina portatile per il monitoraggio della qualità dell’aria, per affiancare una misura di tipo strumentale all’Indice di Biodiversità Lichenica utile a caratterizzare l’inquinamento atmosferico di un’area.
I licheni infatti sono dei buoni bioindicatori per la qualità dell’aria, in quanto diverse specie sono sensibili a inquinanti atmosferici quali il biossido di azoto (NO₂) e l’anidride solforosa (SO₂).

Informazione e entropia, il contributo di Shannon

Supponiamo di avere due palline, una bianca e una nera: qualcuno prende una delle due palline e la mette in un cassetto: quale situazione si può verificare quando si apre il cassetto?

Quando apriamo il cassetto potremo trovare una pallina bianca oppure una pallina nera.

E se avessimo due cassetti, per ciascuno dei quali abbiamo a disposizione una coppia di palline (di cui una bianca e l’altra nera)? e se i cassetti fossero tre?

Perturbazioni e onde

Le onde sonore sono una perturbazione delle molecole che compongono l’aria che si propaga come vibrazione da una sorgente a un ricevitore.
La sorgente è un oggetto capace di vibrare, per esempio uno strumento musicale, e il ricevitore può essere la membrana del timpano del nostro orecchio, che viene messa in vibrazione dalle onde sonore che la colpiscono.

Se in Figura 1 osserviamo le molecole d’aria soggette a una vibrazione possiamo vedere come, fissato un punto nello spazio, le molecole nel tempo subiscano una compressione che si alterna a una rarefazione, che risulta in una variazione di densità del mezzo.
In pratica, se fossimo in grado di osservare un gruppo di molecole vicine, le vedremmo oscillare in maniera alternata in avanti e indietro lungo la direzione di propagazione della perturbazione.

mini-R

mini-R è un robot-rover controllato via Wi-Fi costruito attorno al kit Adafruit Mini Robot Rover Chassis.
I codici completi per il controllo del robot e per l’interfaccia web sono disponibili nella repository del progetto su GitHub.

Al centro del progetto si trova un Adafruit ESP8266 Feather Huzzah impostato in modalità soft-AP e controllato tramite una web-app. Il driver dei motori è la scheda Adafruit DC Motor + Stepper FeatherWing.

Adafruit ESP8266 Feather Huzzah

L’ESP8266 è un microcontrollore economico con tecnologia Wi-Fi, prodotto dalla Espressif di Shangai.

L’Adafruit ESP8266 Feather Huzzah è una scheda basata sul chip ESP8266 con processore impostato a 80 MHz e tensione logica di 3.3V.

La repository con i codici è disponibile su GitHub

Connessione Wi-Fi

Per una panoramica sul funzionamento delle reti, indirizzi IP e risorse web si veda la pagina Internet e reti.

Dalle biomasse al petrolio

Tradizionalmente l’energia (termica) è stata ricavata dalla combustione di biomasse quali legna e carbone vegetale; diverse forme di energia rinnovabile hanno affiancato l’energia da biomasse, in particolare l’energia animale, l’energia eolica, l’energia solare e quella idrica.

Una serie di scelte politiche, militari e tecnologiche vede affiancarsi alle biomasse e all’energia animale prima il carbone (dalla prima metà del XIX secolo) e poi il petrolio (dai primi anni del XX secolo) ma è dagli anni ‘20-‘30 del 900 che precise scelte politiche, quali la periurbanizzazione e la motorizzazione forzata negli Stati Uniti e la costruzione di infrastrutture stradali in Europa, hanno determinato l’affermarsi del petrolio quale principale fonte di energia.

Di seguito trovate alcuni spunti di riflessione, legati più o meno direttamente al momento particolare che stiamo tutti vivendo.

A distanza, grazie a Internet

L’utilizzo di Internet per effettuare videochiamate, per informarsi su quotidiani e riviste online, per svolgere lezioni a distanza, per svagarsi guardando un film, richiede risorse, principalmente legate all’energia e alle infrastrutture necessarie al funzionamento di Internet e dei dispositivi e servizi connessi.
Rimanere connessi per diverse ore di fronte a un computer, un tablet o un telefono inoltre può inoltre avere un impatto sulla salute.

Audio di introduzione all'argomento

Onde

Un sasso cade in un lago, una corda viene fatta oscillare, un terremoto scuote la terra, tu mi parli e io ti ascolto, la radio diffonde musica: sono tutti esempi che coinvolgono le onde.

Ma che cosa è un’onda? Le onde sono una perturbazione che si propaga attraverso un mezzo. Le onde sono in grado di trasferire energia senza trasferimento di materia.

Pi greco, Wislawa Szymborska

È degno di ammirazione il Pi greco
tre virgola uno quattro uno.
Anche tutte le sue cifre successive sono iniziali,
cinque nove due, poiché non finisce mai.
[…]
Il serpente più lungo della terra
dopo vari metri si interrompe.
Lo stesso, anche se un po’ dopo,
fanno i serpenti delle fiabe.
Il corteo di cifre che compongono il Pi greco
non si ferma sul bordo della pagina,
È capace di srotolarsi sul tavolo, nell’aria,
attraverso il muro, la foglia, il nido, le nuvole,
diritto fino al cielo,
per quanto è gonfio e senza fondo il cielo.
[…]

Classi Terze