ArduinoUNO

Rilievo sperimentale della caratteristica corrente-tensione di un diodo con ArduinoUNO

Maurizio Zoppitelli docente di Elettrotecnica ed Elettronica

Classe 3^ I.T.T.S. Indirizzo di Elettrotecnica ed Elettronica

Tramite il metodo della lezione segmentata si è voluto far acquisire ai ragazzi della classe 3 AE (Elettronica) un metodo di lavoro nell’affrontare lo studio dei dispositivi elettronici, in particolare del diodo a semiconduttore, formulando ipotesi esplicative attraverso osservazione, sperimentazione e deduzione di modelli; al contempo gli studenti hanno dovuto utilizzare il linguaggio specifico e formale per l’esposizione delle conoscenze esercitando anche le capacità di risoluzione dei problemi hardware e software loro proposti.

La metodologia didattica della lezione segmentata (chunking) si attua in varie fasi, di seguito elencate:

  • Verifica conoscenze pregresse:

ha previsto un test per sondare le conoscenze degli studenti sul tema in questione svolto tramite l’iPad e l’app Numbers

  • Lezione diretta (1° Segmento)

Spiegazione dell’esperimento da condurre utilizzando ArduinoUNO tramite scheda-stimolo del docente

https://docs.google.com/document/d/15eg2RCNslLhz_QU9pkDnE9IPTmjOGVqe/edit?usp=sharing&ouid=112441007624758056308&rtpof=true&sd=true 

  • 1° Attività

La classe è stata divisa in gruppi di lavoro in modo da provvedere alla raccolta dei dati in modo indipendente. L’esperienza è stata condotta utilizzando la scheda di prototipazione rapida ArduinoUNO, e l’App ArduinoCode (Arduino IDE). Per registrare i dati numerici ottenuti dalla acquisizione numerica è stata utilizzata l’App Numbers. Di seguito è riportato il file contenente 1000 campioni di dati.

https://drive.google.com/file/d/12eZanNUVKqQWBtmKb7eD5YR67w1OI2a0/view?usp=sharing

  • 1° Restituzione collettiva: i singoli gruppi hanno confrontato i dati ottenuti per tipologie diverse di diodi (diodi LED green, red, yellow, e diodo 1N4004) tramite discussione su Framapad
  • Lezione diretta (2° Segmento):

tramite iPad viene svolto un ripasso degli strumenti matematici disponibili nell’App GeoGebra e necessari alla deduzione della curva che meglio approssima i dati sperimentali raccolti (fitting

  • 2° Attività:

i vari gruppi tramite l’App GeoGebra procedono alla scoperta della possibile funzione matematica in grado di approssimare i dati sperimentali scegliendola tra quelle studiate

  • 2° Restituzione collettiva

In questa fase si è pervenuti ad una sintesi tramite confronto sui lavori svolti relativamente alla illustrazione delle leggi matematiche a cui ciascun gruppo è pervenuto.

  • Valutazione

La valutazione è stata fatta tramite l’impiego di una rubric di cui si fornisce il link:

https://docs.google.com/document/d/1tZR4pu174oAcXuQ0kmRPZKxZunp76LrDK6shZvpqoZ0/edit?usp=sharing

Prodotto software realizzato 

Applicazione GeoGebra per ricavare i parametri della caratteristica I/U di un diodo dai dati raccolti

https://www.geogebra.org/classic/sqdag3c8

Schematico apparato sperimentale

Cablaggio apparato sperimentale per l’acquisizione dati

Esempio dati sperimentali raccolti da un singolo gruppo