Elettronica

In questo curriculum si approfondiscono gli aspetti legati all'hardware su cui si basano i moderni sistemi elettronici (dai PC agli smartphone, dalle TAC e PET utilizzate negli ospedali all'elettronica di controllo di un'automobile...), i campi elettromagnetici, le misure elettroniche e l'elaborazione elettronica dei segnali.
 
Elettronica: hardware analogico e digitale, firmware e software
 
L'elettronica e' oggi il cuore di quasi tutti gli oggetti con cui abbiamo a che fare quotidianamente: ormai, e' difficile trovare un dispositivo che non abbia al proprio interno una componente importante di elettronica). Questo e' ovvio per alcuni dispositivi quali un PC o un telefono cellulare, lo e' forse meno in altri casi. Si pensi ad esempio a un'automobile: mentre fino ad alcuni anni fa la presenza dell'elettronica si limitava forse solo all'accensione, ora essa si e' espansa a praticamente tutti i sistemi di bordo: dal controllo del motore, alla diagnostica, alla gestione delle luci (sempre piu spesso basate su tecnologia LED), alla sicurezza (airbag e ABS), alla navigazione e all'infotainement (player DVD, telefonia, email...).
 
Questo vale per ogni dispositivo in cui e' richiesta "intelligenza" ai fini di migliorarne le prestazioni, ridurre i consumi o i costi. Tanto per fare un esempio in un campo un po' particolare, la difesa: circa meta' del valore di un elicottero da combattimento (un sistema in apparenza solamente meccanico) e' costituito dall'elettronica: gestione dei sistemi di bordo, contromisure elettroniche (ECM, electronic counter-measures), sistemi di comando, comunicazione e controllo (CCC).
 
 
I sistemi elettronici sono costituiti da hardware (eventualmente, in parte analogico e in parte digitale) e, quasi sempre, da firmware (software che controlla a basso livello l'hardware specifico; tipicamente sistemi embedded basati su microcontrollori o FPGA) e/o da software (codice di alto livello, normalmente eseguito su microprocessori). Nel curriculum "elettronica" della laurea triennale e poi della laurea magistrale lo studente apprende le cognizioni di base di tutti questi aspetti dell'elettronica. 
 
Campi elettromagnetici
 
Il funzionamento dei sistemi elettronici si basa, da un punto di vista fisico, su tensioni e correnti, e quindi sui campi elettromagnatici che le supportano. E' fondamentale che lo studente abbia una buona conoscenza, quindi, del comportamento del campi elettromagnetici, sia nel vuoto (si pensi alle trasmissioni via radio) che nella sua interazione con la materia; questa conoscenza viene acquisita in alcuni specifici corsi delle lauree triennale e magistrale, corsi peraltro condivisi con l'indirizzo telecomunicazioni (essendo le telecomunicazioni, ovviamente, basate sui campi elettromagnetici).
 
Misure Elettroniche
 
Misurare significa trasformare l’informazione in conoscenza del mondo che ci circonda. 
Lord Kelvin (l'ideatore dell'omonima scala termometrica) affermava: “…quando potete misurare ed esprimere in numeri ciò di cui state parlando, solo allora sapete esprimere qualcosa di esso; ma quando non vi è possibile esprimere numericamente l’oggetto della vostra indagine, allora la vostra conoscenza è scarsa ed insoddisfacente. Questo può rappresentare solo l’inizio della conoscenza, ma nelle vostre menti avete a malapena fatto qualche progresso verso la scienza, qualunque sia l’argomento…“
I corsi di Misure Elettroniche e di Strumentazione Elettronica, grazie anche alle attività sperimentali previste presso i laboratori di ricerca APL, 
- forniscono le basi culturali, tecniche e tecnologiche per affrontare la misurazione di qualsiasi grandezza e lo sviluppo di ogni tipo di strumentazione 
- stimolano lo sviluppo di abilità individuali e la percezione ragionata del mondo fisico, indispensabili per la conduzione di qualsiasi attività tecnico scientifica 
- favoriscono la creazione di una competenza multidisciplinare consapevole, organizzata e fruibile 
- propongono l’approccio sistemico quale strumento guida nello sviluppo di qualsiasi dispositivo in grado di soddisfare dei bisogni in regime di qualità. 
 
 
Elaborazione elettronica dei segnali e delle immagini
 
Un tema particolarmente interessante dell'elettronica e' quello dell'elaborazione elettronica dei segnali. Se ne possono trovare esempi nella vita di tutti i giorni: la codifica MP3 dei file audio, la compressione in formato JPEG delle immagini, la codifica MPEG4 del filmati video... 
Altri casi sono meno noti; per citarne uno, l'azienda Amped, fondata da un nostro ex studente, produce e vende ‌in tutto il mondo un software per l'elaborazione di immagini a scopo forense (ad esempio, per rimettere a fuoco un'immagine mossa di un'automobile utilizzata in una rapina). 
 
 
 
Il piano di studi prevede, nell'indirizzo elettronica della laurea magistrale, due esami centrati su queste problematiche; lo studente puo' poi svolgere la sua tesi presso il gruppo di ricerca IPL (Image Processing Laboratory) , che da anni si occupa appunto di elaborazione elettronica di immagini.
 
 
 
 
Strumentazione elettronica avanzata
 
Il piano di studi prevede anche un modulo di "strumentazione elettronica avanzata per la ricerca", svolto in collaborazione con il "Laboratorio Strumentazione e Detector" di Elettra. Elettra e' un centro di ricerca multidisciplinare internazione di eccellenza, specializzato nell'applicazione della radiazione di sincrotrone e dei laser ad elettroni liberi nella scienza dei materiali.
 
 
Gli studenti possono poi sviluppare la loro tesi magistrale presso questo laboratorio, partecipando ad importanti progetti di ricerca nazionali e internazionali, utilizzando strumentazione elettronica sofisticata e progettando sistemi di acquisizione all’avanguardia nel campo dell’elettronica per la fisica sperimentale.