Uso do Hardware Livre Arduino em Ambientes de Ensino-aprendizagem - JAIE2012

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O projeto Uca na Cuca marcou presença na Jornada de Atualização em Informática na Educação (JAIE 2012), evento integrante do Congresso Brasileiro de Informática na Educação (CBIE), realizado no Rio de Janeiro nas dependências da UFRJ. A equipe Uca na Cuca apresentou o mini-curso intutulado "Uso do Hardware Livre Arduino em Ambientes de Ensino-aprendizagem". O Este mini-curso tem como objetivo apresentar e explorar as possibilidades educacionais de kits robóticos com componentes de baixo custo utilizando o hadware livre Arduino.

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  • Pontos chaves: void setup() e void loop() comandos: pinMode, digitalWrite e delay constantes: OUTPUT, HIGH e LOW Comentários // e /**/ LEDs RX e TX.
  • Além de motores, podemos controlar outros componentes com o potenciômetro, como por exemplo: A intensidade da luz de um LED; O volume do som de uma buzina.
  • Uso do Hardware Livre Arduino em Ambientes de Ensino-aprendizagem - JAIE2012

    1. 1. Uso do Hardware Livre Arduino em Ambientes de Ensino-aprendizagem GINAPE – NCE/UFRJ www.nce.ufrj.br/ginape21/11/2012
    2. 2. Agenda:- Quem somos- O Projeto Uca na Cuca - Metas - Experiências já realizadas (meta 1)- Introdução a Robótica Educacional- Componentes Básicos- Projeto Arduino- Experimentos- Discussão Final
    3. 3. Quem somos ?• Grupo de pesquisa em Tecnologias no Ensino do Instituto NCE/UFRJ  GINAPE (desde 1982!) ( www.nce.ufrj.br/ginape)• Atuamos no Mestrado em Informática da UFRJ ( www.ppgi.ufrj.br)• Coordenamos uma Pós-Graduação Lato Sensu em Tecnologias no Ensino  PGTIAE ( www.pgtiae.nce.ufrj.br)• Desenvolvemos trabalhos com Robótica desde os anos 1980!
    4. 4. O projeto UCA na Cuca/CNPq• O projeto conta com financiamento do CNPq e propõe ações que contemplam as modalidades de pesquisa científica, pesquisa tecnológica e inovação pedagógica para um período de 18 meses, elegendo como tema problematizador a Robótica Educacional. www.nce.ufrj.br/ginape/ucanacuca
    5. 5. O projeto UCA na Cuca – Metas1 - Proposta, desenvolvimento, aplicação e avaliação de uma metodologia para formação de professores em robótica educacional.2 - Produção de kit didático centrado na plataforma Arduino: testado, validado, documentado, que deverá estar pronto para o re-uso em rede web e/ou para ser distribuído.3 - Adaptação para o PROUCA e plataforma Arduino de uma linguagem de programação visual “ProgrameFácil” desenvolvida no GINAPE.4 – Desenv. de ambiente virtual de acesso remoto de atividades didáticas em Robótica Educacional –LabVad/RobEd.5 - Avaliação sistêmica da intervenção do projeto nas escolas parceiras.
    6. 6. O projeto UCA na Cuca – Meta 1• Formação de Professores em RE com hardware livre Arduino – Escolas parceiras no município de Piraí – Duas turmas – 17 professores formados – Cinco trabalhos apresentados • Número, LED’s e Reta Real (Turma 1) • Integrobótica (Turma 1) • Geomatótica (Turma 2) • Robotitrânsito (Turma 2) • Dengue no Brasil (Turma 2)
    7. 7. O projeto UCA na Cuca – Meta 1• Trabalhos apresentados em Piraí (Vídeos) – Números, LED’s e Reta Real / Integrobótica – Geomatótica – Robotitrânsito – Casos da dengue no Brasil
    8. 8. Robótica Educacional• Robô (dicionário Aurélio) – Mecanismo automático – Semelhante ao homem – Executa ordens sem pensar• Robótica – Conjuntos de estudos e técnicas para utilização da robôs na automação
    9. 9. Robótica Educacional• Robótica Educacional – “Ambiente constituído pelo computador, componentes eletrônicos, eletromecânicos e programa, onde o aprendiz, por meio da integração destes elementos, constrói e programa dispositivos automatizados com o objetivo de explorar conceitos das diversas áreas do conhecimento”. (CHELLA, 2002)
    10. 10. Robótica Educacional• Robótica educacional como elemento motivador – Questionar, pensar, buscar soluções – Interação com a realidade – Trabalho em grupo
    11. 11. Kits de Robótica Educacional• Kits comerciais – Modelix - Lego
    12. 12. Kits de Robótica Educacional• Uso de componentes de baixo custo – Materiais recicláveis – reuso de materiais de “sucata” – Hardware livre Arduino como elemento de “Inteligência”
    13. 13. Componentes Básicos• Identificação dos terminais do LED • Polarização Anodo Catodo
    14. 14. Componentes Básicos • Derivados de LEDs
    15. 15. Componentes Básicos• Resistor
    16. 16. Componentes Básicos• Protoboard / Matriz de Contatos
    17. 17. O que é o Arduino? Uma placa Um ambiente Uma eletrônica de comunidade, (hardware) programação Uma Filosofia
    18. 18. Projeto Arduino• Projeto italiano (2005)• Hardware “open source”• Livre para inspeção e modificação• Comunidade construída ao longo do planeta• Site: http://www.arduino.cc/
    19. 19. Arduino - Hardware Versão UNO
    20. 20. Arduino – modelos oficiais• Diferentes modelos oficiais de hardware Uno Leonardo LilyPad Nano Mega
    21. 21. Arduino – modelos não oficiais• Muitos modelos não oficiais de hardware Seeduino Roboduino (China) (EUA) Severino Brasuino (Brasil) (Brasil)
    22. 22. Arduino - Software • Ambiente onde se programa o hardware •Tipo Editor de textos • Lê, escreve e edita “sketches” • Envia programa para o hardware
    23. 23. Arduino e UCA• Parceria GINAPE/Metasys – inserção do IDE Arduino no Sistema Operacional Meego
    24. 24. Experimentos• Os materiais utilizados nos experimentos a seguir estão disponibilizados para download em:http://146.164.3.24/ucanacuca/index.php/jaie-2012 – Vídeos com o passo a passo – Esquemas de montagem – Códigos fonte
    25. 25. Experimento 1 - PiscaLED• O que é: Neste experimento iremos fazer um pisca-pisca com LEDs.• Material necessário: – 2x LEDs; – 2x resistores de 330ohms; – Arduino, Protoboard e Fios condutores.
    26. 26. Experimento 1 - PiscaLED• Montagem:
    27. 27. Experimento 1 - PiscaLED• Código:
    28. 28. Experimento 1 - PiscaLED• Desafios: – Altere o código para que os 2 LEDs pisquem de forma alternada; – Adicione mais um LED (vermelho) e simule o funcionamento de um semáforo.
    29. 29. Experimento 2 - Sensor de Luminosidade• O que é: Neste experimento iremos acender um LED quando o ambiente estiver escuro.• Material necessário: – 1x LED; – 2x resistores; – 1x LDR.
    30. 30. Experimento 2 - Sensor de Luminosidade• Montagem:
    31. 31. Experimento 2 - Sensor de Luminosidade• Código:
    32. 32. Experimento 3 - Sensor deTemperatura• O que é: Vamos medir a temperatura ambiente utilizando um termistor e mostrar a temperatura aferida utilizando um LED RGB.• Material necessário: – 1x sensor de temperatura; – 3x resistores; – 1x LED RGB.
    33. 33. Experimento 3 - Sensor deTemperatura• Montagem:
    34. 34. Experimento 3 - Sensor de Temperatura • Código:
    35. 35. Experimento 3 - Sensor deTemperatura• Desafios: – Indicação de temperatura máxima: utilize uma Buzina para emitir um sinal sonoro quando uma determinada temperatura é atingida.
    36. 36. Experimento 4 - Motor• O que é: Neste experimento iremos controlar a velocidade de um motor DC utilizando um potenciômetro.• Material necessário: – 1x Motor; – 1x potenciômetro.
    37. 37. Experimento 4 - Motor• Montagem:
    38. 38. Experimento 4 - Motor• Código:
    39. 39. Experimento 4 - Motor• Desafios: – Altere o motor DC por um motor Servo.
    40. 40. O projeto UCA na Cuca – Meta 3• Desenv. de linguagem de programação visual – Foco no PROUCA e no Arduino (DuinoBlocks) – Adaptação da linguagem “ProgrameFácil” desenvolvida no GINAPE  ambiente DuinoBlocks – Desenvolvido em Phyton
    41. 41. O projeto UCA na Cuca – Meta 3• Desenv. de linguagem de programação visual
    42. 42. O projeto UCA na Cuca – Meta 4• Desenv. de ambiente virtual de acesso remoto de atividades didáticas em Robótica Educacional –LabVad/RobEd.• Experimentos do Arduino executados Remotamente;• Extensão do laboratório real para as escolas;
    43. 43. O projeto UCA na Cuca – Meta 4 Tela do LABVAD NCE - UFRJ
    44. 44. Robótica na sala de aula Ideias...
    45. 45. LINKSGINAPE• Site: www.nce.ufrj.br/ginapeProjeto Uca Na Cuca• Site: www.nce.ufrj.br/ginape/ucanacuca• Facebook: http://www.facebook.com/ProjetoUcaNaCuca• Youtube: http://www.youtube.com/projetoucanacuca

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