A Prática do Arduino em Ensino: o Case de um Laboratório de Engenharia

1. Globalcode – Open4education
Arduino e Makers
A Prática do Arduino em Ensino:
o Case de um Laboratório de Engenharia
Renato Dutra Pereira Filho
Victor Rodrigues Botelho

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Cidade do Rio Grande
(300 km da capital)
Lab. de Controle de Processos Químicos
www.furg.br

3. Globalcode – Open4education
Disciplinas:
- Controle e Automação de Processos Químicos I e II ;
- Instrumentação e Controle de Bioprocessos;
- Inteligência Artificial Aplicada aos Processos Químicos;
Cursos de Graduação em
Engenharia Química
Engenharia Bioquímica

4. Globalcode – Open4education
O ensino de engenharia é resistente à
incorporação de novos métodos e técnicas de
ensino (BELHOT, R. V.; FIGUEIREDO, R. S.; MALAVÉ, C. O, 2001).
Críticos sugerem que o ensino tradicional
foca demasiadamente na informação e na
reprodução do conhecimento, quando o ideal
seria a utilização de métodos que permitam que o
conhecimento seja construído ativamente
pelo aluno (GUERRA, 2000).

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PCT23MkII :– Armfield ® - UKEm média 35 alunos / ano

6. Globalcode – Open4education
PráticaTeoria
BINÔMIO

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OBJETIVOS:
USAR microcontroladores da plataforma
“Arduino/Genuino” no ENSINO DE
ENGENHARIA QUÍMICA;
PROPICIAR oportunidades
enriquecedoras para os estudantes na
APRENDIZAGEM de CONTROLE E
AUTOMAÇÂO DE PROCESSOS QUÍMICOS
(kits).

8. Globalcode – Open4education
SEBORG, D.E. et al. Process dynamics and control. John Wiley and Sons, 1989.
Estado
Estacionário
Função
forçante:
Degrau
Novo Estado
Estacionário
Comportamento Dinâmico
Identificação
da dinâmica
Etapas da identificação da dinâmica
de resposta de sistemas
Modelo
Matemático no
Domínio do
Tempo ou no
Domínio
Complexo

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Dinâmica de Resposta de Sistemas
Ordem Zero
Comportamento Dinâmico
Primeira Ordem
Segunda Ordem
Outras
= . ( )
+ 2
( )
+ =
SEBORG, D.E. et al. Process dynamics and control. John Wiley and Sons, 1989.

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PráticaTeoria
OK ! ?

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Projeto de KITS para o Controle Automático de:
- Temperatura da Água do Chimarrão
- Posição do Robô AutoEquilibrado
- Nível de Líquido em Vasos Comunicantes
- Temperatura/Umidade na Estufa de Secagem de
Papel

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PRIMEIRO EXEMPLO:
GELADEIRA PELTIER !

13. Globalcode – Open4education
Surgimento de um gradiente de temperatura
entre as junções de dois materiais termoelétricos
quando estas são submetidas a uma tensão
elétrica.2
Efeito Peltier
2. ROWE, D.M. CRC Handbook of Thermoelectrics. CRC Press, 1995.

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Arranjo de semicondutores eletricamente em série e
termicamente em paralelo
Junção quente Junção quente
Junção fria Junção friaJunção fria
Fonte: Adaptado de http://www.nano.physik.uni-
muenchen.de/education/praktika/f1_thermoelectrics.pdf
Módulo Peltier
Fonte:
http://mecatronicahoje.blogspot.com.br/
2011/06/modulo-celula-de-peltier-ou-
pastilhas.html
Fluxo
de
Calor
Fluxo
de
Calor

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Fonte: Os autores.

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Dispositivo Peltier
(Módulo TEC 12706)
Microcontrolador
Arduino Nano
Caixa de isopor
contendo lata
de refrigerante
com sensor
LM35 acoplado
Fonte ATX
Sensor LM35
Fonte: Os autores.

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SEGUNDO EXEMPLO:
CONSTRUÇÃO DE
SENSOR CAPACITIVO
DE NÍVEL !

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Verificação da Linearidade das Medidas
Resultados Experimentais

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Resultados

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Resultados

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Resultados
- Vídeos documentando as atividades no
Youtube, na forma de seminários virtuais
rdpf.wordpress.com
- Participação dos estudantes no XXI COBEQ

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Muito obrigado pela atenção!
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