Robótica - Ensinamento para uma vida

Transcrição

1 Robótica A Robótica tem se tornado a maior forma de auxilio na educação e é a grande responsável pelo maior desenvolvimento intelectual de alunos de todas as idades escolares. Nos países desenvolvidos este assunto já faz parte do dia a dia dos alunos, porém, no Brasil ainda estamos engatinhando com soluções precárias pra não dizer, ine cazes, porem, iniciativas como essa são louváveis, mas não completam a formação de uma pessoa no uso da tecnologia para resolução de problemas. Robótica na Amiga Robótica é aliar componentes, computador, programas e pessoas com o objetivo comum de transformar ideias e conceitos em protótipos eletrônicos, despertando a mente inteligente que vai auxiliam o aluno na construção de novos projetos, principalmente aprender para no futuro estar pronto para entrar no campo de trabalho.

2 O principal objetivo da robótica Amiga é propor ao aluno o projeto e construção de experimentos investigatórios e exploratórios. Usando ferramentas adequadas para realização de projetos, é possível explorar aspectos de pesquisa, construção e automação. É um curso dinâmico e demanda a participação do grupo de alunos na concepção e modelagem do problema e da solução. O resultado esperado é um projeto em forma de maquete que demonstre os conceitos discutidos e aprendidos em sala de aula e no cotidiano do grupo. O professor não será a única fonte de consulta e sim um parceiro no processo de aprendizagem. Onde eu encontro robótica? Repartições públicas Nas casas Nos bancos Na televisão Escritórios Nas ruas Escolas Supermercados Hospitais Clínicas Fortemente encontrado na Indústria Novos equipamentos robotizados estão constantemente sendo adicionados no nosso dia a dia sem que percebamos. Geralmente usamos os mesmos sem nos dar conta, pois se encaixam nas nossas expectativas. (Quem tem certeza de que um elevador é um robô? Ou um caixa eletrônico?)

3 A inteligência para Piaget é o mecanismo de adaptação do organismo a uma situação nova e, como tal, implica a construção contínua de novas estruturas. Esta adaptação refere-se ao mundo exterior, como toda adaptação biológica. Desta forma, os indivíduos se desenvolvem intelectualmente a partir de exercícios e estímulos oferecidos pelo meio que os cercam. O que vale também dizer que a inteligência humana pode ser exercitada, buscando um aperfeiçoamento de potencialidades, que evolui desde o nível mais primitivo da existência, caracterizado por trocas bioquímicas até o nível das trocas simbólicas (RAMOZZI-CHIAROTTINO apud CHIABAI, 1990, p. 3). A robótica Amiga é um meio moderno e e ciente de aplicar essa teoria em sala de aula. O aluno recebe um problema e usando a mente inteligente vai propor uma ou mais soluções. Sempre que assimila um problema, pode no seu devido tempo e de acordo com a sua perspectiva propor a solução mais e ciente, construindo assim um conhecimento sólido e cará cada dia mais ávido por conhecimentos relacionados à questão. O processo de construção de um experimento robótico demanda necessidade de conhecimento e consequentemente o experimento para levar a cabo o protótipo proposto. A robótica Amiga leva o aluno a usar a mente inteligente, forçando-o a questionar, raciocinar e achar soluções. Saindo da teoria para a prática usando ensinamentos obtidos em sala de aula ou pesquisas, na vivência cotidiana, nos relacionamentos, nos conceitos e teorias que envolvam o assunto, possibilitando a interação com a realidade, e o desenvolvimento da capacidade para formular e equacionar problemas. Pro ssões para quem tem conhecimento em robótica. Técnico em Eletrônica Engenheiro Elétrico Mecânica Automação e Controle Computação Engenharia Eletrônica Projetista

4 Módulo 1 Todas as imagens são ilustrativas O CURSO AMPLIFICAÇÃO E ALIMENTAÇÃO DE ÁUDIO Objetivo é a construção de um amplificador de som, um VU de Led, ou seja uma sequencia de led que piscam de acordo com a música, uma fonte, um controle de tom e um gerador de áudio. Amplificador é um equipamento que utiliza uma pequena quantidade de energia para controlar uma quantidade maior. Em sua utilização mais coloquial, o termo se refere a amplificadores eletrônicos, principalmente aqueles usados para aplicações de áudio. A relação entre a entrada e a saída de um amplificador e a magnitude da função de transferência é denominada de ganho.

5 Módulo 1 - Experimento 1 Fonte fixa Objetivo: criar um circuito que retifique a saída do transformador e estabilize a tensão. 1. Carregadores de bateria. 2. Fonte de Televisão. 3. Eliminador de pilha. 4. Fontes de lâmpada de LEDs. 5. Carregador de ferramentas

6 Módulo 1 - Experimento 2 Amplificador de áudio Objetivo: criar um ampli cador de áudio integrado simples em protoboard. 1. Caixas de som para computador. 2. Rádios portáteis. 3. Amplificadores automotivos. 4. Aparelhos de entretenimento. 5. Rádios automotivos.

7 Módulo 1 - Experimento 3 VU de Led s Objetivo: criar um circuito que acione os led s de acordo com a intensidade do som. 1. Balanças. 2. Rádios. 3. Elevador. 4. Medidor de bateria. 5. Brinquedos que medem força.

8 Módulo 1 - Experimento 4 - Controle de tom (graves, médios e agudos) Objetivo: criar um circuito que faça o corte ou ganho de determinada faixa de frequência. 1. Equalizadores de som. 2. Cubos para guitarra. 3. Pré- amplificadores. 4. Aparelho de surdez. 5. Sistemas de som ambiente

9 Módulo 1 - Experimento 5 - Gerador de áudio. Objetivo: criar um circuito que irá gerar diversas faixas de frequência. 1. Afinador de instrumentos. 2. Sirenes 3. Campainhas 4. Telefones 5. Sensor de estacionamento

10 Módulo 2 O CURSO ACIONAMENTO DE MOTORES Objetivo é a construção de um motor primitivo, fonte de tensão ajustável, carrinho lutador, carrinho jogador de futebol, comandos e acionamentos e controle remoto Motores não produzem energia, apenas convertem a energia que recebem de outra fonte. As máquinas ligadas na luz ou bateria convertem energia elétrica em energia mecânica para poderem trabalhar. Se observarmos os equipamentos de uma cozinha, podemos ver possuem motores que giram quando ligados na tomada, o robô tem motores elétricos que são acionados para movimentar mecanismos que erguem, giram, agarram e soltam.

11 Módulo 2 - Experimento 1- Motor Primitivo. Objetivo: construir um motor primitivo, entender o funcionamento de um motor. 1- Carros elétricos 2- Elevadores 3- Portões 4- Geladeiras 5- Ventiladores

12 Módulo 2 - Experimento 2 fonte de tensão ajustável. Objetivo: criar um circuito que ajuste a tensão da fonte para o valor desejado. 1. Poderá ser usada em projetos caseiros 2. Carregador para baterias de várias capacidades 3. Controlar o consumo de equipamentos de tensão continua 4. Aprender os fundamentos de eletricidade e eletrônica 5. Alimentar equipamentos de diversas tensões de entrada.

13 Módulo 2 - Experimento 3 - Construção do carrinho lutador Objetivo: criar um dispositivo mecânico que ande e obedeça comandos de um joystick. 1- Habilidades logicas 2. Coordenação motora 3. Organização em projetos 4. Trabalho em grupo 5. Aplicação de conhecimento

14 Módulo 2 - Experimento 4- Carrinho jogador de futebol. 1- Equipamentos de Movimentação de Cargas 2- Esteiras 3- Escadas Roantes 4-Equipamentos Bélicos 5- Implementos Agrícolas

15 Módulo 2 - Experimento 5- Comandos e acionamentos. Objetivos: Criar uma forma de acionamento para motores elétricos. 1. Portões eletrônicos 2. Cortinas automáticas 3. Carros elétricos 4. Ar-condicionado 5. Elevadores

16 Módulo 2 - Experimento 6 - Controle Remoto Objetivo: Criar um controle que funciona por radiofrequência e controla equipamentos a distância 1. Portões Eletrônicos 2. Rádio - Televisão - Dvd - Bluray 3. Casas automatizadas 4. Guindastes 5. Sistemas de alarme

17 Módulo 3 O CURSO SEQUENCIADORES/GERADORES DE PULSO Objetivo é a construção de um Gerador de pulsos e tons, Gerador de tom, Divisor de clock, Contador Binário BCD, de pulsos, Gerador de senoide, Sequencial de led s. Sequenciadores são circuitos eletrônicos que usam um pulso e geram uma sequencia de novos pulsos e podem dividir uma entrada em várias saídas, multiplicando ou dividindo o pulso original. Geradores são circuitos que geram um pulso elétrico fixo, como o tempo de uma música. Podendo ser alterado o tempo da cadência de pulsos de acordo com uma tensão de referencia.

18 Módulo 3 - Experimento 1- Gerador de pulsos e tons Objetivo: criar um circuito gerador de pulos e tons para servir como clock ou gerador de audio, 1- Placa-mãe 2- Transmissores de rádios 3- Telefones sem fio 4- Transmissores de wireless 5- Controles de aeromodelos

19 Módulo 3 - Experimento 2 - Gerador de tom Objetivo: criar um gerador de tom padrão de áudio. Divisor de pulsos 1- Testador de telefone 2- Centrais de telefonia 3- Sistemas de interfone 4- Walkie-talkies 5- Alarmes de incêndio

20 Módulo 3 - Experimento 3 - Divisor de clock Objetivo: criar um circuito divisor de pulsos para serem aplicados em diversos experimentos. 1- Relógios digitais 2- Computadores 3- Celulares 4- Maquinas industriais 5- Televisores

21 Módulo 3 - Experimento 4 - Contador Binário BCD, de pulsos Objetivo: criar um circuito que conte a quantidade de pulsos gerados. 1- Velocímetros 2- Maquinas 3- Display de fila de espera 4- Radar de velocidade 5- Contador numérico

22 Módulo 3 - Experimento 5- Gerador de senoide. Objetivo: Criar um circuito que gera uma tensão alternada de baixa amplitude 1- Inversores de tensão 2- Mesa de vibração 3- Placas de áudio 4- Inversores de frequência 5- Fontes de tensão alternada de laboratório

23 Módulo 3 - Experimento 6 - Sequencial de led s. Objetivo: Criar um circuito que liga um conjunto de led s de forma graduada 1- Observar o funcionamento de um divisor de clock 2- Conhecer o funcionamento de circuitos lógicos 3- Uso aplicado de um gerador de frequência

24 Módulo 4 O CURSO SEGUIDORES (LINHA LUZ) Objetivo é a construção de um robô seguidor de linha, seguidor de luz, Dimmer óptico, Barreira Óptica, Catraca Eletrônica. Neste módulo, o aluno aprende a usar componentes que enxergam alguma coisa e se guiam por esses sináis, executando a sua tarefa como é o exemplo do robô seguidor de linha, que enquanto estiver enxergando a cor programada não sai do seu trajeto.

25 Módulo 4 - Experimento 1- Robô seguidor de linha Objetivo: Criar um dispositivo que siga um traçado especi co sem a interação humana. 1- Aplicar de forma pratica os sensores optoeletronicos 2- Trabalhar com acionamentos eletrônicos 3- Conhecer logica combinacional

26 Módulo 4 - Experimento 2-Seguidor de luz Objetivo: Criar um circuito que acione um dispositivo pela intensidade luminosa. 1- Iluminação publica 2- Sistemas de segurança ótico 3- Jardins automatizados 4-Cortinas automatizadas

27 Módulo 4 - Experimento 3 - Dimmer ótico. Objetivo: criar um circuito que tenha compare duas tensões para acionamento de um dispositivo. 1. Controle de luminosidade 2. Abertura proporcional de cortinas 3. Controle de rotação de motores 4. Sistema de iluminação fotográfico

28 Módulo 4 - Experimento 4 - Barreira ótica. Objetivo: criar um dispositivo que a partir de led s infravermelhos consegue acionar outros dispositivos 1- Odorizadores de ambiente 2- Acionamento automático de lâmpadas 3- Portas de elevadores 4- Sensor de segurança para maquinas 5- Válvulas hidráulicas automáticas

29 Módulo 4 - Experimento 5 - Catraca eletrônica Objetivo: criar um dispositivo que consegue contar o número de pessoas que entram ou saiam de um ambiente. 1- Ônibus 2- Sistemas antifurto para lojas 3- Portarias de bancos 4- Aeroportos\terminais rodoviários 5- Trens

30 Módulo 5 O CURSO FERRAMENTAS DIGITAIS Objetivo é a construção de uma Trema Ultrassom, Controle de Temperatura, Voltímetro, Luxímetro, Tacômetro, Sensor de presença/barreira contadora, detector de fumaça, acionamentos. Interagir com o meio ambiente é a forma mais atrativa que temos no desenvolvimento de algum experimento, e neta etapa do curso o aluno aprende a captar sináis através de sensores e processa-los, assim, pode demonstrar a interação que ocorre quando o equipamento capta informações do meio e transmite para o cérebro que vai executar a ação específica de acordo com a necessidade registrada.

31 Módulo 5 - Experimento 1- Trena ultrassom Objetivo: Montar um dispositivo que faça a leitura de uma distância de até 1,3 metros, e escreva essa informação em um display LCD 1- Displays Eletrônicos 2- Equipamentos com sensores de presença 3- Equipamentos anti colisão 4- Contadores 5- Esteiras de caixas de mercado

32 Módulo 5 - Experimento 2- Controlador de temperatura Objetivo: Criar um dispositivo que faça a leitura de uma determinada temperatura, e através de um setpoint acione algum dispositivo, mostrando no display o setpoint e a temperatura que se está lendo. 1. Controle de temperatura de ambientes 2. Termômetros digitais 3. Aviários 4. Tanques de Fermentação 5. Fornos

33 Módulo 5 - Experimento 3- Voltímetro Objetivo: Criar um dispositivo que faça a leitura de tensões. 1- Equipamentos com regulagem de tensão 2- Nobreaks 3- Alarmes 4- Iluminação de Emergência 5- Geradores de Energia

34 Módulo 5 - Experimento 4- Luximetro Objetivo: Criar um dispositivo que exiba em um display a quantidade de luz emitida por uma fonte luminosa. Explicação técnica do projeto 1. Medição de luminosidade 2. Calibração de temperatura de cor 3. Teste de lâmpadas 4. Produção de mudas 5. Maternidades

35 Módulo 5 - Experimento 5 Tacômetro Objetivo: Montar um dispositivo que mede a rotação e velocidade de um objeto que possua movimento circular. 1. Caminhões\ônibus 2. Teste de motores 3. Velocímetros 4. Medidor de RPM 5. Medidor de distancia percorridas

36 Módulo 5 - Experimento 6- Sensor de presença/barreira contadora Objetivo: Criar um dispositivo que faça a contagem de passagem de pessoas ou objetos. 1. Segurança de Residências 2. Cancelas 3. Portas Automáticas 4. Contadores 5. Iluminação de ambientes públicos

37 Módulo 5 - Experimento 7 detector de fumaça Objetivo: Criar um dispositivo que consegue detectar a presença de fumaça em ambientes fechados. 1. Segurança de edificações 2. Controle de equipamentos 3. Alarmes de segurança 4. Controle de poluição

38 Módulo 5 - Experimento 8- Acionamentos Objetivo: Criar formas de acionamento digital. 1. Braços mecânicos 2. Elevadores 3. Cadeiras de rodas automáticas 4. Veículos elétricos 5. Bombas d agua

39 Módulo 6 O CURSO INTRODUÇÃO À MICRO ELETRÔNICA Objetivo do curso é o aluno entrar em contato com a família do chip ATMEGA, programação de rotinas e interação com os componentes eletrônicos, além de iniciar o processo de desenvolvimento de placas de circuitos elétricos. Desenvolver a mente inteligênte é o maior desa o deste curso e nesta etapa o aluno vai simular no mundo virtual as necessidades do cotidiano, ou seja, vai trasnformar problemas reais em programas que terao a função de interpretar a interação homem X máquina. Aqui está o maior segredo do intressado em desenvolver equipamentos inteligentes.

40 Módulo 6 - Experimento 1- Família atmega Objetivo: Conhecer a família de micro controladores da atmega 1. Portões eletrônicos 2. Computadores de bordo 3. Centrais multimídia 4. CPU de automatização residencial 5. Centrais de injeção eletrônica

41 Módulo 6 - Experimento 2 -Exemplos de código Objetivo: Introdução à plataforma de programação de micro controladores atmega. 1. Em todos os projetos que exijam programação ou que é necessário entender o que foi coletado no ambiente.

42 Módulo 6 - Experimento 3 - Primeiro Contato Objetivo: Ter o primeiro contato com so wares de simulação de circuitos elétricos. 1. Desenvolvimento de diagramas elétricos 2. Projeto de placas de circuito 3. Simulações de cenários em aplicação

43 Módulo 7 O CURSO PROJETO FINAL O Objetivo do módulo nal é o aluno propor um projeto com base no conhecimento adquirido e juntamente com o instrutor executar e apresentar para a turma, além de deixa-lo exposto na escola com a devida documentação desenvolvida.