UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO

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1 UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Escola de Engenharia de São Carlos Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação EDITAL CGA-EC: Laboratório de Apoio a Ensino, Pesquisa e Extensão: Laboratório Integrado para Projetos da Graduação e Extensão Prof. Dr. Maximiliam Luppe São Carlos 2016

2 TÍTULO Laboratório Integrado para Projetos da Graduação e Extensão MOTIVAÇÃO Desde 2003, as disciplinas Projeto de Formatura I e Projeto de Formatura II, também conhecidas por Trabalho de Conclusão de Curso (TCC), fazem parte do conjunto de disciplinas obrigatórias do curso interunidades de Engenharia de Computação e, de acordo com as Diretrizes para Elaboração do Trabalho de Formatura TCC, tem como objetivo principal promover síntese e integração dos conhecimentos adquiridos, sendo parte integrante e destacada do projeto pedagógico do curso, o que demonstra a sua importância na formação do aluno de Engenharia de Computação. De acordo com o Plano Político Pedagógico (PPP) do curso de Engenharia de Computação, esta prevista a alocação de salas informatizadas para ensino e para abrigar projetos individuais dos alunos, bem como área para empresa júnior. Além das atividades relacionadas ao projeto de TCC, ainda de acordo com o PPP, dentro da Estrutura Pedagógica e Curricular do curso de Engenharia de Computação, estão definidas diretrizes pedagógicas que visem, dentre outros objetivos, 13. Estimular a atuação social com prestação de assessoria a escolas, entidades públicas e assistenciais;, e é esperado que o egresso apresente um perfil profissional capaz de 10. Agir com responsabilidade social ao aplicar conhecimentos e tecnologias. Desta forma, dada a existência de um laboratório didático vinculado diretamente às atividades práticas dos alunos, que provê a infraestrutura necessária para a realização das atividades previstas nos planos de trabalho apresentados pelos alunos na elaboração do TCC, é possível utilizar a mesma infraestrutura como forma de facilitar a inserção deste futuro profissional na sociedade e reforçar a sua responsabilidade social na difusão dos conhecimentos adquiridos, além de estimular a iniciativa individual e o empreendedorismo. Sendo assim, neste documento é proposta a implantação do Laboratório Integrado para Projetos da Graduação e Extensão no prédio da Engenharia de Computação, de acordo com as diretrizes do Plano Político Pedagógico do referido curso. ASPECTOS QUE ESTIMULEM A PARTICIPAÇÃO DOS ALUNOS No Laboratório é possível realizar minicursos de iniciação à programação para a comunidade em geral, além de atividades de programação durante a Semana de Computação SEMCOMP. Nesta semana, que faz parte do calendário de atividades do curso de Engenharia de Computação, os alunos ficam responsáveis pela a realização de eventos que visem complementar a formação profissional, por meio de palestras, visitas técnicas e minicursos. Dentre os minicursos possíveis estão os de programação, mais especificamente, os de programação em plataformas embarcadas, como a Raspberry PI, um pequeno computador do tamanho de um cartão de crédito que, por rodar Linux, vem com diversos aplicativos e compiladores/interpretadores que possibilitam atividades práticas de programação. Dentre estes temos o Scratch e o Python. O Scratch é uma linguagem de programação online e gratuita que permite o aprendizado inicial de conceitos de programação por meio de uma interface gráfica de programação em blocos. Foi concebida inicialmente para crianças entre 8 e 16 anos, mas também pode ser utilizado por pessoas de qualquer idade. Cursos de introdução à programação poderiam ser oferecidos à sociedade pelos alunos do curso de Engenharia de Computação, utilizando a infraestrutura do Laboratório com turmas de 16 alunos (dois por computador) e os computadores previstos para o mesmo. Tais cursos reforçariam a responsabilidade social do futuro engenheiro, além de permitir uma maior inserção da Universidade na sociedade. Os alunos também seriam estimulados a desenvolver atividades de programação, reforçando os conhecimentos já adquiridos. O Python é uma linguagem estruturada de alto nível, orientada a objetos que visava a produtividade e legibilidade do código, e tem sido utilizada como linguagem nos cursos introdutórios de programação de diversas universidades americanas. Esta linguagem de programação também tem sido amplamente utilizada em plataformas embarcadas, como o Raspberry PI. Assim, com a integração do Raspberry PI e a linguagem Python, é possível criar cursos de programação em sistemas embarcados durante as atividades da SEMCOMP, complementando a formação do futuro engenheiro. Finalmente, as plataformas Raspberry PI poderão ser utilizadas pelos alunos nos projetos de TCC, estimulando o desenvolvimentos de atividades que complementem sua formação profissional e estimulem o empreendedorismo e o desenvolvimento de soluções para problemas nas diversas áreas de atuação do Engenheiro de Computação BENEFÍCIOS PARA A FORMAÇÃO DOS ALUNOS NA ÁREA A existência de um laboratório que estimule o empreendedorismo, reforce a responsabilidade social, permita a livre iniciativa e a complementação do conhecimento são fundamentais na formação de um profissional que atue no século XXI. Uma das áreas de maior demanda dentro das possíveis áreas de atuações do Engenheiro de Computação é a dos sistemas embarcados. Ter a capacidade e a facilidade de atuar nesta área é um importante diferencial na formação deste profissional. Além disso, ter a capacidade de responder à demanda da sociedade por este tipo de conhecimento é fundamental para o desenvolvimento tecnológico do país. Sendo assim, aproveitando uma infraestrutura já existente, este projeto visa proporcionar este diferencial na formação do futuro Engenheiro de Computação.

3 RECURSOS MATERIAIS E MÉTODOS Para que seja possível a implantação do Laboratório Integrado para Projetos da Graduação e Extensão, é necessária a compra dos materiais listados na Tabela 1. Estes materiais serão comprados com verba do Edital PRG/Santander Universidades/2: Santander e-grad - Edição 2015/2016 Anexo I (aguardando aprovação). Tabela 1 Previsão de gastos para implantação do Laboratório Integrado para Projetos da Graduação e Extensão Descrição Preço unitário quantidade valor Kit Raspberry Pi Start R$ 500,00 10 R$ 5.000,00 Componentes Diversos R$ 2.000,00 1 R$ 2.000,00 Total R$ 7.000,00 EQUIPES Será formada principalmente pelos alunos da SAECOMP, que ficarão responsáveis pela organização dos minicursos durante a SEMCOMP, e de voluntários para os cursos voltados à comunidade local, além dos alunos interessados em desenvolver TCC utilizando as plataformas disponíveis. ESPAÇO REQUISITADO E NÚMERO DE ALUNOS BENEFICIADOS Solicita-se uma área adequada para implantação do referido Laboratório que comporte pelo menos oito mesas/bancadas para o desenvolvimento das atividades previstas. Serão beneficiados todos os alunos do curso. PLANO DE IMPLANTAÇÃO A implantação deste projeto é imediata, dependendo apenas da liberação do espaço para a implantação dos Laboratórios de Projetos de Graduação. Mesmo que demore a liberação deste espaço específico, o prédio do curso de Engenharia de Computação já conta com laboratórios de computação que poderiam ser utilizados provisoriamente. Abaixo temos um cronograma de desenvolvimento do projeto. Ano Mês Atividades 2016 Setembro Compra dos equipamentos e Divulgação do Projeto para os alunos Outubro Seleção de alunos para ministrar os minicursos e desenvolvimento de TCC Novembro Preparação de material para os minicursos para a comunidade Dezembro Oferecimentos dos minicursos para a comunidade local 2017 Janeiro Apresentação de Relatório Fevereiro Oferecimentos dos minicursos para a comunidade local Março Abertura dos laboratórios para os projetos de TCC Abril Desenvolvimentos dos projetos de TCC Maio Desenvolvimentos dos projetos de TCC Junho Apresentação dos projetos de TCC Julho Preparação de material para os minicursos a serem oferecidos durante a SEMCOMP Agosto Oferecimentos dos minicursos durante a SEMCOMP Setembro Apresentação de Relatório METAS MENSURÁVEIS Como meta de avaliação espera-se um aumento na quantidade de projetos de TCC dentro da área de sistemas embarcados, com o uso da plataforma Raspberry PI. Espera-se uma maior inserção dos alunos nas atividades escopo deste projeto (responsabilidade social, empreendedorismo, etc.) e uma integração entre as áreas de programação e sistemas embarcados. Atenciosamente Prof. Dr. Maximiliam Luppe Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação EESC/USP

4 ANEXO I UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO Escola de Engenharia de São Carlos Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação EDITAL PRG/Santander Universidades/2: Santander e-grad Edição 2015/2016 Laboratório Integrador para Projetos da Graduação Coordenador: Prof. Dr. Maximiliam Luppe São Carlos 2016

5 INTRODUÇÃO Desde 2003, as disciplinas Projeto de Formatura I e Projeto de Formatura II, também conhecidas por Trabalho de Conclusão de Curso (TCC), fazem parte do conjunto de disciplinas obrigatórias do curso interunidades de Engenharia de Computação e, de acordo com as Diretrizes para Elaboração do Trabalho de Formatura TCC, tem como objetivo principal promover síntese e integração dos conhecimentos adquiridos, sendo parte integrante e destacada do projeto pedagógico do curso, o que demonstra a sua importância na formação do aluno de Engenharia de Computação. Vale salientar que, de acordo com as Diretrizes, os planos de projeto serão analisados por uma comissão de docentes, especialmente designada pela Comissão Coordenadora do Curso CoC, que analisará a sua viabilidade em face da infraestrutura disponível e recursos financeiros exigidos. Desta forma, é importante que os Departamentos envolvidos possam disponibilizar infraestrutura e organizar a utilização de laboratórios necessários para a viabilização dos projetos necessários, de acordo com a diretriz IV.5 das Diretrizes para Elaboração do Trabalho de Formatura. Dadas às características especiais do curso de Engenharia de Computação, e aproveitando a iniciativa da USP de estabelecer uma nova área no campus em São Carlos (Área II), um prédio foi projetado e construído exclusivamente para atendê-lo. Atualmente, parte das atividades de ensino está sendo direcionada para as novas instalações, sendo a intenção abrigar no novo prédio diversos laboratórios didáticos, como o Laboratório de Sistemas Embarcados, o Laboratório de Redes, o Laboratório de Multimídia, etc. De acordo com o Plano Político Pedagógico (PPP) do curso de Engenharia de Computação, esta prevista a alocação de salas informatizadas para ensino e para abrigar projetos individuais dos alunos, bem como área para empresa júnior. Atualmente, está sendo solicitada uma área para a implantação dos Laboratórios para Projetos de Graduação no prédio do curso de Engenharia de Computação, junto à Comissão Gestora Administrativa da Engenharia de Computação (CGA-EC), responsável pela administração do referido prédio. Além das atividades relacionadas ao projeto de TCC, ainda de acordo com o PPP, dentro da Estrutura Pedagógica e Curricular do curso de Engenharia de Computação, estão definidas diretrizes pedagógicas que visem, dentre outros objetivos, 13. Estimular a atuação social com prestação de assessoria a escolas, entidades públicas e assistenciais;, e é esperado que o egresso apresente um perfil profissional capaz de 10. Agir com responsabilidade social ao aplicar conhecimentos e tecnologias.

6 Desta forma, dada a existência de um laboratório didático vinculado diretamente às atividades práticas dos alunos, que provê a infraestrutura necessária para a realização das atividades previstas nos planos de trabalho apresentados pelos alunos na elaboração do TCC, é possível utilizar a mesma infraestrutura como forma de facilitar a inserção deste futuro profissional na sociedade e reforçar a sua responsabilidade social na difusão dos conhecimentos adquiridos, além de estimular a iniciativa individual e o empreendedorismo. Sendo assim, neste documento é proposta a implantação do Laboratório Integrador para Projetos da Graduação nos Laboratórios para Projetos de Graduação no prédio da Engenharia de Computação, de acordo com as diretrizes do Plano Político Pedagógico do referido curso. LABORATÓRIOS PARA PROJETOS DE GRADUAÇÃO Como já dito, os Laboratórios para Projetos de Graduação destinam-se as atividades voltadas para a execução dos Trabalhos de Conclusão de Curso. Além disso, estes laboratórios também se destinariam à: atividades práticas ligadas ao desenvolvimento de projetos, tanto de eletrônica como de sistemas microprocessados, realizadas por alunos interessados em aprofundar o aprendizado de técnicas e atividades relacionadas ao curso. Esta é uma antiga demanda dos alunos do curso, conforme carta apresentada na 87ª sessão da CoC-Engenharia de Computação, em 17/09/2015, em anexo. a realização de diversos cursos, como de prototipagem rápida, de ferramentas para confecção de placas de circuito impresso, de programação em sistemas embarcados como Arduino, Raspberry- Pi, BeagleBoneBlack (BBB), tanto para alunos do curso como para a comunidade local. Tem sido observado que cursos semelhantes a estes têm apresentado uma alta demanda nas Semanas de Engenharia (Integra Elétrica e SemComp). Conforme foi mencionado anteriormente, está sendo solicitada uma área para a implantação dos Laboratórios para Projetos de Graduação no prédio do curso de Engenharia de Computação, junto à Comissão Gestora Administrativa da Engenharia de Computação (CGA-EC). Metade da área, denominada Laboratório 1, será destinada às bancadas de projeto, compostas por equipamentos de instrumentação eletrônica (fontes, osciloscópios, geradores de sinais, multímetros, etc.) e a outra metade, denominada Laboratório 2, à confecção de placas de circuito impresso e de protótipos, com os materiais necessários para esta finalidade. Também estão sendo solicitados computadores para ambas as áreas. Segue um detalhamento da infraestrutura vislumbrada para cada uma das áreas. Na figura 1 é mostrada uma planta geral ilustrando a disposição de bancadas, mesas, etc. para os dois laboratórios.

7 Figura 1 - Proposta de organização dos "Laboratórios para Projetos de Graduação Laboratório 1 Bancadas de trabalho Este laboratório será composto de até 8 bancadas padrão (idênticas às bancadas dos laboratórios de Digitais e Analógicos), sendo que cada bancada será instrumentada com: Computador Fonte simétrica Osciloscópio com analisador lógico (MSO Mixed Signal Oscilloscope) Gerador de funções Multímetros Alicates Protoboards (matriz de contatos) Sofwares de simulação (analógica, digital, telecomunicações, sistemas de potência, sistemas de controle, eletrônica de potência, etc.) e de confecção de placas de circuito impresso. Além das bancadas, oito ao todo, está previsto um armário na sala para a guarda dos equipamentos que não estivessem em uso, sendo que a chave do mesmo ficaria sob a responsabilidade de um técnico de

8 apoio, e uma mesa de apoio com computador e projetor multimídia. Laboratório 2 Bancadas de prototipagem Este laboratório será composto de bancadas com os equipamentos necessários para a confecção de protótipos e placas de circuito impresso. Serão pelo menos duas bancadas com equipamento de soldagem (estação de solda) e duas bancadas (ou mesas) para uma fresa para a confecção de placas de circuito impresso, sendo uma para um computador que controla a fresa e outra para a fresa, propriamente dita. Neste laboratório haverá espaço para impressoras 3D para a fabricação de protótipos para os projetos de formatura que necessitem de partes mecânicas: robôs, caixas de proteção, design de produto, etc. Para a impressora 3D também estarão disponíveis duas bancadas, similares às da fresa. Além disso, foram solicitados três armários: um para o material de soldagem, um para o material da fresa e um para o material da impressora 3D, todos com chaves que ficariam sob a responsabilidade de um técnico de apoio. IMPLANTAÇÃO DO LABORATÓRIO INTEGRADOR PARA PROJETOS DA GRADUAÇÃO Dada a infraestrutura proposta para os Laboratórios de Projetos de Graduação, é possível utilizálos para o desenvolvimento de atividades que visem estimular a iniciativa individual e o empreendedorismo, além de permitir desenvolver atividades que permitam a inserção deste futuro profissional na sociedade e reforçar a sua responsabilidade social na difusão dos conhecimentos adquiridos. No Laboratório 1 é possível realizar minicursos de iniciação à programação para a comunidade em geral, além de atividades de programação durante a Semana de Computação SEMCOMP. Nesta semana, que faz parte do calendário de atividades do curso de Engenharia de Computação, os alunos ficam responsáveis pela a realização de eventos que visem complementar a formação profissional, por meio de palestras, visitas técnicas e minicursos. Dentre os minicursos possíveis estão os de programação, mais especificamente, os de programação em plataformas embarcadas. Uma das plataformas embarcadas mais utilizadas atualmente é a Raspberry PI, um pequeno computador do tamanho de um cartão de crédito criado na Inglaterra com a intenção de promover o ensino de conceitos básicos de programação em escolas e países em desenvolvimento. Por rodar Linux, esta plataforma vem com diversos aplicativos e compiladores/interpretadores que possibilitam atividades práticas de programação. Dentre estes temos o Scratch e o Python. O Scratch é uma linguagem de programação online e gratuita, desenvolvida pelo MIT, que permite o aprendizado inicial de conceitos de programação por meio de uma interface gráfica de programação em blocos. Foi concebida inicialmente para crianças entre 8 e 16 anos, mas também pode ser utilizado por pessoas de qualquer idade. Cursos de introdução à programação poderiam ser oferecidos à sociedade pelos

9 alunos do curso de Engenharia de Computação, utilizando a infraestrutura do Laboratório 1, com turmas de 16 alunos (dois por computador) e os computadores previstos para o mesmo. Tais cursos reforçariam a responsabilidade social do futuro engenheiro, além de permitir uma maior inserção da Universidade na sociedade. Os alunos também seriam estimulados a desenvolver atividades de programação, reforçando os conhecimentos já adquiridos. O Python é uma linguagem estruturada de alto nível, orientada a objetos, lançada em 1991 por Guido van Rossum, que visava a produtividade e legibilidade do código, e tem sido utilizada como linguagem nos cursos introdutórios de programação de diversas universidades americanas. Esta linguagem de programação também tem sido amplamente utilizada em plataformas embarcadas, como o Raspberry PI. Assim, com a integração do Raspberry PI e a linguagem Python, é possível criar cursos de programação em sistemas embarcados durante as atividades da SEMCOMP, complementando a formação do futuro engenheiro. Além disso, com o uso de bibliotecas específicas e de livre acesso, como o opencv, é possível utilizar esta plataforma em projetos de pesquisa em Visão Computacional, estimulando os alunos a desenvolverem projetos de TCC nesta área. No Laboratório 2, com a fresa e a impressora 3D, é possível estimular o empreendedorismo nos alunos com o desenvolvimento de projetos e produtos, possibilitando a rápida prototipagem de soluções inovadoras. Este tipo de ambiente, também conhecido como Makerspace, tem se tornado um diferencial na formação de diversos profissionais, principalmente na área de tecnologias. MakerSpace é uma comunidade que tem como objetivo estimular o DIY Do It Yourself (Faça Você Mesmo), com atividades que estimulem a criatividade. Integrado ao Laboratório 1, é possível desenvolver atividades de fabricação de placas eletrônicas com minicursos na SEMCOMP, algo tem tem sido demandado pelos próprios alunos, e minicursos de prototipagem rápida, onde os alunos aprendem as ferramentas computacionais no Laboratório 1 e realizam a parte experimental no Laboratório 2. Finalmente, as plataformas Raspberry PI poderão ser utilizadas pelos alunos nos projetos de TCC, estimulando o desenvolvimentos de atividades que complementem sua formação profissional e estimulem o empreendedorismo e o desenvolvimento de soluções para problemas nas diversas áreas de atuação do Engenheiro de Computação. Para que seja possível a implantação do Laboratórios Integrador para Projetos da Graduação, é necessária a compra dos seguintes equipamentos: 1 Impressora 3D (3D Cube R$10.000,00 valor aproximado) 1 Computador para controle da impressora 3D (Intel Core i5, 8GB RAM, Disco 1TB, monitor 23 All-in-One preferível) 10 Kits Raspberry Pi Start Componentes eletrônicos diversos

10 Na Tabela 1, é apresentada uma planilha de gastos previstos. Tabela 2 Previsão de gastos para implantação do Laboratório Integrador para Projetos da Graduação Produto descrição Preço unitário qtd valor Computador R$ 3.000,00 1 R$ 3.000,00 Impressora 3D R$ ,00 1 R$ ,00 Kit Raspberry Pi Start R$ 500,00 10 R$ 5.000,00 Componentes Diversos R$ 2.000,00 1 R$ 2.000,00 Total R$ ,00 JUSTIFICATIVA A existência de um laboratório que estimule o empreendedorismo, reforce a responsabilidade social, permita a livre iniciativa e a complementação do conhecimento são fundamentais na formação de um profissional que atue no século XXI. Uma das áreas de maior demanda dentro das possíveis áreas de atuações do Engenheiro de Computação é a dos sistemas embarcados. Ter a capacidade e a facilidade de atuar nesta área é um importante diferencial na formação deste profissional. Além disso, ter a capacidade de responder à demanda da sociedade por este tipo de conhecimento é fundamental para o desenvolvimento tecnológico do país. Sendo assim, aproveitando uma infraestrutura já existente, este projeto visa proporcionar este diferencial na formação do futuro Engenheiro de Computação. PLANO DE IMPLANTAÇÃO A implantação deste projeto é imediata, dependendo apenas da liberação do espaço para a implantação dos Laboratórios de Projetos de Graduação. Mesmo que demore a liberação deste espaço específico, o prédio do curso de Engenharia de Computação já conta com laboratórios de computação que poderiam ser utilizados provisoriamente. Abaixo temos um cronograma de desenvolvimento do projeto. Ano Mês Atividades 2016 Abril Compra dos equipamentos e Divulgação do Projeto para os alunos Maio Junho Julho Seleção de alunos para ministrar os minicursos e desenvolvimento de TCC Preparação de material para os minicursos a serem oferecidos durante a SEMCOMP Abertura dos laboratórios para os projetos de TCC

11 Agosto Oferecimentos dos minicursos durante a SEMCOMP Setembro Apresentação de Relatório Parcial Outubro Desenvolvimentos dos projetos de TCC Novembro Apresentação dos projetos de TCC Dezembro Preparação de material para os minicursos para a comunidade 2017 Janeiro Oferecimentos dos minicursos para a comunidade local Fevereiro Abertura dos laboratórios para novos projetos de TCC Março Apresentação de Relatório Final METAS DE AVALIAÇÃO Como meta de avaliação espera-se um aumento na quantidade de projetos de TCC dentro da área de sistemas embarcados, com o uso da plataforma Raspberry PI. Espera-se uma maior inserção dos alunos nas atividades escopo deste projeto (responsabilidade social, empreendedorismo, etc.) e uma integração entre as áreas de programação e sistemas embarcados. Atenciosamente Prof. Dr. Maximiliam Luppe Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação EESC/USP