PROGRAMA DE DISCIPLINA

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1 ASSOCIAÇÃO EDUCACIONAL DOM BOSCO Fundada em 21 de dezembro de 1964 MANTENEDORA DAS FACULDADES DE CIÊNCIAS ECONÔMICAS, ADMINISTRATIVAS, COMPUTAÇÃO, FILOSOFIA, CIÊNCIAS E LETRAS DOM BOSCO, FACULDADE DE ENGENHARIA DE RESENDE E COLÉGIO DE APLICAÇÃO DE RESENDE. Seção Técnica de Ensino PROGRAMA DE DISCIPLINA DISCIPLINA SISTEMAS PARA AUTOMAÇÃO E ROBÓTICA ANO 2018 CURSO (S) SISTEMAS DE INFORMAÇÃO SÉRIE (S) CARGA HORÁRIA TEÓRICA CARGA HORÁRIA PRÁTICA CARGA HORÁRIA EaD CARGA HORÁRIA TOTAL 3º ANO 34 horas-aula 46 horas-aula 00 horas-aula 80 horas-aula EMENTA Robótica de Manipuladores. Sensores. Arduíno. Sistema de Controle. Lógica FUZZY (NEBULOSA). Redes Neurais OBJETIVOS GERAL Ao final da disciplina os alunos deverão ter condições de compreender diversas ferramentas que são utilizadas em automação e robótica. ESPECÍFICOS 1. Introduzir o tema automação e robótica; 2. Compreender os principais conceitos relacionado a robótica industrial (robótica de manipuladores); 3. Conhecer e compreender o funcionamento de alguns atuadores; 4. Conhecer e compreender o funcionamento dos principais sensores; 5. Compreender um sistema de controle de malha fechada; 6. Compreender e aplicar a lógica FUZZY na solução de problemas; 7. Compreender e aplicar a lógica redes neurais na solução de problemas; 8. Prática: realizar exercícios relacionados aos tópicos acima; 9. Compreender e utilizar o Arduíno na automação e na robótica; 10. Prática: Aplicar conceitos de lógica FUZZY e Redes Neurais com toolbox MatLab e C++..

2 COMPETÊNCIAS As Diretrizes Curriculares Nacionais do Curso de Graduação em Sistemas de Informação estabelecem que o curso deve possibilitar a formação profissional que revele, pelo menos, as seguintes competências abaixo. Nesta disciplina, os dois pontos mais trabalhados serão os marcados com X: I - competência do seu curso; II - competência do seu curso; III - competência do seu curso; IV - competência do seu curso; V- competência do seu curso; VI- competência do seu curso; VII- competência do seu curso; VIII- competência do seu curso. IX- competência do seu curso. X- competência do seu curso. XI- competência do seu curso. XII- competência do seu curso. XIII- competência do seu curso. XIV- competência do seu curso. XV- competência do seu curso. XVI- competência do seu curso.. Nº da UD ESTRUTURA DO CONTEÚDO PROGRAMÁTICO Assunto 1 Introdução 1.1 Visão Geral do Campo de Atuação da Automação e da Robótica 2 Robótica de Manipuladores 2.1 Exemplos de automação de um processo produtivo; 2.2 Manipulador robótico, braço, elos, juntas, punho, órgão terminal, tipos de juntas ou articulações (linear (L), revolvente (V), torcional (T) e rotacional (R)); 2.3 Configuração dos robôs (cartesiana, cilíndrica, esférica, escara, articulada), configuração de punhos, movimentos de um punho (guinada, rolamento e arfagem); 2.4 Atuadores ou acionadores (motor CC, acionadores hidráulicos e pneumáticos), relação custo x capacidade de atuadores; 2.5 Cinemática direta e inversa de um manipulador robótico RR em movimento plano; 2.5 Sensores (acelerômetro, temperatura, umidade, interruptor de lâminas, sensor potenciômetro, encoder absoluto e incremental, tacogerador e sensor de distância); Objetivo Específico (n o ) Bimestre Teórica Prática EaD ,3,

3 2.6 Exercícios relacionados. 3 Sensores 3.1 Definição; 3.2 Explicação do Funcionamento de diversos sensores (acelerômetro, sensor de temperatura, sensor de luminosidade, interruptor de lâminas, sensor potenciômetro, encoder absoluto e incremental tacogerador, sensor de distância ultrassônico, sensor câmera) Arduíno 4.1 Princípio de funcionamento; 4.2 Detalhes da placa arduíno UNO R3 (pinos digitais e analógicos, alimentação, usb, terra e chip principal); 4.3 Instalação do software arduíno, conexão da placa ao computador, configuração do software, explicação sumário da programação (rotinas setup, loop, bibliotecas, configuração da pinagem como entrada ou saída, rotina delay); 4.4 Programação do Arduíno (acionando LED com chave sem e com programação); 4.5 Programação (sensor de luminosidade); 4.6 Programação (modulação por largura de pulso, no controle da velocidade de motor DC) 4.7 Programação (uso de configuração de um DISPLAY de 7 segmentos) 4.8 Programação (sensor de ULTRASSÔNICO para medir distância) 4.9 Programação (ENCODER para medir rotação de um eixo) 4.10 Programação (MICROSERVO na rotação de uma junta). 5 Sistema de Controle 5.1 Introdução; 5.2 Noções sobre sistemas de controle de malha fechada; 6 Lógica FUZZY 6.1 Introdução à Inteligência computacional (sistemas especialistas, lógica FUZZY, redes neurais e algoritmos genéticos),; 6.2 Conceito, objetivo, princípio; 6.3 Lógica clássica x difusa; 6.4 Conjunto FUZZY, grau de pertinência, função de pertinência, modificadores; 6.5 Operações sobre conjuntos, regras FUZZY, 6.6mEtapas do raciocínio FUZZY (fuzificação, inferência, defuzificação); 6.7 Exercícios relacionados; 6.8 Prática: resolução de problema completo usando lógica FUZZY no toolbox MATLAB e biblioteca FUZZY em C); 7 Redes Neurais 7.1 Neurônio biológico e artificial; 7.2 Cérebro x computador; 7.3 Definição de redes neurais, topologia de uma rede neural (entradas, camadas escondidas, camada de 4, , ,8, ,8,

4 saída); 7.4 Peso sináptico da conexão entre neurônios, peso sináptico x aprendizado, função de ativação; 7.5 Capacidades de uma rede neural (associação e generalização); 7.6 Redes feedforward e recorrentes; 7.7 Aprendizado e recuperação da informação; 7.8 Treinamento supervisionado; 7.9 Algoritmos de aprendizado (perceptron e backpropagation); 7.10 Rede perceptron (características); 7.11 Rede backpropagation (características) 7.12 Prática: exercícios relacionados a uma rede multiplayer backpropagation (solução de um problema completo usando rede multiplayer backpropagation no toolbox matlab e usando linguagem C) PROCEDIMENTOS DE ENSINO METODOLOGIA DE ENSINO O material foi disponibilizado na plataforma moodle para que o aluno estude antes, durante e após a aula. Para cada assunto, o aluno resolverá um questionário (na plataforma ou offline). Em alguns assuntos haverá uma avaliação a ser realizada na plataforma. No assunto arduíno programará o mesmo na prática usando placas reais, nos assuntos lógica fuzzy e redes neurais o aluno utilizará o toobox MatLab e a linguagem C++.. Principais metodologias usadas: Sala de aula invertida Ensino híbrido Peer Instruction Project Based Learning Problem Based Learning Writing Across the Curriculum Estudo de Caso Vídeos Palestras Seminários Team Based Learning Aula Expositiva Dialogada Fórum online Teste online Simulação Outras: prática de programação. RECURSOS NECESSÁRIOS Computadores no laboratório de informática. INTERDISCIPLINARIDADE Parte dos textos, exemplos e casos apresentados no conteúdo programático serão ferramentas para outras áreas de conhecimento e disciplinas tais como programação em geral. PROCEDIMENTOS DE AVALIAÇÃO E RETIFICAÇÃO DA APRENDIZAGEM

5 O sistema de avaliação da disciplina será constituído de seis etapas anuais, sendo quatro avaliações bimestrais, uma prova de exame final e uma prova de segunda época. As avaliações bimestrais serão compostas por trabalhos em sala de aula (exercícios no moodle; exercícios offline e prática utilizando Arduíno, MatLab e programação em C); os trabalhos terão uma pontuação variando de 2,0 a 10.0 pontos (dependendo do assunto que estiver sendo abordado). As avaliações escritas serão compostas de questões dissertativas e objetivas quando se tratar de conteúdos qualitativos; e dissertativas, objetivas e com exercícios quando se tratar de conteúdos quantitativos. BIBLIOGRAFIA BÁSICA MC ROBERTS, Michael. Arduíno Básico. São Paulo: Editora Novatec, LUDWIG JR, Oswaldo; MONTGOMERY, Eduard. Redes Neurais, Fundamentos e Aplicações com Programas em C. Rio de Janeiro: Editora Ciência Moderna, SIMÕES, Marcelo Godoy; SHAW, Ian S. Controle e Modelagem Fuzzy. 2ª Ed. São Paulo: Editora Blucker, COMPLEMENTAR REGAZZI, Rogério Dias; PEREIRA, Paulo Sérgio; SILVA JR., Manoel Feliciano da. Soluções práticas de instrumentação e automação: utilizando a programação gráfica LabView. Rio de Janeiro: [s.n.], SILVEIRA, Paulo Rogério da; SANTOS, Winderson E. dos. Automação e controle discreto. 9.ed. São Paulo: Érica, ABREU, Luis. MICROCONTROLADORES P I C PROGRAMACAO EM C. Ed.7. Erica, ALVES, José Luiz Loureiro. Instrumentação, controle e automação de processos. 2.ed. Rio de Janeiro: LTC, MORAES, Cícero Couto de; CASTRUCCI, Plínio de Lauro. Engenharia de automação industrial. 2.ed. Rio de Janeiro: LTC, PERIÓDICOS - APROVAÇÃO PRESIDENTE DO NDE: Ass. Data: APROVAÇÃO STE: Ass. Data: