FORMULÁRIO DE IDENTIFICAÇÃO 1. IDENTIFICAÇÃO 1.1 Título do Projeto: Uso do Arduíno como ferramenta de apoio ao processo de ensinoaprendizagem

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1 FORMULÁRIO DE IDENTIFICAÇÃO 1. IDENTIFICAÇÃO 1.1 Título do Projeto: Uso do Arduíno como ferramenta de apoio ao processo de ensinoaprendizagem 1.2 Coordenador: Renira Carla Soares 1.3 Câmpus envolvido(s): Câmpus Santo Augusto 1.4 Curso ou Área de Vinculação: Técnico em Informática Integrado ao Ensino Médio 1.5 Público Alvo: Alunos do 1º, 2º e 3º ano do Curso Técnico em Informática. 1.6 N de Pessoas a serem diretamente atingidas: 89 alunos 1.7 Período e local de Realização: Câmpus Santo Augusto Laboratório de Informática Projeto de: ( X ) Longa Duração ( ) Curta Duração Carga Horária Total: 160 h 2. RECURSOS HUMANOS a) Coordenador Nome: Renira Carla Soares SIAPE: renira.soares@iffarroupilha.edu.br Cel: (55) / b) Colaborador(es) Nome Câmpus SIAPE N de horas no projeto Giovani Felipe Jahn SA Rubrica 3. APROVAÇÃO DIREÇÃO DE ENSINO / DIRETORIA DE ADMINISTRAÇÃO* Nome Função Assinatura DE 4. DECLARAÇÃO DE CEDÊNCIA DE DIREITOS AUTORAIS Eu, Renira Carla Soares, autorizo a destinação desse Projeto ao Banco de Projetos de Ensino do Instituto Federal Farroupilha e sua execução em outro Câmpus, desde que citada a autoria. Assinatura Nome: Renira Carla Soares * A Diretoria de Ensino deverá aprovar caso haja previsão orçamentária do Câmpus para a execução do Projeto.

2 MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA INSTITUTO FEDERAL FARROUPILHA Câmpus Santo Augusto USO DO ARDUÍNO COMO FERRAMENTA DE APOIO AO PROCESSO DE ENSINO-APRENDIZAGEM Santa Maria 2014

3 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO OBJETIVOS OBJETIVO GERAL OBJETIVOS ESPECÍFICOS JUSTIFICATIVA RESULTADOS ESPERADOS REVISÃO DA LITERATURA METODOLOGIA CRONOGRAMA ORÇAMENTO...?

4 2 1 INTRODUÇÃO A robótica é uma área de pesquisa multidisciplinar, pois engloba o conteúdo de diferentes disciplinas objetivando a construção de equipamentos automatizados para as mais variadas atividades do cotidiano. É cada vez mais comum o uso destes equipamentos para auxiliar os seres humanos em inúmeras tarefas, desde a locomoção de uma planta em busca de iluminação até a exploração espacial. O hardware pode ser uma excelente ferramenta de ensino se bem aplicada e explorada, principalmente no que tange a um curso técnico. Partindo do pressuposto que dispositivos automatizados instigam a curiosidade de adolescentes, utilizaremos tal curiosidade para proporcionar ao aluno uma maneira lúdica de aprendizagem de disciplinas como Física, Matemática, Geografia, Programação entre outros, de forma simples e agradável. Utilizaremos para tal uma plataforma de prototipagem eletrônica de hardware livre chamada Arduíno, que será usado para o desenvolvimento de objetos interativos independentes, ou ainda para ser conectado a um computador hospedeiro. 2 OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GERAL Proporcionar ao aluno do Curso Técnico em Informática o aprendizado de disciplinas de sua grade curricular através do uso da plataforma de prototipagem eletrônica de hardware livre Arduíno.

5 3 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Permitir ao aluno o contato com equipamentos de robótica; Ensino de prototipagem eletrônica através de projetos desenvolvidos em grupo; Promover um espaço de aprendizagem interdisciplinar, envolvendo diretamente as disciplinas de: Física, Matemática, Geografia, Língua Portuguesa, Programação I, Programação II, Programação Web e Engenharia de Software; Possibilitar melhor compreensão dos conceitos básicos envolvidos no processo de programação; Promover uma capacidade de visão além do programa, da sua aplicação num contexto de solução de um problema, interfaceando com sistemas de hardware externos. 3 JUSTIFICATIVA É notória aos docentes dos cursos de Informática a dificuldade encontrada pelos alunos de nível médio no que tange às disciplinas de programação. Ao ministrar novamente Exame para mais de 50% de uma turma de primeiro ano da disciplina de Programação I, surgiu a ideia de criação de um Projeto de Ensino que contribuísse com a tarefa de estimular o uso do raciocínio lógico nos alunos. Surgiu então a ideia de utilização de componentes de hardware que permitissem a visualização do raciocínio lógico pretendido. A solução imediatamente sugerida é a utilização de uma plataforma que possibilitasse tal associação. Devido ao aumento de sua popularidade, tanto no meio acadêmico como amador, o uso do Arduíno foi levantado como adequado para esta necessidade.

6 4 Desde a sua criação em 2005 a plataforma Arduíno vem sendo utilizada em várias aplicações. Por se tratar de uma plataforma livre e de baixo custo é muito utilizada no ensino, seja de crianças, adolescentes, jovens ou adultos. Tal fato abre o leque de possibilidades da aplicação do Arduíno à contribuir para o aprendizado de outras disciplinas do currículo dos alunos, dentre elas: Língua Portuguesa: cada grupo de alunos se responsabilizará por construir (produção textual) um projeto de hardware, atividade supervisionada pela coordenação do projeto, pelo colaborador e acompanhada por um bolsista. Física: na construção do projeto de hardware serão indispensáveis o uso de conhecimentos de hidrostática, calor e movimento para a programação do dispositivo. Geografia: conceitos relacionados à localização geográfica e espacial serão retomados no desenvolvimento de cada projeto. Engenharia de Software: para a construção de um projeto, faz-se necessária uma análise de requisitos prévia. Programação I: a elaboração do problema e a busca pela construção da solução já seriam suficientes para salientar a importância deste projeto para a disciplina, mas ainda é necessário ressaltar que o feedback imediato palpável de cada ação programada pelo aluno contribuem muito mais para o aprendizado de programação que um exercício em um compilador qualquer. 4 RESULTADOS ESPERADOS O resultado mais esperado sem dúvida é o aprimoramento do raciocínio lógico do aluno, que abre um leque de vantagens sobre seu aproveitamento na aprendizagem de cada disciplina, além de proporcionar a ele uma vivência prática enquanto profissional de Informática.

7 5 5 REVISÃO DA LITERATURA Hoje, com sete anos de vida, o Arduino virou uma verdadeira "mania" mundial com aplicações em diversos segmentos (música, artes plásticas, educação, meio ambiente, etc.) e com uma infinidade de comunidades espalhadas no planeta trocando experiências sobre seus projetos. Sua interface gráfica consiste em uma aplicação multiplataforma escrita em Java, permitindo que profissionais da arte ou demais que não estão familiarizados com o desenvolvimento de softwares sejam introduzidos no mundo da programação. De acordo com McRoberts (2011), consiste em uma plataforma de prototipagem eletrônica de hardware livre, projetada com um microcontrolador Atmel AVR de placa única, com suporte de entrada/saída embutido, uma linguagem de programação padrão, essencialmente C/C++. Tal plataforma foi criada com o objetivo de permitir a construção de ferramentas que são acessíveis, com baixo custo, flexíveis e fáceis de usar por artistas e amadores, principalmente para aqueles que não teriam alcance aos controladores mais sofisticados e de ferramentas mais complicadas, e com alto custo de desenvolvimento. Pode ser usado para o desenvolvimento de objetos interativos independentes, ou ainda para ser conectado a um computador hospedeiro. Uma típica placa Arduino é composta por um controlador, algumas linhas de E/S digital e analógica, além de uma interface serial ou USB, para interligar-se ao hospedeiro, que é usado para programá-la e interagir com ela em tempo real. Ainda de acordo com McRobets (2011), a maior vantagem do Arduíno sobre outras plataformas de desenvolvimento de microcontroladores é a

8 6 facilidade de sua utilização; pessoas que não são da área técnica podem, rapidamente, aprender o básico e criar seus próprios projetos em um intervalo de tempo relativamente curto. Artistas, mais especificamente, parecem considerá-lo a forma perfeita de criar obras de arte interativas rapidamente, e sem conhecimento especializado em eletrônica. Há uma grande comunidade de pessoas utilizando Arduinos, compartilhando seus códigos e diagramas de circuito para que outros os copiem e modifiquem. A maioria dessa comunidade também está muito disposta a auxiliar outros desenvolvedores. 6 METODOLOGIA O projeto de destina aos alunos dos três anos do curso Técnico em Informática. Será executado sob a forma de Oficina durante 1 turno por semana, supervisionado pela coordenação e colaboração e monitorado por um bolsista. O projeto inicialmente introduzirá o aluno aos termos e conceitos da robótica, através de experimentação e atividades. Após essa etapa, cada grupo de alunos (de um total de??), deverão construir um projeto de introdução à robótica, que será implementado ao longo do período da oficina pelo seu grupo. Cabe ao coordenador supervisionar as atividades dos alunos e ministrar as aulas introdutórias. Já ao colaborador, cabe a apresentação de como manipular cada equipamento e ter os devidos cuidados com a eletricidade, além de supervisionar tais aspectos ao longo do desenvolvimento dos projetos. Caberá ao bolsista monitorar as atividades dos demais alunos e esclarecer dúvidas nos pequenos grupos. O projeto acontecerá no Laboratório de Informática 3; às terças à tarde.

9 7 Os recursos pretendidos são relacionados ao pagamento do bolsista e da aquisição de material de consumo e permanente. 7 CRONOGRAMA ETAPA Abril Maio Jun Jul Ago Set Out Nov Levantamento bibliográfico e aquisição de material Introdução ao Arduíno Exercícios práticos Programação de circuitos que relacionam teoria e aplicação prática Desenvolvimento dos projetos Seminário de apresentação Relatório 8 ORÇAMENTO a) Materiais de Consumo* Descrição Unidade Quantidade Valor Unit. (R$) Valor Total (R$) Capacitor eletrolítico ,50 15,00 Capacitor cerâmico ,00 60,00 Transistor BC ,80 18,00 Resistor ,00 20,00 Kit conectores para Arduino 1 3 6,80 20,40 Trimpot 1 6 2,00 12,00 Potenciômetro 1 6 1,80 10,80 Chave tactil 1 4 4,00 16,00 Diodo 1N ,00 20,00 Diodo 1N ,00 20,00 LED (pack LED 3 mm) ,50 21,00

10 8 LED (pack LED 5 mm) ,20 25,20 Breakout board 1 6 5,00 30,00 Fusível ,50 45,00 Cristal 16 Mhz ,00 60,00 Rele 10 A ,60 92,00 LED Emissor Infravermelho ,80 36,00 LED receptor infravermelho ,80 36,00 Matriz de LED ,60 61,20 LED RGB ,40 48,00 Conector para sensor de infravermelho 1 6 5,10 30,60 Conector SMD 1 6 5,00 30,00 Mini Fotocélula 1 6 1,50 9,00 Sensor de temperatura 1 4 5,20 20,80 Sensor de vibração piezoeléctrico ,60 27,20 Sensor de umidade ,00 50,00 Scanner de impressão digital ,00 210,00 Sensor de chuva ,00 64,00 Driver de controle para 2 motores ,00 60,00 Motor driver ,00 60,00 Fonte de alimentação para protoboard ,00 108,00 1,5 W Painel solar ,00 40,00 Sensor de Luz ambiente ,40 61,20 Sensor de movimento ,80 122,40 Fonte de alimentação para Arduino ,00 120,00 Motor de passo pequeno ,40 112,20 Servo-motor pequeno ,00 60,00 Display de 4 dígitos 1 2 6,80 13,60 Jumper wire kit ,00 99,00 Jumpers M/M ,00 90,00 Protoboard 400 pinos ,00 108,00 Kit de ferramentas Bit Set ,20 88,40 Sonorizador piezo ,00 34,00 Terminal de parafusos de 2 vias 1 4 7,00 28,00

11 9 TOTAL (R$) 2.313,00 * Indicar somente os materiais que precisam ser adquiridos b) Materiais Permanentes* Descrição Unidade Quantidade Valor Unit. (R$) Valor Total (R$) TOTAL (R$) * Indicar somente os materiais que precisam ser adquiridos d) Recursos Humanos PROJETOS DE CURTA DURAÇÃO Coordenador Colaborador 1 Colaborador 2 Colaborador 3 Colaborador 4 Colaborador 5 Participantes do projeto N de horas no projeto Valor da hora TOTAL (R$) Valor Total de Recursos para Projeto de Curta Duração (a+b+c+d) Total e) Recursos Humanos PROJETOS DE LONGA DURAÇÃO Participantes do projeto Número de bolsas (6 ou 8) Valor da bolsa Coordenador 8 300, ,00 Bolsista ,00 Bolsista ,00 Total

12 10 Bolsista 3 Bolsista 4 TOTAL (R$) 5.600,00 Valor Total de Recursos para Projeto de Longa Duração (a+b+c+e) 7.913,00 f) Origem dos recursos financeiros necessários para a execução do projeto (itens a, b e c) ( X ) Bolsa/horas atividade do coordenador ( ) Orçamento do Câmpus* Detalhamento * Neste caso a previsão orçamentária deverá ser realizada em conjunto e com a autorização da Direção de Ensino e da Diretoria de Administração com detalhamento dos itens que serão custeados pelo orçamento do Câmpus.