Modelo 1: Roxy

Eu consigo dar a curva!

Série escolar

5-7

Tempo necessário

1 aula dupla

Nível de dificuldade

Modelo: fácil, Programação: fácil a média

Tipo de modelo

Dispositivo móvel, posicionável individualmente e utilizável para transporte / movimento

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DESCRIÇÃO DO MODELO / TAREFA

Os alunos (SuS) planejam e constroem um robô móvel que pode percorrer um percurso com obstáculos. O robô liga ao pressionar o botão liga/desliga e inicia seu programa de condução. O mesmo botão pode ser usado para parar o percurso.

REFERÊNCIA DO COTIDIANO

O acionamento automático de um processo e a condução autônoma de um robô têm um forte efeito motivacional nos alunos. Até quatro complementos da tarefa básica permitem a individualização do tema.

Uma integração do tema na orientação pré-profissional poderia ser feita com foco nas áreas profissionais de tecnologia da informação. Aqui, a comutação automatizada por meio da medição de grandezas físicas é utilizada em muitas áreas. De forma especial, o movimento automatizado de objetos na tecnologia residencial (robôs aspiradores, robôs cortadores de grama) ou na tecnologia automotiva está se tornando cada vez mais importante.

Perguntas orientadoras

Onde um robô autônomo pode ser utilizado no dia a dia? (Comunicação)
Quais funções o robô deve cumprir de forma sensata? (Colaboração)
Em quais condições o sistema deve ligar e desligar? (Pensamento crítico)
O que deve ser considerado para que o robô possa ser usado em diferentes locais e o sistema funcione da forma mais robusta possível? (Criatividade)

Relação com a disciplina

Informática

Fundamentos da programação, loops de tempo

Matemática

Circunferência, unidades de comprimento, ângulo

Tecnologia

construção estável, tecnologia de construção

Física

Mudança de movimento

Biologia

Locomoção de indivíduos

Desenvolvimento da aula

Conversa de aula (sem aplicativo)

Anunciar o tema, se necessário mostrar „Robôs do cinema e da televisão“.
Perguntar o que caracteriza esses robôs, automação vs. vida.
Perguntar sobre cenários em que sistemas robóticos autônomos são usados (aspirador, cortador de grama, automóvel).
Discutir possibilidades de uso dos cenários coletados (ex.: robô aspirador, cortador de grama e/ou automóvel).
Determinar os requisitos para o chassi.
Discutir vantagens e desvantagens de diferentes tipos de acionamento (corrente/rodas).
Justificar a necessidade de um interruptor de emergência.

Se necessário, suporte

Mostrar sensores, atuadores e componentes do kit de construção, usar mídias de apresentação se necessário.

Conversa em sala de aula

O procedimento para a construção do modelo e a função a ser alcançada são desenvolvidos em conjunto.
As etapas do aplicativo são definidas ou discutidas

Trabalho em dupla ou individual (com aplicativo)

Os alunos se familiarizam com o aplicativo e carregam a tarefa correspondente.
Os alunos definem funções úteis para um robô que se move automaticamente.
Os alunos criam, por meio do aplicativo, a lista de requisitos para o robô a ser construído.

Trabalho opcional em dupla ou grupo (sem aplicativo)

Os alunos esboçam os possíveis robôs
Os alunos discutem os resultados e concordam com um design.

Trabalho em dupla ou em grupo

O robô móvel é colocado em operação
As primeiras viagens são realizadas com o robô
Possíveis falhas no funcionamento devem ser identificadas e corrigidas.
A eventual busca por erros é possível por meio de sugestões no aplicativo
Possíveis otimizações no hardware (por exemplo, fixação das rodas, rodízio giratório) e na programação podem ser feitas

Informações e Avisos

Observações metodológicas e didáticas

Possibilidades de diferenciação

Dependendo da duração da série de aulas e da habilidade dos alunos, podem ser

definidas as posições dos blocos de obstáculos juntamente com os trajetos,
medidas as posições dos blocos de obstáculos pelos alunos,
definidos os blocos de programação dos trajetos,
medidos os trajetos pelos próprios alunos,
programados os trajetos pelos próprios alunos,
coletados obstáculos com braços.

Aspectos motivacionais

O tema dos robôs de condução autônoma é conhecido por todos os alunos do cotidiano. Em muitas residências, robôs aspiradores ou cortadores de grama, entre muitas outras aplicações inteligentes, já fazem parte do dia a dia. Automóveis com condução parcialmente autônoma são cada vez mais comuns nas ruas.

Materiais adicionais

Se disponível, para a fase introdutória ao tema, pode-se utilizar um robô de filmes e televisão (BB8, R2D2, Wall-E), um robô aspirador ou outro objeto real da área de robótica/veículos de transporte interno. Meios de desenho (papel, quadro branco ou superfície de projeção)

Instruções de montagem

Diagrama elétrico

Funções do modelo e suas soluções técnicas

Funções dos Atuadores/Sensores	Solução Técnica
Executar um movimento em linha reta	Controle uniforme e simultâneo dos dois motores de acionamento
Executar um movimento de curva para a esquerda	Controle de um dos dois motores de acionamento
Executar um movimento de curva para a direita	Controle de um dos dois motores de acionamento
Início de um percurso do robô	Entrada de um sinal no botão On/Off do controlador
Fim/Parada de emergência de um percurso do robô	Entrada de um sinal no botão On/Off do controlador
Diferenciação: Rotação rápida no lugar (esquerda/direita)	Controle uniforme e simultâneo dos dois motores de acionamento em direções opostas

Lista de materiais

Lista de materiais do circuito básico do robô móvel

Sensores

Função

1 botão On/Off no controlador

1. Ligar o robô

2. Parada de emergência do robô

Atuadores

Função

2 motores

Movimento

Modelo 1: Roxy

DESCRIÇÃO DO MODELO / TAREFA

REFERÊNCIA DO COTIDIANO

Perguntas orientadoras

Relação com a disciplina​

Desenvolvimento da aula​

Informações e Avisos​

Observações metodológicas e didáticas​