Modelo 3: Luz do Pátio

Luminosidade para cantos escuros

Série escolar

5-7

Tempo necessário

1-2 aulas duplas

Nível de dificuldade

Modelo: fácil, Programação: fácil

Tipo de modelo

Dispositivo móvel, posicionável individualmente e utilizável para iluminação

Baixar material didático

DESCRIÇÃO DO MODELO / TAREFA

Os alunos planejam e realizam um sistema de iluminação que pode ser posicionado em qualquer lugar. O sistema acende uma iluminação (LED branca) ao detectar movimento por meio de um sensor. A luz se apaga após um tempo pré-determinado. O sistema funciona apenas a partir de um certo nível de luminosidade, ativando-se automaticamente no escuro.
Para expandir o sistema, pode-se integrar um interruptor adicional como diferenciação. Este permite ligar e desligar manualmente a luz como iluminação contínua.

REFERÊNCIA DO COTIDIANO

O acionamento automático de um processo tem um forte efeito motivacional nos alunos. O acionamento da grandeza física
“luz” é rápido e compreensível para todos. Possibilidades de complementação da tarefa básica permitem a individualização do tema.

Uma integração do tema na orientação pré-profissional poderia ser feita com foco em áreas profissionais de tecnologia da informação. Aqui, o acionamento automatizado por meio da detecção de grandezas físicas é utilizado em muitas áreas. Especialmente a detecção de movimentos está se tornando cada vez mais importante em muitos campos da tecnologia da informação, por exemplo, no controle por gestos.

Perguntas orientadoras

Onde a iluminação automática pode ser usada no dia a dia? (Comunicação)
Quais funções o sistema 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 sistema possa ser usado em diferentes locais e funcione da forma mais robusta possível? (Criatividade)

Referência à disciplina

Informática

Fundamentos da programação, loops de tempo

Matemática

Teorema da Semelhança dos Triângulos

Tecnologia

construção estável, tecnologia de construção

Física

Luz, mudança de movimento

Biologia

Cores de luz no crescimento das plantas

Desenvolvimento da aula

Conversa de aula (sem aplicativo)

Perguntar sobre cenários: Onde e como são usados sistemas automáticos de iluminação? (luz do pátio, luz noturna, sistema de alarme …)
Discutir possibilidades de uso dos cenários coletados
- ex.: luz do pátio - função: ligar (sensor de detecção de movimento) somente ao anoitecer, desligar após 30 seg – 60 seg.
- ex.: luz noturna - função: ligar (sensor de detecção de movimento) somente no escuro, desligar com o aumento da luminosidade
- ex.: sistemas de alarme - função: ligar com atraso (sensor de detecção de movimento) no escuro, desligar a iluminação piscante após 30 seg – 60 seg.
Coletar características desejáveis para luzes de pátio (diferentes tempos de ligar e desligar, atrasos temporais …).

Se necessário, auxílio

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

Conversa em sala de aula (com app)

O professor define o processo por meio das etapas de trabalho no app.

Trabalho em dupla ou individual (com app)

Os alunos se familiarizam com o app e carregam a tarefa correspondente.
Os alunos realizam as duas tarefas (múltipla escolha e arrastar e soltar) para o planejamento da instalação no app.

Trabalho opcional em dupla ou grupo (sem app)

Os alunos esboçam uma possível instalação.
Os alunos discutem os resultados e concordam em um design.

Trabalho em dupla ou em grupo (com app)

A luz do pátio é ligada e testada. Deve responder apenas a movimentos diante do sensor que sejam detectados no escuro.
Possíveis falhas no funcionamento devem ser encontradas e eliminadas. Ajuda é oferecida no app.
Eventuais otimizações no hardware (por exemplo, alterar a altura do sensor) e na programação da sensibilidade do sensor (movimento e luminosidade).

Opcional: Apresentação e atribuição de diferenciação (com app)

A possibilidade de diferenciação para alunos rápidos é oferecida no app:
O sistema pode ser complementado com um botão adicional, para que também possa ser usado como luminária de mesa do quarto.
O procedimento adicional é realizado por meio do app.

Discussão em plenária

Revisão do projeto em grupo de classe.
Forças e fraquezas das soluções individuais e das diferenciações são discutidas

Informações e Avisos

Observações metodológicas e didáticas

Possibilidades de diferenciação

O sistema pode ser ampliado para que a lâmpada também possa ser operada manualmente.

Aspectos motivacionais

O tema iluminação é conhecido por todos os alunos do cotidiano. Também a detecção automática de um estado já faz parte do dia a dia em muitas aplicações inteligentes. Portanto, os alunos conhecem e utilizam ajustes automáticos de brilho em dispositivos inteligentes ou iluminações controladas por movimento.

Materiais adicionais

Para a introdução ao tema, se necessário, utilizar um objeto real da área de iluminação: luz de armário, luz noturna, etc.
Meios para desenhar (papel, quadro branco ou superfície de projeção).

Instruções de montagem

Diagrama elétrico

Funções do modelo e suas soluções técnicas

Funções dos sensores

Solução técnica

Detectar um movimento

Analisar os sinais no sensor de gestos

Emissão de luz

Iluminação do LED branco

Diferenciação: Iniciar um processo manual de iluminação

Entrada de um sinal em um botão

Listas de materiais

Lista de materiais do circuito básico do sistema de iluminação

Sensores

Função

1 sensor de gestos RGB

1. Ligar o sistema somente no escuro

2. Acionar o processo de comutação ao detectar movimento

1 botão

Comutação para uso manual do sistema

Atuadores

Função

1 LED branco

1. Iluminação

Lista de materiais para a tarefa de diferenciação do sistema de iluminação

Sensores

Função

1 sensor de gestos RGB

1. Ligar o sistema somente no escuro

2. Acionar o processo de comutação ao detectar movimento

2 botões

Ligação manual para operação contínua e no escuro

Atuadores

Função

1 LED branco

1. Iluminação

Modelo 3: Luz do Pátio

DESCRIÇÃO DO MODELO / TAREFA

REFERÊNCIA DO COTIDIANO

Perguntas orientadoras

Referência à disciplina​

Desenvolvimento da aula​

Informações e Avisos​

Observações metodológicas e didáticas​

Materiais adicionais

Instruções de montagem

Diagrama elétrico

Funções do modelo e suas soluções técnicas​

Listas de materiais​

Referência à disciplina

Desenvolvimento da aula

Informações e Avisos

Observações metodológicas e didáticas

Funções do modelo e suas soluções técnicas

Listas de materiais