Modelo 8: Máquina de Doces

Me dê doces!

Série escolar
6-8
Tempo necessário
2 aulas duplas
Nível de dificuldade
Modelo: médio, Programação: difícil
Tipo de modelo
Dispenser automático: um dispositivo fixo, recarregável individualmente para a distribuição de diversos pequenos itens (doces, comprimidos, suplementos alimentares)
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DESCRIÇÃO DO MODELO / TAREFA

Os alunos planejam e realizam uma máquina automática para o armazenamento e a distribuição direcionada de pequenos itens, por exemplo, doces. A seleção do produto desejado em um prato giratório motorizado é feita por meio de um botão. O produto é visível, mas ainda não pode ser retirado. Somente através de um sistema de acesso com um interruptor magnético (contato reed) o produto pode ser retirado. Para isso, uma trava de acesso motorizada se abre.
Para expandir o sistema, pode ser integrada uma lâmpada de aviso (LED) que indica quando o produto pode ser retirado com segurança. Antes do fechamento da trava, essa lâmpada pisca como aviso.  
 

 

REFERÊNCIA DO COTIDIANO

A ação automática de uma máquina, assim como a entrega de um objeto (comestível), tem um forte efeito motivacional para os alunos. Muitas soluções comparáveis são conhecidas do dia a dia (máquina de chicletes, máquina de bebidas, carrinho de choque …). No entanto, o incentivo para manipular um equipamento profissional em benefício próprio também é conhecido. Isso leva a considerações para tornar a própria solução, por um lado, transparente e, por outro, o mais segura possível contra manipulações.

Perguntas orientadoras

  • Quais funções devem ser atendidas para o acionamento codificado de um processo? (Comunicação e Colaboração)
  • Como o usuário pode selecionar os produtos contidos na máquina? (Comunicação e Colaboração)
  • Como os produtos na instalação podem ser protegidos contra acessos ou como o acesso pode ser concedido? (Criatividade e pensamento crítico)
  • Quais aspectos do design devem ser considerados para que a instalação esteja protegida contra manipulação e seja o mais robusta possível? (Criatividade e pensamento crítico)
     

Relação com a disciplina
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Informática
Fundamentos da programação, interruptores, sensores, laços temporais
Matemática
Ângulo central
Economia
Estratégias de vendas
Física
Captura de grandezas físicas (ângulo de rotação, batente final)

Desenvolvimento da aula
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Fase de introdução
Fase de planejamento
Fase de construção
Fase de programação
Fase de experimentação e teste
Fase final

 

Informações e Avisos
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Observações metodológicas e didáticas
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Possibilidades de diferenciação

O sistema pode ser complementado com um LED verde e programado para que o sistema conceda uma liberação visual (LED verde) quando a mercadoria puder ser retirada. Também pode ser programada uma função de piscar que indica o fechamento da trava de retirada.

Aspectos motivacionais

Doces por si só têm um certo efeito sobre os alunos. Mas também a distribuição automatizada de coisas tangíveis (em oposição apenas a informações) exerce um apelo. O tema relacionado à manipulação de informações (no presente caso, de informações de entrada) é conhecido pelos alunos e relevante em muitas outras áreas da vida. Ambos os fatores possibilitam a promoção da motivação intrínseca. 

Materiais adicionais

Opcional: utilizar meios de desenho (como papel, quadro branco ou superfície de projeção).

Instruções de montagem

Diagrama elétrico

Funções do modelo e suas soluções técnicas
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Funções dos atuadores/sensores
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Solução técnica


Captura de um sinal para a rotação do depósito de mercadorias
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Avaliação do sinal do botão de entrada


Rotação do depósito de mercadorias
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Comando do motor do carrossel giratório


Posição de parada do depósito de mercadorias
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Avaliação do sinal comandado por came do botão de posição
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Captura da autorização para a retirada
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Ativação do contato reed


Abertura da proteção de acesso
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Comando do motor da cancela por meio de um temporizador
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Tempo de espera do comando do motor para retirada da mercadoria
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Temporizador


Fechamento da proteção de acesso
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Comando do motor da cancela por meio de um temporizador
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Desligamento do motor da proteção de acesso
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Avaliação do sinal do interruptor final


Diferenciação 1: Indicação visual de que as mercadorias podem ser retiradas
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LED verde piscando


Diferenciação 2: Indicação visual de que a proteção de acesso está prestes a fechar


LED verde piscando

Lista de materiais
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Lista de materiais circuito básico do dispensador automático

 

Sensores

 

Função

 

1 botão

 

 

Sinal para motor de engrenagem 1

 

1 botão

 

 

Interruptor final para motor de engrenagem 1

 

1 botão

 

 

Interruptor final para motor de engrenagem 2

 

1 contato reed

 

Sinal para motor de engrenagem 2

 


Atuadores

 


Função

 

1 motor de engrenagem 1

 

 

Rotação do depósito de mercadorias

 

1 motor de engrenagem 2

 

 

Abertura da proteção de acesso

 


Lista de materiais tarefa de diferenciação dispensador automático

 

Atuadores

 

Função

 

1 LED verde

 

 

Luz de controle óptica

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