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BLOK - Sistema robótico educacional utilizando programação em blocos Thiago Menão Mochetti Aluno do curso técnico de Eletrônica do Colégio Técnico Industrial Bauru, São Paulo Brasil http://www.cti.feb.unesp.br [email protected] m.br Mateus Batista Santos Aluno do curso de Bacharelado Ciências da Computação na UNESP campus de Bauru Bauru, São Paulo Brasil http://www.fc.unesp.br/ [email protected] om.br Rene Pegoraro Docente do Departamento de Computação da UNESP campus de Bauru Cidade, Estado Brasil http://www.fc.unesp.br/ [email protected] RESUMO Diante da visível necessidade de novas tecnologias na Educação, dentre várias, a robótica é uma que se destaca no contexto atual pelo seu caráter inovador e cativante. Portanto, este projeto apresenta uma iniciativa de baixo custo voltada para crianças que possa ser utilizado como técnica complementar no ensino de lógica, robótica, resolução de problemas e computação. A ideia principal está em deixar a programação lúdica de tal forma que a criança programe comandos para um robô sem saber que está programando. Este projeto é baseado em um projeto opensource chamado Primo.io, onde a criança é capaz de programar um robô através da ordenação de comandos de movimentação encaixando bloquinhos. A diferença deste projeto está na inovação quanto ao robô móvel utilizado bem como no uso de alguns materiais que foram escolhidos para reduzir o custo final mas sem deixar de realizar as mesmas funções. Ferramentas, Habilidades e Materiais • Ferramentas Cortadora a Laser (Serra manual) Furadeira Ibboino (Arduino customizado de baixo custo com comunicação serial DB9) • Habilidades Solda Eletrônica básica Intimidade com ferramentas mecânicas • Materiais Caixa de madeira MDF Tubos de plástico rosqueáveis Tampas de garrafa PET Placa de circuito impresso Conectores DC macho e fêmea Push button Leds Mangueira flexível de plástico e fios. Palavraschave Robótica, Educação, Arduino, Eletrônica.

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Page 1: Sistema robótico educacional utilizando programação em blocos · Ibboino (Arduino customizado de baixo custo com comunicação serial DB9) • Habilidades Solda Eletrônica básica

 

BLOK - Sistema robótico educacional utilizando programação em blocos 

Thiago Menão Mochetti Aluno do curso técnico de Eletrônica do Colégio Técnico Industrial Bauru, São Paulo Brasil http://www.cti.feb.unesp.br [email protected]

Mateus Batista Santos Aluno do curso de Bacharelado Ciências da Computação na UNESP campus de Bauru Bauru, São Paulo Brasil http://www.fc.unesp.br/ [email protected] 

Rene Pegoraro Docente do Departamento de Computação da UNESP campus de Bauru Cidade, Estado Brasil http://www.fc.unesp.br/ [email protected] 

RESUMO Diante da visível necessidade de novas tecnologias na Educação, dentre várias, a robótica é uma que se destaca no contexto atual pelo seu                                             caráter inovador e cativante. Portanto, este projeto apresenta uma iniciativa de baixo custo voltada para crianças que possa ser utilizado                                       como técnica complementar no ensino de lógica, robótica, resolução de problemas e computação. A ideia principal está em deixar a                                       programação lúdica de tal forma que a criança programe comandos para um robô sem saber que está programando. Este projeto é baseado                                           em um projeto open­source chamado Primo.io, onde a criança é capaz de programar um robô através da ordenação de comandos de                                         movimentação encaixando bloquinhos. A diferença deste projeto está na inovação quanto ao robô móvel utilizado bem como no uso de                                       alguns materiais que foram escolhidos para reduzir o custo final mas sem deixar de realizar as mesmas funções. 

 

Ferramentas, Habilidades e Materiais • Ferramentas  

➝ Cortadora a Laser (Serra manual) 

➝ Furadeira 

➝ Ibboino (Arduino customizado de baixo custo com comunicação serial DB­9) 

• Habilidades  

➝ Solda 

➝ Eletrônica básica 

➝ Intimidade com ferramentas mecânicas 

• Materiais  

➝ Caixa de madeira MDF 

➝ Tubos de plástico rosqueáveis 

➝ Tampas de garrafa PET 

➝ Placa de circuito impresso 

➝ Conectores DC macho e fêmea 

➝ Push button 

➝ Leds 

➝ Mangueira flexível de plástico e fios.  

 

Palavras­chave Robótica, Educação, Arduino, Eletrônica. 

 

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1. DESCRIÇÃO DA DEMONSTRAÇÃO 

1.1 Descrição do Produto/Projeto  

Há alguns anos, novas formas de enxergar a robótica começaram a impactar o modo de vida das pessoas. Seja na saúde, na                                           praticidade ou no lazer, sistemas embarcados estão cada vez mais presentes no cotidiano de cada indivíduo. De modo a acompanhar esse                                         desenvolvimento desenfreado, a educação tradicional precisou passar por mudanças drásticas a fim de preparar os alunos para o verdadeiro                                     desafio que é a realidade. 

Em busca de alcançar um nível didático suficiente, o projeto foi pensado para utilização em ambientes escolares com pouca ou                                       nenhuma infraestrutura na área de tecnologia. Assim, construído a partir de materiais de baixo custo, o projeto quer incentivar o estudo da                                           robótica nas escolas do país.  

O sistema é embarcado e está contido em uma caixa de madeira, como demonstrado na Figura 1, responsável pelo                                     reconhecimento de uma sequência de comandos que são enviados para o robô, por meio de uma comunicação via rádio. 

 

   

Figura 1. Sistema completo com seus blocos, LEDs de indicação e botão de início 

 

Essa sequência de comandos forma um programa composto por blocos, feitos a partir da customização de tampas plásticas de garrafas PET que possuem conectores elétricos fêmea que se encaixam no painel e formam uma sequência lógica de instruções. Os blocos são rosqueados em tubos plásticos contendo a parte macho do conector, inserido em uma mangueira flexível que promove fácil adaptação no encaixe. Na Figura 2 é possível ver os materiais que foram utilizados para construir o projeto. 

 

Figura 2. Componentes antes da montagem 

 

 

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O baixo custo associado ao sistema desenvolvido também está relacionado às inovações necessárias para colocá­lo em prática. O                                   aproveitamento de materiais corriqueiros que, numa primeira instância, podem parecer inúteis para fins didáticos, foi alavancado e funções                                   importantes foram designadas a objetos tradicionalmente tratados como acessórios. Como exemplo, podem ser citadas as tampas de garrafa                                   PET, que encontraram seu propósito como blocos de programação (Figura 3). 

 

 

Figura 3. Detalhe dos conectores macho/fêmea no tubo plástico e na tampinha 

Há sete tipos de blocos para representar uma ação do robô, que pode ser: andar para a frente/trás, virar a direita/esquerda, acender                                           o farol, buzinar e executar uma função. Foi necessário apenas um resistor de baixa potência associado ao conector de cada tampinha para                                           diferenciar eletricamente um tipo de comando dos demais. O sistema descrito até então é semelhante a um projetoopen­source chamado                                       Primo.io, com algumas funções implementadas especialmente para o robô que é utilizado para realização das atividades, mostrado na                                   Figura 4. 

 

 

Figura 4. Robô móvel 

1.2 Público Alvo O público alvo envolve pais, entusiastas da robótica, professores de escolas e universidades e qualquer pessoa que esteja interessada em                                       aprender como montar uma plataforma de robótica para realizar atividades educacionais com seus filhos ou alunos. 

 

2. CONCLUSÃO  

2.1 Lições Aprendidas Muitas vezes, em busca do menor preço tão prezado, é necessário compensar uma variedade menor de materiais com muito trabalho. Todas                                         as tampas precisaram ser coladas individualmente, assim como seus conectores precisaram ser soldados a resistores de valores específicos e                                     colados às respectivas tampinhas. A repetição exacerbada desse tipo de atividade concedeu aos participantes do projeto um maior domínio                                     sobre as técnicas de soldagem e fixação de plásticos em superfícies irregulares. Os furos na caixa de madeira foram feitos usando uma                                           furadeira de bancada que permitiu maior estabilidade no momento de furação, mas comprometeu o controle sobre a ferramenta.  

 

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2.2 Valor mais amplo Nessa experiência é possível perceber o quão simples podem ser projetos inovadores e sustentáveis e como eles podem ser aproveitados                                       para a educação, área que necessita de avanços em ferramentas voltadas para o ensino­aprendizagem. Além disso, o aprendizado de                                     conceitos de eletrônica e robótica adquiridos com o projeto podem ser aplicados em outros projetos, dependendo da demanda e da                                       criatividade. Aprendemos que adaptar projetos que já estão disponíveis na comunidade para a realidade em que vivemos é a essência do                                         movimento Maker, que acaba transformando o conhecimento e dando novos rumos. O aprendizado principal a ser compartilhado será o uso                                       da robótica. Essa área precisa ser desmitificada e receber mais atenção para que sua difusão seja encorajada e cada vez mais pessoas                                           tenham a oportunidade de receber estímulos educacionais que transformam o aprendizado em uma curiosa brincadeira. 

2.3 Relevância para o Tema da conferência Essa submissão traz consigo um projeto que se encaixa em uma das modalidades especiais: “Making de baixo custo para educação”. Sua                                         relevância está em cumprir o que o tema pede e ainda abordar novas tecnologias enriquecendo as atividades educacionais. O baixo custo                                         agregado está associado à facilidade com a qual os materiais podem ser obtidos. 

 

3. BIOGRAFIAS Thiago Menão Mochetti atualmente é formando do curso técnico de Eletrônica, no Colégio Técnico Industrial. Acredita no potencial único                                     da robótica como mediadora do conhecimento na atualidade. Atua como docente de crianças e aluno, o que contribui para um total                                         entendimento das necessidades de inovação e quebra de modelos tradicionais pelas quais o país está passando. É multimedalhista em                                     olimpíadas do conhecimento, já tendo participado de seletivas para internacionais. Participa do time de futebol de robôs da UNESP de                                       Bauru e desenvolve projetos de pesquisa junto à universidade no campo de energia solar, crendo veemente no futuro desse setor. Sempre                                         como membro mais novo do grupo ao qual pertence, ele vê nisso uma grande oportunidade, ainda que para o olhar descuidado pareça um                                             difícil obstáculo. 

Mateus Batista Santos é desenvolvedor web, entusiasta da robótica e não trata o conhecimento como objeto­fim, mas como uma ferramenta                                       importante de transformação social. Graduado em Ciências da Computação pela UNESP de Bauru, busca em sua formação o estudo                                     contínuo e desafios transformadores, sendo um dos fundadores da startup Ibbo, que busca a inovação e criação de projetos robóticos para                                         soluções educacionais. Tem grande paixão por máquinas e tecnologia e conquistou o título de vice­campeão do campeonato brasileiro de                                     robótica de 2013 (CBR XII), na categoria IEEE Very Small Size de futebol de robôs. Atua como presidente no Projeto Formiguinha,                                         entidade de assistência social sem fins lucrativos para crianças carentes. 

Rene Pegoraro possui graduação em Bacharelado em Ciência da Computação pela Universidade Estadual Paulista UNESP (1988),                               mestrado em Ciência da Computação pela Universidade Federal de São Carlos ­ UFSCar (1993), doutorado em Engenharia Elétrica pela                                     Escola Politécnica da Universidade de São Paulo ­ EPUSP (2001) e Pós­doutorado no Laboratoire d'Automatique et d'Analyse des                                   Système, Toulouse, França (2007). Atualmente é professor assistente doutor da Universidade Estadual Paulista UNESP. Tem experiência                               na área de Ciência da Computação, com ênfase em robótica, atuando principalmente nos seguintes temas: futebol de robôs, robótica &                                       ensino, robôs móveis autônomos, aprendizado por reforço e visão computacional.