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Arduino e Makers

A Prática do Arduino em Ensino:

o Case de um Laboratório de Engenharia

Renato Dutra Pereira Filho

Victor Rodrigues Botelho


Cidade do Rio Grande(300 km da capital )

Lab. de Controle de Processos Químicos

www.furg.br


Disciplinas:

- Controle e Automação de Processos Químicos I e II ;

- Instrumentação e Controle de Bioprocessos;

- Inteligência Artificial Aplicada aos Processos Químicos;

Cursos de Graduação em

Engenharia Química

Engenharia Bioquímica


O ensino de engenharia é resistente àincorporação de novos métodos e técnicas deensino (BELHOT, R. V.; FIGUEIREDO, R. S.; MALAVÉ, C. O, 2001).

Críticos sugerem que o ensino tradicional

foca demasiadamente na informação e nareprodução do conhecimento, quando o idealseria a utilização de métodos que permitam que o

conhecimento seja construído ativamentepelo aluno (GUERRA, 2000).


PCT23MkII :– Armfield ® - UKEm média 35 alunos / ano


PráticaTeoria

BINÔMIO


OBJETIVOS:

USAR microcontroladores da plataforma “Arduino/Genuino” no ENSINO DE ENGENHARIA QUÍMICA;

PROPICIAR oportunidades enriquecedoras para os estudantes na APRENDIZAGEM de CONTROLE E AUTOMAÇÂO DE PROCESSOS QUÍMICOS (kits).


SEBORG, D.E. et al. Process dynamics and control. John Wiley and Sons, 1989.

Estado Estacionário

Função forçante:Degrau

Novo Estado Estacionário

Comportamento Dinâmico

Identificação da dinâmica

Etapas da identificação da dinâmica de resposta de sistemas

Modelo Matemático no

Domínio do Tempo ou no

Domínio Complexo


Dinâmica de Resposta de Sistemas

Ordem ZeroComportamento Dinâmico

Primeira OrdemSegunda Ordem

Outras� � = �. �(�)

��

��+ 2��

�(�)

�+ �� = ��

SEBORG, D.E. et al. Process dynamics and control. John Wiley and Sons, 1989.


PráticaTeoriaOK ! ?


Projeto de KITS para o Controle Automático de:

- Temperatura da Água do Chimarrão

- Posição do Robô AutoEquilibrado

- Nível de Líquido em Vasos Comunicantes

- Temperatura/Umidade na Estufa de Secagem de Papel


PRIMEIRO EXEMPLO: GELADEIRA PELTIER !


Surgimento de um gradiente de temperatura

entre as junções de dois materiais termoelétricos

quando estas são submetidas a uma tensão

elétrica.2

Efeito Peltier

2. ROWE, D.M. CRC Handbook of Thermoelectrics. CRC Press, 1995.


Arranjo de semicondutores eletricamente em série e termicamente em paralelo

Junção quente Junção quente

Junção fria Junção friaJunção fria

Fonte: Adaptado de http://www.nano.physik.uni-muenchen.de/education/praktika/f1_thermoelectrics.pdf

Módulo Peltier

Fonte: http://mecatronicahoje.blogspot.com.br/2011/06/modulo-celula-de-peltier-ou-pastilhas.html

Fluxo de

Calor

Fluxo de

Calor


Fonte: Os autores.


Dispositivo Peltier(Módulo TEC 12706)

MicrocontroladorArduino Nano

Caixa de isopor contendo lata de refrigerante

com sensor LM35 acoplado

Fonte ATX

Sensor LM35

Fonte: Os autores.


SEGUNDO EXEMPLO: CONSTRUÇÃO DE SENSOR CAPACITIVO DE NÍVEL !


Verificação da Linearidade das Medidas

Resultados Experimentais


Resultados


Resultados - Vídeos documentando as atividades no Youtube, na forma de seminários virtuais

rdpf.wordpress.com

- Participação dos estudantes no XXI COBEQ


Muito obrigado pela atenção!

Contato: [email protected]

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