Maquetes sobre Internet das Coisas

Escola: Etec Abdias do Nascimento - SP
Número de alunos:16
Contexto:Curricular
Faixa etária:16 a 18 anos
Formato:Em grupo (4)
Duração da atividade:21h
Tempo de preparação:8h
Palavras-chave:AplicaçãoArduinoInternet das coisasProtótipos
Descrição da atividade

O objetivo do projeto é apresentar aos alunos, de modo dinâmico e ilustrativo, o conceito de Internet das Coisas, onde os mesmos serão capazes de compreender as múltiplas formas de aplicação dessa tecnologia, que, através da conexão à internet, consiste em tornar inteligentes diversos objetos utilizados no cotidiano da população com o intuito de facilitar e simplificar a rotina, fazendo com que funções diárias sejam automatizadas, ou seja, permitindo que esses objetos tomem decisões e executem ações de acordo com as necessidades e solicitações de seus usuários.

Contudo, após o entendimento da tecnologia, faremos a aplicação desta por meio da utilização de uma ferramenta de prototipagem de componentes eletrônicos, o Arduino. Para a utilização do Arduino, será necessário a compreensão do seu funcionamento e seus respectivos componentes e sensores. Faremos alguns exemplos de aplicações onde a ferramenta será implementada de forma simplificada, para que ao final da capacitação, os alunos sejam capazes de desenvolver projetos que demonstrem fisicamente através de maquetes construídas com materiais reciclados, como podemos transformar em inteligentes objetos acessíveis do nosso dia a dia.

Pré-requisitos

Os alunos participantes deverão ter conhecimento básico de lógica de programação e já ter desenvolvido projetos simples na linguagem de programação C ou C++

Plano de aula

Objetivos pedagógicos

Através da elaboração desse projeto, torna-se esperado que os alunos tomem conhecimento sobre os principais conceitos referente a “Internet das Coisas” e como essa tecnologia é de extrema importância no cenário atual, e assim correlacionar objetos que são capazes de fazer comunicação com a rede mundial de computadores (Internet), e entendam que, a partir da construção de protótipos com o Arduino, é possível demonstrar de maneira simples e prática a aplicação dessa tecnologia no contexto da vida real.
- É indispensável que os estudantes aprendam a manusear de forma correta os componentes da ferramenta Arduino;
- Os alunos deverão ter um entendimento inicial sobre conceitos básicos de eletrônica e programação para circuitos elétricos;
- Que esta capacitação contribua com o crescimento educacional e pessoal desses alunos, pois através desse treinamento, eles serão capazes de elaborar e organizar de maneira adequada seus projetos em grupo;
- Obter conhecimento de conceitos como desenvolvimento de lógica de programação, ter boa comunicação e entrosamento em equipe, aprender a dividir e executar tarefas diversas;
- Que este projeto incentive todos os alunos da comunidade escolar a desenvolver projetos como este, que eles entendam que informática não é só desenvolver sistemas para desktops e dispositivos móveis, mas também tornar objetos comuns do cotidiano em objetos inteligentes com a tecnologia que facilitem o seu dia a dia, através do Arduino e aplicando os conceitos de Internet das Coisas.

Materiais necessários

Kit de Arduino
Computadores
Materiais escolares em geral
Materiais reciclados
Ferramentas em geral

Preparação

Para explicar o conceito de Internet das Coisas e sua aplicação, utilizaremos a sala de leitura da escola, com um projetor para mostrar a apresentação dos slides e nesse mesmo local, faremos a divisão das equipes para fazer uma dinâmica a fim de fixar os conteúdos aprendidos. Nesta dinâmica será utilizado cartolinas (duas por equipe) e canetões (1 por equipe).
Utilizaremos um laboratório de informática onde foi feita a instalação da IDE para criar os algoritmos de programação do Arduino, juntamente com a montagem dos circuitos eletrônicos para fazer a integração entre a parte lógica e física da ferramenta.
Para a construção dos protótipos, utilizaremos os 4 kits de Arduino (3 kits disponíveis na escola e 1 que eu recebi por participar do treinamento CodeIoT). Os protótipos serão criados em forma de maquetes construídas com materiais reciclados: caixas de papelão (disponíveis na escola), embalagens plásticas, caixas de leite, palitos de sorvete, garrafas plástica, entre outros materiais que serão trazidos pelos alunos.

Condução

Dia 1 - Apresentando os conceitos de Internet das Coisas: Apresentar aos alunos a tecnologia Internet das Coisas, explicando suas origens, conceitos e aplicações no cotidiano da população. Após a introdução, será feita uma dinâmica em grupo para fixação dos conceitos, e apresentações das melhores ideias descritas pelos alunos com o tema: Como transformar as Cidades e a Saúde em áreas inteligentes aplicando essa tecnologia.

Dia 2 - Conhecendo e aplicando o Arduino: Apresentar aos alunos as principais funcionalidades do Arduino assim como seus componentes e sensores, explicando a parte eletrônica (física) e exemplificando os códigos de programação (lógica). Nesta atividade, faremos algumas demonstrações (simples e complexas) de como vincular a parte física do Arduino com a programação lógica da plataforma.

Dia 3 - Apresentação da proposta do projeto e definição de temas e equipes: Descrever para os alunos as etapas de desenvolvimento propostos para o projeto, onde eles deverão aplicar os conhecimentos adquiridos sobre Internet das Coisas e Arduino para criar um protótipo funcional e uma maquete construída com materiais recicláveis, a fim de demonstrar como essa tecnologia pode ser aplicada facilmente no cotidiano de seus usuários. Com isso, os alunos serão divididos em 4 equipes, onde cada grupo deverá escolher um tema diferente, que tenha relação com a proposta do projeto.

Dia 4 , 5 e 6 - Desenvolvimento da proposta do projeto: Os alunos terão que desenvolver o tema escolhido de acordo com a proposta do projeto, utilizando o kit do Arduino e os materiais reciclados para construir as maquetes que farão a demonstração do funcionamento do protótipo. Assim será necessário definir o que será usado na construção desses objetos e dividir as tarefas dentro do grupo. Os alunos terão o auxílio dos professores orientadores para explicar as melhores formas de utilizarem as ferramentas disponíveis, sanar dúvidas e discutir ideias para otimizar a elaboração do projeto.

Dia 7 - Conclusão do projeto e apresentação dos trabalhos: Após a finalização das tarefas e da conclusão da construção dos projetos, os alunos deverão fazer uma apresentação para a comunidade escolar, mostrando o funcionamento dos protótipos, explicando as etapas de elaboração e fazendo demonstrações para que o público consiga compreender o que foi desenvolvido e sua aplicação.

Discussão e reflexão com os alunos

Através da dinâmica desenvolvida com os alunos com o tema de aplicação da Internet das Coisas em locais em que vivemos e frequentamos, os alunos serão capazes de refletir a importância da tecnologia na vida da população, e como esses meios tecnológicos evoluíram até chegar no estágio atual, e refletir também como esses objetos no futuro, poderão ajudar cada vez mais no cotidiano da humanidade, facilitando processos e automatizando as tarefas.
Podemos tirar como reflexão que muitos profissionais na área de TI (tecnologia da informação), futuramente precisarão se adaptar a essa nova tecnologia, de forma que desenvolva sistemas integrativos, onde poderão tornar inteligentes os objetos simples do nosso dia a dia.

Relato de prática

O que deu certo

O desenvolvimento do projeto funcionou conforme planejado na maioria dos tópicos definidos. A única dificuldade que tivemos foi na definição dos temas para desenvolver os protótipos, que deveria ter sido feito em apenas um dia, acabou durando dois. Porém este contratempo não prejudicou o andamento do projeto, que foi concluído com sucesso. Os temas selecionados pelos alunos: - Um jogo da memória (Galileu Genius) semelhante ao jogo "Genius", onde os LEDs ascendiam a cor, o buzzer emite um som enquanto o jogador deve memorizar a ordem em que as cores apareciam; - Uma cancela automática (X-Tec) para carros entrarem em estacionamentos, utilizando sensores de luz, onde em cada ponta da entrada da cancela havia um LDR, e assim que um carro fosse entrar, este tampava o sensor, fazendo com que ficasse sem luminosidade e acionasse a cancela. O mesmo acontecia quando o carro entrava, pois cortava a luminosidade e fazia com que a cancela fechasse; - Mini cinema (Luznépolis) com controles de luzes através de botões, onde o cinema era iluminado quando os botões eram acionados tanto para ligar como para desligar; - Controle de abertura de portas (Auto Lock) através de um aplicativo no celular, onde os alunos desenvolveram um aplicativo com APP Inventor com dois botões: um para fechar a trinca da porta e outro para abrir, através da comunicação por Bluetooth entre o Arduino e o Smartphone. O que foi extremamente surpreendente é a complexidade dos temas selecionados e como os alunos se dedicaram totalmente para a elaboração dos protótipos. O que deu muito certo, é que os alunos trabalharam muito bem com seus respectivos grupos, e além disso, uma equipe ajudou a outra no desenvolvimento dos projetos, sem competição ou desentendimentos, sendo o mais marcante dessa experiência, é que houve essa integração entre as equipes que inicialmente não era esperado e deu muito certo para a conclusão e apresentação dos protótipos finais.

O que pode ser melhorado

O que pode ser melhorado seria fazer o projeto em menos tempo e integrar alunos de outras áreas além de Informática para conhecer e desenvolver os conceitos de Internet das Coisas e do Arduino.

Autores

Nome: Stephany Martins Conceição

Email: stephany.martins@outlook.com

Disciplina que leciona: Informática

Sobre o autor: Professora Auxiliar de Informática na Etec Abdias do Nascimento. Bacharelado em Ciência da Computação e Técnico em Informática