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LABORATÓRIO DE DESENVOLVIMENTO DE IDEIAS:
POSSIBILITANDO A COLABORAÇÃO DAS ENGENHARIAS E
ARQUITETURA PARA A CRIAÇÃO DE NOVOS PROJETOS
Adam Hugo Reis Sousa – [email protected]
Faculdade de Engenharia Química
Daniel Breno Guiomarino Menezes – [email protected]
Faculdade de Engenharia da Computação e Telecomunicações
Joel Alison Ribeiro Carvalho – [email protected]
Faculdade de Engenharia Elétrica
Gervásio P. S. Cavalcante – [email protected]
Faculdade de Engenharia da Computação e Telecomunicação
Maria Emília de Lima Tostes – [email protected]
Faculdade de Engenharia Elétrica
Marlice C. Martelli – [email protected]
Faculdade de Engenharia Química
Yan S. Silva – [email protected]
Faculdade de Engenharia Elétrica
Universidade Federal do Pará, Rua Augusto Corrêa Nº 01
CEP 66075-110 – Belém – Pará
Resumo: O Laboratório de Desenvolvimento de Ideias (LDI), do Instituto de Tecnologia
(ITEC) da Universidade Federal do Pará (UFPA), oferece um ambiente para pesquisa e
interação entre os cursos de engenharia e arquitetura do ITEC, o qual através de sua equipe
de discentes, docentes e voluntários desenvolve projetos de extensão que utilizam o
conhecimento de diversas áreas tecnológicas, sempre almejando o benefício da comunidade
local. Diferentemente do que ocorre na maioria dos laboratórios, o LDI possibilita aos
alunos a oportunidade de criar e desenvolver seus próprios projetos sejam estes visando o
público interno ou externo a UFPA. Este artigo visa mostrar os projetos de conclusão de
semestre desenvolvidos pelos alunos de engenharia elétrica e engenharia da computação da
UFPA com o apoio e auxílio do LDI e ainda refletir sobre uma forma diferenciada da prática
de avaliações da aprendizagem que deveria ser empregadas aos cursos de engenharia.
Palavras-chave: Projetos, Aprendizagem, Avaliações, Teoria, Prática.
1.
INTRODUÇÃO
De acordo com (MICHAELIS, 1998), engenharia “é a arte de aplicar os conhecimentos
ou utilização da técnica industrial em todas suas determinações”. E segundo (KIRK, 1979),
engenharia “é a profissão essencialmente dedicada à aplicação de um certo conjunto de
conhecimentos, de certas habilitações e de uma certa atitude à criação de dispositivos,
estruturas e processos utilizados para converter recursos a formas adequadas ao atendimento
das necessidades humanas”.
Com essas definições de engenharia, é possível perceber que a grande ferramenta
utilizada pelo engenheiro é o conhecimento da ciência e da tecnologia, que por sua vez se
reverte em benefício das necessidades humanas.
Segundo (MICHAELIS, 1998), a tecnologia “é a aplicação dos conhecimentos científicos
à produção em geral”. E conforme (KIRK, 1979), é através do engenheiro que a humanidade
colhe os frutos da pesquisa científica.
O desenvolvimento do ensino de engenharia encontra em seus pressupostos
metodológicos a importância de aliar teoria à prática e de tal forma possibilitar o
desenvolvimento do estudante habilitando-o ao exercício de sua profissão.
Dentro deste quadro insere-se a importância dos laboratórios, onde múltiplas e
diferenciadas experiências são oferecidas durante o curso com o intuito de desenvolver a
capacidade do aluno de aplicar os conhecimentos adquiridos nas aulas teóricas ampliando sua
percepção da realidade, sua compreensão dos fenômenos físicos sobre os quais irá atuar ao
longo de sua carreira profissional.
Assim, quando se toma foco ao ensino de engenharia, a questão tecnologia, ciência e
humanidade se tornam chaves, como é mostrado em (PEREIRA, BAZZO APUD SOUZA,
2002) “[...] o sistema educativo, em especial a escola de Engenharia, deverá se aparelhar para
formar cidadãos que saibam avaliar criticamente a tecnologia e suas implicações. Se os
engenheiros são os responsáveis por desenvolver e trabalhar tecnologias, nada mais lógico
que eles tenham condições de entendê-las além e aquém da pura técnica”.
Com vista em levar uma metodologia de avaliação diferenciada em relação à
aprendizagem do aluno, a disciplina de Circuitos Elétricos II da Faculdade da Computação e
Telecomunicações da Universidade Federal do Pará realizou uma atividade para criação de
projetos com a finalidade de avaliar os alunos com relação à compreensão dos assuntos
ministrados durante a disciplina e incentivá-los a produção tecnológica.
2.
A BUSCA POR UM ESPAÇO PARA DESENVOLVER PROJETOS
Dado o conhecimento sobre a atividade de avaliação para o final de semestre, a qual os
discentes deveriam formular projetos que utilizassem os conhecimentos adquiridos com a
disciplina de Circuitos Elétricos II. Os alunos sentiram dificuldade em encontrar um local em
que pudessem desenvolver seus projetos, pois muitas das vezes ocorre de que a maioria dos
laboratórios existentes já está trabalhando no desenvolvimento de seus próprios projetos e
dependendo da proposta do aluno, pode acontecer de que esses laboratórios não ofereçam a
oportunidade ao aluno de criar seus projetos. Devido a este fato, houve uma grande procura
pelo espaço do Laboratório de Desenvolvimento de Ideias (LDI), que além de oferecer apoio
à criação de projetos, possibilita a utilização de um ambiente cujo objetivo é desenvolver os
projetos dos próprios alunos que chegam ao LDI.
3.
PROJETOS PROPOSTOS AO LDI PELOS PRÓPRIOS DISCENTES
Para esta seção foram selecionados alguns projetos interessantes que os alunos se
propuseram a realizar junto ao apoio do LDI. Dentre estes se destacam: “Tranca eletrônica
com arduino”, “Alarme sensível à luz”, “Iluminação de emergência” e “Chuveiro inteligente”.
3.1. Tranca eletrônica com arduino
Com o intuito de criar um sistema eficiente e de baixo custo além de reforçar a segurança
em ambientes fechados, este projeto possibilitou a criação de um sistema de segurança
eletrônico para o controle de acesso, de modo a criar uma tranca eletrônica (figuras 1 e 2). O
sistema teve como componentes: um Arduino, responsável pela parte lógica; um teclado, para
interação do usuário com o sistema (para a entrada de dados); LED’s para sinalizar a operação
do sistema; além de um Buzzer (para saída do som de alarme), Resistores, Cabos para
conexão e uma Breadboard (para conexão dos circuitos eletrônicos do sistema de alarme).
Figura 1 – Esquemático mostrando o circuito do
projeto da tranca eletrônica.
Figura 2 – Tranca eletrônica em funcionamento.
Em funcionamento normal, o sistema permanece em stand-by (LED vermelho aceso)
aguardando o acionamento do teclado. Para iniciar a entrada da senha (LED amarelo aceso),
deve-se pressionar a tecla “#”, assim que a senha é colocada, os dados são analisados para
garantir (LED verde piscando) ou negar a entrada do usuário (ativação do Buzzer).
Este projeto foi desenvolvido por dois alunos da engenharia da computação que apesar da
dificuldade sentida pela equipe ao utilizar um equipamento apresentava algumas
instabilidades, foi possível simplificar o projeto através da utilização da plataforma Arduino a
qual facilitou a implementação do circuito.
3.2. Alarme sensível à luz
Este projeto teve como intuito a criação de um sistema de alarme, que fosse ativado a
partir do sinal de um sensor LDR (em português, Resistor Dependente de Luz) sensível à luz,
ou seja, quando há incidência de luz sobre o sensor, este ativa um alto-falante na saída do
circuito, que emite um som em determinada frequência enquanto houver luz incidente. A base
deste projeto está relacionada ao funcionamento dele, mas antes se deve ter em mente que
existem diferentes tipos de multivibradores: os monoastaveis, biestáveis e os astaveis, este
último foi escolhido para a criação do alarme sensível à luz.
O circuito (figura 3) consiste de uma fonte de voltagem DC ligada um sensor LDR,
seguido de circuitos de chaveamento, oscilação, amplificação e finalmente um alto-falante.
Figura 3 - Esboço dos circuitos necessários para
executar o projeto.
Para elaboração do projeto foram necessários: uma bateria de 9 volts, um sensor LDR,
resistores, um oscilador e um amplificador. Com o desenvolvimento deste sistema de alarme
(figura 4), pôde-se observar que o projeto possui um circuito razoavelmente sensível que
utiliza por base um circuito de chaveamento. Quando não há incidência de luz, assim,
fornecendo potência suficiente para alimentar o alto-falante quando o sensor está iluminado,
mas também não provendo potência quando não é iluminado.
Figura 4 – Circuito do alarme sensível à luz
Este projeto foi desenvolvido por dois alunos de engenharia elétrica com o objetivo de
mostrar o funcionamento básico do circuito dos sistemas de alarmes existentes, pois
atualmente este tipo de circuito está se tornando muito comum nos lares por questão de
reforço aos sistemas de segurança.
3.3. Iluminação de emergência
Este projeto teve como intuito a criação de um sistema de iluminação de emergência,
onde este se compõe basicamente pelos blocos de transformação, retificação, filtragem de
tensão, estabilização de tensão, controle, bateria e iluminação, conforme ilustrado na figura 5.
Figura 5 – Diagrama de bloco do circuito de
iluminação de emergência.
O projeto foi separado em etapas, cada etapa correspondendo a um dos blocos já citados,
os quais foram feitos os cálculos para determinar as tensões e correntes necessárias para o
circuito de iluminação, além da potência utilizada pelo circuito. Para elaboração do projeto
foram necessários: Resistores, Diodo Zener, LEDs, Transformador, Capacitor eletrolítico e
ponte retificadora. A confecção do circuito foi feita utilizando-se de algumas peças de outros
equipamentos de modo a tornar a produção do circuito a mais econômica possível.
Este projeto foi desenvolvido por três alunos de engenharia elétrica e possui grande
utilidade, podendo ser aplicado em várias situações e locais no auxílio à população. A bateria
utilizada quando ocorre queda de energia pode ser feita de várias maneiras inclusive de modo
a utilizar energia renovável utilizando-se de placas fotovoltaicas.
3.4. Chuveiro inteligente
Este projeto teve como intuito criar um mecanismo que auxiliasse na medição e na
moderação da quantidade de água utilizada durante o banho e assim estimular o uso
consciente de água. Para elaboração do projeto foram necessários: um Sensor de fluxo de
água, um Sensor de proximidade infravermelho (IR), uma Válvula solenoide, um Relé, um
Arduino Uno e um Display LCD. Desta forma, enquanto o chuveiro estivesse em uso, seria
possível fazer uma checagem constante para avaliar o quanto de água estaria sendo consumida
pelo usuário, e, portanto, aferir a quantidade exaurida durante e após o banho, e este volume
gasto ainda poderia ser visualizado simultaneamente ao usuário através de um display.
O projeto do chuveiro inteligente (figuras 6 e 7) funciona da seguinte forma, o usuário ao
entrar no banho, abre a torneira, ou aperta o botão na placa, caso ele aperte o botão, o arduino
através do relé, manda um sinal elétrico ao solenoide para abrir e iniciar o fluxo de água, caso
apenas abra a torneira, o fluxo também se dará, e enquanto o chuveiro libera água, o display
LCD mostrará a vazão da água no decorrer do tempo e o total já consumido também, quando
o usuário se afastar do chuveiro durante o banho, o sensor IR verificará, e, portanto, enquanto
isso ocorre, o fornecimento de água é interrompido, e no momento em que o usuário retornar
para debaixo do chuveiro, o sensor IR captará o sinal, e o fornecimento de água volta a ser
viabilizado. Ao término do banho, o usuário poderá fechar a torneira e ver o quanto de água
gastou, e apertar o botão reset para zerar os valores, ou então, ele poderá apertar o botão de
parada, e o arduino através do relé fará o solenoide parar o fluxo de água. Isto para o caso do
usuário apenas querer manter um controle do quanto está gastando, é possível também utilizar
a opção de “vender um banho”, desta forma, pode-se inserir um valor pré-definido de litros
que o usuário poderá gastar durante o banho, o início do banho, neste caso, acontecerá de
forma semelhante ao caso anterior, porém, caso o usuário chegue ao valor especificado, o
fornecimento de água é interrompido.
Figura 6 – Esquema de chuveiro automático.
Figura 7 – Chuveiro inteligente já montado.
Este projeto foi desenvolvido por três alunos de engenharia da computação que puderam
observar um problema, aplicar os conhecimentos adquiridos com a disciplina de Circuitos
Elétricos II e ainda desenvolver uma forma eficiente de economizar na utilização da água por
meio do controle do fluxo de água durante o banho, medindo e limitando o total de litros
gastos por banho.
4.
RESULTADOS
A equipe de gestores do LDI auxiliou os alunos que procuraram pelo laboratório com as
pesquisas, direcionando-os e oferecendo suporte para elaboração dos projetos. Os projetos
obtiveram resultados satisfatórios acarretando na aprovação dos alunos com bons rendimentos
na disciplina de Circuitos Elétricos II do ITEC da UFPA. Os alunos puderam não só aprender
o conteúdo da disciplina de forma significativa como também estabelecer um contato direto
com a forma como o engenheiro deve pensar rápido caso algo não saia como esperado durante
a execução de projetos.
Estas atividades feitas pelos alunos ainda lhes renderam carga horaria complementar por
participação de projetos realizados no laboratório e ainda poderão render-lhes carga horaria de
extensão, caso os alunos queiram participar da feira do vestibular, que acontece sempre no
segundo semestre do ano, levando os seus projetos e explicar aos vestibulandos o seu
funcionamento.
5.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
A maioria dos professores de engenharia pratica uma avaliação tradicional, basicamente
utilizando provas escritas para verificar a retenção dos conhecimentos repassados, não
servindo para orientar ou reorientar o aluno, para situá-lo frente às exigências da disciplina e
do curso e do papel que os conteúdos de cada disciplina têm na sua formação profissional.
O professor cumpre as exigências legais da instituição – dar aulas, avaliar e atribuir notas
– e o aluno, na maioria das vezes, mais preocupado em passar na disciplina, em conseguir
notas, do que com a qualidade da sua formação profissional, submete-se passivamente a esse
ritual. Devido a isto, nota-se a importância de juntar as aulas teóricas às aulas práticas de tal
modo a possibilitar o desenvolvimento do estudante habilitando-o ao exercício de sua
profissão.
Além disto, existem fenômenos físicos que, observados e analisados nas montagens,
permitem aos estudantes maiores reflexões melhorando o entendimento de conceitos,
estruturando o conhecimento em suas mentes e preparando-os para os temas mais complexos
que virão à frente.
Esta questão da importância do “fazer”, de acordo com (BARATO, 2004), encontra uma
importante relação entre o trabalho das mãos e da mente, sendo que estes estudos nos
apontam que para a formação profissional o trabalho da mente é resultante dos trabalhos das
mãos, dando à prática uma posição superior à abordagem puramente teórica.
6.
REFERÊNCIAS
KIRK, Edward V. Introdução à Engenharia. Rio de Janeiro, Livros Técnicos e Científicos,
1979.
MICHAELIS. Moderno Dicionário da Língua Portuguesa. São Paulo, Companhia
Melhoramentos, 1998.
SOUZA, J. G. Renovação Pedagógica no Ensino de Engenharia. VII International Conference
Engineering and Technology Education. Viçosa (MG): Agromídia, 2002.
BARATO, J. N. Educação Profissional: saberes do ócio ou saberes do trabalho? São
Paulo: SENAC SÃO PAULO, 2004.
LABORATORY OF DEVELOPMENT OF IDEAS: ENABLING
COLLABORATION OF ENGINEERING AND ARCHITECTURE FOR
THE CREATION OF NEW PROJECTS
Abstract: The Ideas Development Laboratory (LDI, in Portuguese), from the Institute of
Technology (ITEC, in Portuguese) of the Federal University of Pará (UFPA, in Portuguese),
provides an environment for research and interaction between engineering courses and
architecture from ITEC, which through its team students, teachers and volunteers develop
extension projects that use the knowledge of several technological areas, always aiming for
the benefit of the local community. Unlike what happens in most laboratories, the LDI
provides students with the opportunity to create and develop their own projects, being those
aimed at internal or external community of UFPA. This article aims to show the semester
conclusion projects developed by students of electrical engineering and computer engineering
at UFPA with the support and assistance of the LDI and also think about a different way of
the practice of learning evaluation that should be employed to engineering courses.
Key-words: Projects, Learning, Evaluation, Theory, Practice.