Princípios de Aplicações Digitais e Robótica

Plano de Ensino

Nome do professor: Paulo Marcotti

E-mail: paulo.marcotti@cs.edu.br

Curso: Sistemas de Informação

Título da disciplina: Princípios de aplicações digitais e robótica

Carga horária: 80 horas-aula no semestreSemestre: 1o

Período: Noturno

Justificativa

Para engajar os estudantes iniciantes em cursos de tecnologia é necessário propor desafios cativantes através de uma aprendizagem criativa. A exploração lúdica com embasamento técnico nas áreas de aplicações digitais e robótica pode conduzir o estudante nesse caminho. Unindo o trabalho em algo significativo visa despertar o interesse pessoal, colaborativo e ao ensino para a compreensão.

Objetivos

O estudante deve compreender as bases tecnológicas da informação através de aplicações nas áreas de sistemas digitais e robótica, aprofundando o conhecimento nas áreas relevantes do hardware e do software. O estudante deve compreender as bases da Tecnologia da Informação. Entender os sistemas de numeração através de projetos digitais. Conhecer as bases da lógica como ferramenta utilizada nos computadores modernos. Conhecer o histórico da evolução dos computadores e microprocessadores. Entender os componentes eletrônicos que são os componentes dos computadores. Utilizar a programação de computadores para criar aplicações digitais e robótica. Conhecer computação física, utilizando sensores e atuadores, prototipando com a plataforma Arduino, conhecer as bases da Internet das Coisas (IoT).

Ementa

Projeto dos computadores. Eletrônica básica utilizada nos computadores digitais. Aplicações digitais. Robótica. Computação física. Sensores, atuadores. Linguagem de programação. Plataformas de prototipação.

Conteúdo Programático

Visão Geral das Aplicações Digitais e Robótica;
Entendendo a Computação Física;
Evolução histórica da Computação;
Gerações dos Computadores e os seus componentes eletrônicos;
Portas lógicas;
Lógicas e suas aplicações;
Utilização da plataforma Arduino;
Projetos de Robótica com a plataforma Arduino
Linguagem de programação com a linguagem Arduino;
Internet das Coisas com a plataforma Arduino;

Metodologias de ensino

A metodologia aplicada utiliza aulas teóricas expositivas e materiais de estudo disponibilizados em plataforma de ensino a distância, mescladas com parte prática (aplicação dos conceitos e técnicas apresentadas), através de exercícios (executados presencialmente e a distância) e elaboração de projeto (com a formação de equipes de alunos) e ainda seminários apresentados pelos alunos.

Avaliação - critérios e instrumentos

As notas P1 e P2 são compostas por prova individual (com peso 70 %) e atividades avaliativas durante cada bimestre (com peso 30 %). Uma média geral do semestre é calculada como a média aritmética das notas bimestrais P1 e P2. A nota MI (corresponde a uma avaliação multidisciplinar, realizada pela instituição com todas questões de todas as disciplinas do curso) é adicionada à média geral. Ao final do semestre o aluno pode fazer uma prova substitutiva, que pode substitui a menor nota da prova P1 ou P2, compondo novamente com os trabalhos, recalculando a média caso melhore a média final. O aluno é aprovado com média final maior ou igual a 6,0.

Bibliografia básica

TANENBAUM, Andrew S. Organização estruturada de computadores. 3 ed. São Paulo: Prentice Hall do Brasil, 1992.
TANENBAUM, Andrew S. Structured computer organization. Rio de Janeiro: Prentice Hall do Brasil, 1990.
Monk, Simon. 30 Projetos Com Arduino. São Paulo: Bookman, 2016.

Bibliografia Complementar

MEGDA, O. A., Moreira, H. R., Fassbinder, A. G. O. Primeiros Passos na Implantação de Projetos de Robótica com Arduino em Cursos Técnicos da Área de Informática. Disponível em <http://sistemaolimpo.org/midias/uploads/42b4fabc13660ec5b7a9e929fcab8702.pdf>. Acesso em: 22 jan 2018;
Trindade, Rosumiro Junior; Julião, Jodelson Moreira. Circuitos Digitais. Disponível em: <http://proedu.ifce.edu.br/bitstream/handle/123456789/482/Circuitos_Digitais_PB_CAPA_FICHA_ISBN_20130510.pdf?sequence=5&isAllowed=y> Acesso em: 22 jan 2018.
MARTINS, F. N., Oliveira, H. C., Oliveira, G. F. Robótica como Meio de Promoção da Interdisciplinaridade na Educação Profissional. Disponível em <http://www.natalnet.br/lars/wre2012/pdf/106420.pdf>. Acesso em: 22 jan 2018;
NASCIMENTO D. L. A., Santos, I. C. C., Sorrentino, N. M. Visão Computacional aplicada a Robôs Autônomos de Baixo Custo. TCC Instituto Federal Fluminense. RJ: 2016. Disponível em <http://bd.centro.iff.edu.br/xmlui/bitstream/handle/123456789/1385/Documento.pdf?sequence=1&iisAllowe=y>. Acesso em: 22 jan 2018;
PINTO, Rossano Pablo. Portas lógicas e circuitos digitais. Disponível em: <http://www.jvasconcellos.com.br/unijorge/wp-content/uploads/2012/03/circuitos.pdf> Acesso em: 22 jan 2018;

Distribuição do tempo

1ª semana:

Visão geral de aplicações digitais e robótica. Computação física. Histórico maker, Arduíno, Raspberry.

2ª semana:

Visão de eletrônica, portas lógicas, componentes eletrônicos (transistores, resistores, protoboard, capacitores, sensores e atuadores). Histórico da evolução da computação. Computadores da primeira geração, construção de bit com transistores. Computadores de segunda e terceira geração. Utilização de portas lógicas.

3ª semana:

Utilização de simulador para montagem de circuitos (circuits.io, Logic Simulator Pro) (utilizar laboratório de informática do 1o andar).

4ª semana:

Utilização prática da plataforma Arduino para compreensão de Lógica de Programação (placas didáticas; display de 7 segmentos).

5ª semana:

Plataforma Arduino (utilização de protoboard para entender bit, byte, binário, decimal).

6ª semana:

Plataforma Arduino para Compreensão de Lógica de Programação (placas didáticas; sensor analógico) utilizando sensores e atuadores.

7ª semana:

Projetos com Arduino (estação meteorológica e luxímetro LDR).

8ª semana:

Desenvolvimento de aplicações entendendo diagrama de blocos com o paralelo da linguagem Scratch. Entender uma aplicação, separando entrada, processamento e saída.

9ª semana:

Semana de prova. As questões de prova serão sobre os projetos desenvolvidos e os propostos para extra sala de aula.

10ª semana:

Vista das provas. Acionamento de motores com Arduíno.

11ª semana:

Montagem de carrinho robot com Arduíno e motores.

12ª semana:

Utilização do PWM com Arduíno e motores.

13ª semana:

Utilização de wifi e bluetooth com Arduíno.

14ª semana:

Utilização de wifi e bluetooth com Arduíno.

15ª semana:

Projeto de comunicação entre sensores e servidores, para compreensão da Internet das Coisas.

16ª semana:

Projeto de comunicação entre sensores e servidores, para compreensão da Internet das Coisas.

17ª semana:

Semana de provas P2. Prova P2 com questões de comunicação entre sensores, atuadores e servidores.

18ª semana:

Vista de provas, considerações finais e balanço dos resultados obtidos pela disciplina.

19ª semana:

Semana de provas substitutivas.

20ª semana:

Plantão de dúvidas.

Trabalhos Domiciliares/Plano de Adaptação e ou DP

Considerando as 4 primeiras semanas de aula, descreva atividades a serem realizadas pelo aluno caso fique afastado neste período.

Leia atentamente o plano de ensino dessa disciplina; leia o problema proposto para a disciplina, estude e faça as atividades disponíveis nos módulos de 1 a 4.

Considerando as semanas de 5 a 8, descreva atividades a serem realizadas pelo aluno caso fique afastado neste período.

Estude e faça as atividades disponíveis nos módulos de 5 a 8; envio do trabalho proposto no módulo 8.

Considerando as semanas de 10 a 13, descreva atividades a serem realizadas pelo aluno caso fique afastado neste período.

Estude e faça as atividades disponíveis nos módulos de 10 a 13.

Considerando as semanas de 14 a 17, descreva atividades a serem realizadas pelo aluno caso fique afastado neste período.

Estude e faça as atividades disponíveis nos módulos 14 e 17; envio do trabalho proposto para a disciplina conforme descrito no módulo 1.