Robô Girassol
Conectar
• Vocês já viram alguma planta inclinada na direção de uma fonte de luz?
• Por que o girassol se movimenta acompanhando o trajeto do Sol? Como ele faz isso?
Vocês conhecem outros exemplos nos quais são usados sensores de intensidade luminosa?
• Qual a relevância de se ter um sensor que mede a intensidade da luz?
Qual a diferença entre o sensor de cor e o sensor de intensidade de luz?
Qual a diferença entre o sensor de cor e o sensor de intensidade de luz?
Ampliando o trabalho
Matemática: As sementes do girassol escondem uma estrutura curiosa. Suas sementes se organizam em dois formatos de espiral cujos números são parte da sequência de Fibonacci. Há ainda outras características que podem ser aprofundadas e que fazem do girassol um objeto de interesse matemático. Os vídeos The mind-blowing mathematics of sunflowers - instant egghead #59 (disponível em . Acesso em: jan. 2015.) e Nature by numbers (disponível em . Acesso em: jan. 2015.) são muito interessantes para ilustrar esse tema. Conferir também o artigo “O girassol e a sequência de Fibonacci”, de Daiane Brito, para a revista Superinteressante (disponível em . Acesso em: jan. 2015.).
Construir
Nesta etapa da aula, as equipes constroem o robô girassol de acordo com o passo a passo de montagem. Depois que a montagem estiver concluída, oriente os alunos a analisar as possibilidades de movimentação que o robô será capaz de fazer. Eles devem perceber que ele está limitado a girar em torno do próprio eixo.
Analisar
Os alunos vão programar o robô para que ele gire e encontre a máxima incidência de luz na sala. Há elementos novos na programação, e eles são guiados a explorá- -los lentamente. Com o robô montado e as portas do motor e do sensor conectadas, o primeiro desafio é programar o robô para dar um giro de 360° graus. Dado que a rotação do motor não equivale à da planta girassol, eles terão de investigar a rotação adequada. Há diferentes formas de descobrir. Uma delas é pela função port-view, ou seja, observar a mudança do ângulo ao rodar o robô, o que pode ser convertido em número de voltas. Outra forma é por tentativa e erro de voltas ou tempo. Discuta as diferentes estratégias utilizadas pelas equipes. Se o robô for configurado na potência 5.
Em seguida, os alunos devem explorar o bloco do sensor de cor para que opere como um sensor de intensidade luminosa. Nesse caso, eles devem programá-lo na função medida (measure) de intensidade da luz ambiente (ambient light intensity). Para isso, eles devem adicionar uma rotina paralela à primeira programação na qual o robô imprime na tela do EV3 os valores da intensidade luminosa medida enquanto gira. Ao observar a tela, eles identificam a posição em que a intensidade de luz é máxima.
Os alunos são convidados a refletir sobre a importância do repetir (looping) nesta etapa. O objetivo é que eles percebam que é possível colocar uma condição de parada em função do numero de rotações, e também de intensidade luminosa, como será solicitado no desafio seguinte. O próximo desafio, portanto, é introduzir os blocos variável e comparação lógica na programação do sensor de intensidade para definir a posição de máxima intensidade. Como esses blocos são novos para os alunos, eles podem ter alguma dificuldade.
Continuar
Nesta última etapa da aula, os alunos são desafiados a programar o robô girassol para que ele identifique a posição de maior intensidade de luz em uma primeira volta e, na segunda, pare na posição em que a encontrar. As etapas que os alunos devem fazer o robô seguir são: ∙ O robô faz uma varredura dando uma volta completa no próprio eixo. ∙ O robô compara a intensidade de luz atual com a próxima. Se for maior, ele armazenará em uma variável, caso contrário, não. ∙ Dica: utilizar um looping condicionado à rotação. ∙ O robô faz uma segunda varredura comparando o valor captado na primeira varredura com o valor atual. ∙ Se o valor for igual ou maior que o da primeira varredura, o robô ficará parado no lugar; caso contrário, deverá continuar rodando até encontrar a luminosidade de igual ou maior valor.
Ampliando o trabalho Ciências:
Nos exemplos abordados nesta aula, é evidente a importância dos sensores de intensidade de luz no posicionamento de placas fotovoltaicas para a geração de energia. É possível expandir o estudo para uma reflexão sobre como a energia solar revolucionou a robótica e é responsável por garantir a autonomia de operação dos robôs que estão a milhares de quilômetros distantes da Terra. O conceito de fototropismo pode ser aprofundado, até mesmo com o desenvolvimento de experiências com os alunos. É possível avançar para um estudo da diferença desse efeito nas variadas espécies de plantas. Ainda é possível aprofundar o estudo sobre o motivo de o girassol necessitar de forma mais acentuada da intensidade da luz do Sol a ponto de acompanhá-la em seus movimentos.