Nesta unidade, os alunos compreenderão o que são dados e como os sensores produzem dados que podem ser utilizados para resolver problemas do mundo real. Atuarão como inspetores de pontes e utilizarão o sensor ocular na base do código GO para digitalizar "pontes" e detetar fissuras utilizando os dados do sensor ocular. Aprenderão a analisar dados para tirar conclusões sobre a segurança das pontes e como utilizar os dados juntamente com o método científico para fazer e testar uma hipótese sobre quais as pontes em particular que necessitam de reparação. Reportarão os seus resultados baseados em dados num Relatório de Inspeção da Ponte.
O que são dados?
Os dados são informações recolhidas e utilizadas para referência ou análise. Existem muitos tipos diferentes de dados com os quais os alunos interagem diariamente. Desde verificar a previsão do tempo para decidir o que vestir, até usar o GPS para viajar, os dados são uma presença constante. Em ambientes profissionais, os dados informam tudo, desde estratégias de negócio a diagnósticos médicos. Nesta Unidade, os alunos irão focar-se em dados relacionados com o VEX GO.
Um sensor reporta dados sobre o mundo que o rodeia. Os dados dos sensores podem ser utilizados por um robô para tomar decisões ou podem ser recolhidos e apresentados como evidência para apoiar ou refutar uma afirmação. Nesta unidade, os alunos aprendem a recolher dados do Eye Sensor e, em seguida, a utilizar os dados para testar uma afirmação que lhes é fornecida. Em toda a Unidade, registam e apresentam os dados através de Fichas de Recolha de Dados e apresentam os seus dados em Relatórios de Inspeção de Pontes. No final da Unidade, farão as suas próprias afirmações, recolherão dados de sensores para testar a afirmação e utilizarão os dados recolhidos como prova para determinar se a sua afirmação é verdadeira. Embora esta unidade se concentre em dados de sensores, recolher, organizar e interpretar dados e utilizá-los para apoiar uma afirmação é uma competência valiosa que os alunos utilizarão em todas as disciplinas académicas.
O que é um sensor?
Um sensor é um dispositivo que ajuda um robô ou dispositivo a compreender o mundo que o rodeia. Faz isto recolhendo informações do seu ambiente e convertendo-as num formato que possa ser lido e compreendido. Interagimos com sensores todos os dias. Um exemplo comum é a porta automática de um supermercado. Um sensor de movimento montado acima da porta emite sinais de micro-ondas ou ondas ultrassónicas, que regressam ao sensor. Quando uma pessoa se aproxima da porta, as ondas são interrompidas, alterando o padrão dos sinais que regressam. O sensor deteta esta alteração e envia um sinal elétrico ao mecanismo de controlo da porta, solicitando a sua abertura.
Para que os alunos aprendam com sucesso a codificar um robô, devem compreender como funcionam os sensores que estão a utilizar, porque os dados de um sensor são tão bons quanto a entrada que recebe. No nosso exemplo da porta automática, se o sensor na porta detetar uma alteração nas ondas ultrassónicas que lhe regressam devido a uma chuva forte, a porta abrirá mesmo que não haja ninguém para deixar entrar na loja.
Uma compreensão de como funciona o sensor da porta permite a resolução de problemas para corrigir o problema. Talvez adicionar um toldo maior sobre as portas da loja evite que o sensor seja afetado pela chuva. O mesmo se aplica aos alunos que estão a aprender a codificar um robô. Durante a codificação, os dados inesperados do sensor podem fazer com que o robô se comporte de formas não previstas pelos alunos, levando-os por vezes a pensar que o robô ou o sensor está avariado. Os alunos devem compreender como os sensores obtêm e reportam informações para evitar isso e ter uma base para basear a resolução de problemas num projeto de codificação.
Nesta unidade, os alunos utilizarão o Eye Sensor para recolher dados. Os alunos terão de saber como o Sensor Ocular recolhe dados para os utilizar com sucesso para responder a perguntas. Esta compreensão também permitirá aos alunos construir e depurar projetos mais complexos utilizando o Eye Sensor no futuro.
O sensor ocular VEX GO
Como funciona o sensor ocular VEX GO
O VEX GO Eye Sensor não detecta cores. Em vez disso, deteta se um objeto está próximo e, em caso afirmativo, apresenta o valor da tonalidade digital desse objeto. O sensor funciona emitindo uma luz branca. A luz é então refletida de volta pelo objeto e o Sensor ocular mede a intensidade das cores na luz refletida. O sensor realiza um cálculo com base nestes níveis de intensidade para determinar um valor de matiz, que é reportado no VEXcode GO Monitor. O valor de matiz pode ser interpretado utilizando um gráfico de matiz para determinar uma cor.
Pode ter utilizado o sensor ocular num projeto em que o robô executava um comportamento com base na cor detetada (como virar à direita se o azul fosse detetado). Para tal, o valor de matiz determinado pelo sensor é comparado com as gamas predeterminadas de vermelho, azul e verde. Se o valor estiver dentro deste intervalo, será reportado como 'Verdadeiro'; se não estiver, será reportado como 'Falso'. O sensor ainda não está a detetar a cor vermelho, azul ou verde – está a comparar os dados numéricos com intervalos de valores conhecidos e essencialmente a “converter” os dados em cores para nós.
Visualização de Dados do Sensor
Os dados reportados pelo Eye Sensor podem ser vistos na Consola do Monitor enquanto um projeto está a ser executado. Para visualizar os dados do sensor no Monitor, arraste um bloco de deteção da Caixa de Ferramentas para o Ícone do Monitor. A tonalidade do olho em graus será apresentada como um valor de matiz, que pode ser comparado pelos alunos com o gráfico de matiz para determinar a cor que o sensor ocular pensa ter detetado.
Para obter um lembrete sobre como monitorizar os valores dos sensores, selecione o botão Como monitorizar a qualquer momento.
O gráfico de matiz
O gráfico de matiz representa os valores numéricos de cada cor, tal como reportados pelo sensor ocular. O valor do matiz varia de 0 a 360 graus, começando com o vermelho e movendo-se na ordem do arco-íris em torno do gráfico circular. Por vezes, o valor de matiz detetado pode não corresponder à cor que vê presente no ambiente. Isto pode dever-se à qualidade da luz ambiente presente em redor do sensor e não significa que o sensor esteja com defeito.
Luz ambiente e sensor ocular
Como a cor é luz refletida, a luz ambiente (luz presente na área onde o sensor é utilizado) irá afetar o valor de matiz reportado pelo sensor. Por exemplo, um VEX GO Beam verde pode reportar o número '57', que cai na área 'amarela' no Hue Chart. Isto não se deve a uma avaria do sensor, mas sim à luz ambiente presente em redor do sensor. Os valores de matiz podem ser lidos de forma diferente para diferentes alunos na mesma sala de aula, mesmo que estejam a digitalizar o mesmo objeto com o Sensor ocular. Tudo isto depende da quantidade de luz na área onde os alunos se encontram. Estar sentado perto de uma janela, por exemplo, ou num dia particularmente nublado, pode alterar a forma como o sensor reporta os dados do valor de matiz.
No Laboratório 1, os alunos visualizarão os dados numéricos do Eye Sensor no VEXcode GO Monitor. Registarão os dados das diferentes secções da ponte que estão a digitalizar utilizando o Sensor Eye e combinarão os dados numéricos com o Gráfico de Matiz. Em seguida, compararão os valores reportados pelo sensor com e sem o uso do Eye Light. Estes valores serão diferentes porque quando mais luz ilumina o objeto detetado pelo sensor, a intensidade da luz refletida irá alterar-se, alterando assim o valor de matiz reportado. Isto ajudará a desenvolver a compreensão dos alunos sobre a forma como o Sensor ocular deteta a informação.
Preto, branco e cinzento
Os alunos podem perceber que os valores de matiz reportados para preto, branco ou cinzento (como as cores no bloco) não são fiáveis. Isto porque o preto é essencialmente a ausência de cor e o branco é essencialmente a combinação de todas as cores. Quando compara esta ideia com o Hue Chart, não existe nenhuma opção disponível para todas as cores ou zero cores. Assim sendo, o valor de matiz reportado pode não estar alinhado com o que percebemos ser a cor.
Descarregar e abrir projetos VEX GO
Em alguns laboratórios, os alunos receberão projetos para imprimir dados no Print Console. Estes projetos devem ser descarregados antes do início da aula, para que possam ser abertos e utilizados quando necessário. Pode optar por descarregá-los para os alunos ou fazer com que os próprios alunos os descarreguem. Os ficheiros dos projetos estão localizados na lista de materiais. Para saber mais sobre como carregar e abrir projetos descarregados, consulte estes artigos da Biblioteca VEX específicos do dispositivo: