Lição do Teach
Robô Arduino Visual (4/4): desafio de marcas e reação
Os estudantes usam sensores de linha para detectar claro/escuro, escolhem um limiar e programam uma reação curta com evidência do robô real.
Primeira vez que ativa o Teach? Você pode realizar uma sessão de aula sem custo. Os estudantes entram com um código da turma.
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Objetivos de aprendizagem
Usar sensores de linha como evidência de superfície clara/escura.
Projetar um comportamento reativo curto com entrada, decisão e saída.
Avaliar um robô por evidência e explicação, não por uma trajetória perfeita.
Visualização da atividade do estudante
Conteúdo da atividade
Apenas visualização. Em uma sessão de aula, os estudantes podem preencher respostas e entregar o trabalho ao professor.
Escolher um desafio alcançável
8 min
As marcas pretas podem servir como evidência para decidir. O desafio não é seguir toda a linha com precisão, e sim medir claro/escuro e programar uma reação confiável.
Os sensores de linha do robô olham para a superfície e devolvem uma
leitura de refletância: um número aproximado de 0 a 2000. As superfícies
claras dão valores baixos (perto de 0) e as escuras, valores
altos (perto de 2000). Um limiar é o número de corte que você usa para
decidir "claro" ou "escuro". O desafio não é seguir uma linha perfeita, mas
medir claro/escuro e programar uma reação.
Escolha um destes desafios. Todos são válidos se usarem um sensor, uma decisão e uma saída observável.
- Detector de marca: ao detectar uma zona escura, parar e acender o LED vermelho.
- Patrulha com aviso: avançar devagar e avisar se detectar uma marca escura.
- Robô prudente: combinar proximidade e marca; se houver obstáculo ou marca, parar.
- Semáforo de superfície: LED azul em superfície clara, LED vermelho em superfície escura, sem se mover.
Não se pede seguir uma linha completa. Pede-se explicar o que o robô detecta e como ele reage.
Escreva o desafio escolhido em forma de regra: "Se o sensor detectar..., então o robô...; senão, o robô...".
Calibrar claro e escuro
18 min
Para ver a leitura, você usará a serial (um canal de texto do robô para sua
tela). Se o seu laboratório não mostrar a saída serial, calibre com o LED:
acenda o LED vermelho quando a leitura superar seu limiar e verifique se ele
distingue uma superfície clara de uma escura; ajuste o limiar até acertar.
Abra o robô visual.
Configure a comunicação serial.
No laço principal, use
Ler sensores de linha.Leia um sensor específico, por exemplo
centro,centro-esquerdaoucentro-direita.Escreva o valor pela serial.
Observe uma leitura sobre superfície clara e outra sobre uma área escura ou marca visível.
Escolha um limiar entre as duas leituras.
Imagem e referência para calibrar:
Antes de usar mensagens:
[Configuração] Serial velocidade 9600
No laço principal:
[Ler sensores de linha]
[Escrever]
Leitura no sensor situado no centro
ou
Leitura no sensor situado no centro-esquerda
ou
Leitura no sensor situado no centro-direita
[Esperar] 300 milissegundosO bloco de leitura deve vir antes do valor do sensor específico. Primeiro meça claro e escuro; depois escolha seu limiar.
Preencha a tabela enquanto calibra claro e escuro. Use pelo menos duas
linhas: uma para superfície clara e outra para superfície escura ou marca. Se
testar outra posição de marca, adicione mais uma linha; deixe as demais vazias.
Em cada linha, anote o sensor, a superfície, o valor observado, o limiar
proposto e sua confiança.
| Sensor | Superfície | Valor observado (número ou claro/escuro) | Limiar proposto | Confiança |
|---|---|---|---|---|
Que limiar você usará para distinguir claro e escuro? Justifique com duas leituras da sua tabela.
Construir o comportamento
22 min
Construa uma versão mínima do seu desafio:
1. Ler sensores.
2. Comparar a leitura com o limiar.
3. Ativar uma saída visível: LED, mensagem serial e, se fizer sentido, motores.
4. Usar uma velocidade prática baixa como 125 ou 150, manter o movimento curto e terminar com uma parada se o robô se mover.
Exemplo de detector de marca:
- Se sensor centro > limiar: motores 0,0, LED vermelho, mensagem marca.
- Senão: LED azul e, opcionalmente, avançar por pouco tempo com 125 ou 150.
Imagem e referência do detector de marca:
No laço principal:
[Ler sensores de linha]
se [Leitura no sensor situado no centro > limiar]:
[Alterar velocidade dos motores]
Esquerdo: 0
Direito: 0
[Definir LED] vermelho [como] HIGH
[Definir LED] azul [como] LOW
[Escrever] "marca"
senão:
[Definir LED] azul [como] HIGH
[Definir LED] vermelho [como] LOW
opcional:
[Alterar velocidade dos motores]
Esquerdo: 125
Direito: 125
[Esperar] 300 milissegundos
[Alterar velocidade dos motores]
Esquerdo: 0
Direito: 0Esta estrutura detecta uma marca ou superfície, mas não tenta seguir toda a linha.
Descreva um teste que saiu bem e um que deveria melhorar. Se você só conseguiu fazer um teste, indique qual segundo teste faria.
Explique por que seu desafio não depende de seguir uma linha perfeita. Que decisão concreta o robô toma com a informação do sensor?
Entrega final
12 min
Desafio final do robô
Entregue:
1. Nome do desafio.
2. Blocos principais usados.
3. Limiar e evidência de calibração.
4. Captura ou descrição do programa.
5. Resultado observado no teste com o robô.
6. Uma melhoria concreta.
O que você aprendeu ao programar um robô real que não aprenderia com uma simulação ou apenas com uma placa Arduino?
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