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Version 39 (Paulo Sérgio Müller, 16/03/2018 17:03) → Version 40/41 (Gilberto Fetzner Filho Fetzner, 16/03/2018 17:03)

h1. Shield Galileu e Aplicações
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Fotos com os três modelos de Shield Galileu e do equipamento desenvolvido para aquisição de dados.

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h2. Descrição do Projeto

Shield Galileu é um equipamento desenvolvido para fazer a aquisição automática de dados temporais em experimentos de Física relacionados aos conteúdos de Cinemática e Dinâmica. O equipamento é constituído por sensores ópticos que conectados a um circuito (Shield), enviam dados temporais para a placa Arduino-UNO e, por meio de uma interface gráfica desenvolvida na linguagem Python, é possível fazer a visualização em tempo real dos gráficos de posição, velocidade e aceleração em função do tempo. Desta forma é possível fazer teste de hipóteses sobre os fenômenos físicos em estudo, correlacionando com os pressupostos teóricos que são estabelecidos na Física.

h2. Principais Características

* baixo custo para desenvolver o equipamento.
* softwares e código fonte são distribuídos mediante licenças livres.

h2. Histórico

|*Data*|*Evento*|
|Junho de 2013|Elaboração do primeiro protótipo do shield |
|Jun.-Nov./2014|Desenvolvimento dos Shield conometro/líquidos/ultrassônico (protótipos da versão Galileu)|
|Jun.-Nov./2014|Desenvolvimento dos arquivos em C/C++ / Python|
|Jun.-Nov./2014|Desenvolvimento do Equipamento para realização de atividades experimentais|
|Jun.-Nov./2014|Elaboração dos guias pedagógicos e guias do aluno|
| Março de 2015 | Criação das versões do shield em KiCAD |
|20/04/2015|Fabricação do Shield Galileu cronometro/líquidos e ultrassônico na fresadora João de Barro|
|20/04/2015|Montagem do Shield Galileu cronometro e Shield Galileu ultrassônico|
|25/04/2015|Testes do Shield Galileu cronometro e Shield Galileu ultrassônico|
|27/04/2015|Atualização da Wiki|
|02/05/2015|Foto do equipamento|
|03/05/2015|Upload dos vídeos site do youtube|
|04/05/2015|Atualização da wiki|

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h2. Próximos Passos

Desenvolver um único Shield Galileu com os três circuitos.

Desenvolvido o shield unificado:

Projeto KiCAD: "galileu_t_0.2.zip":http://cta.if.ufrgs.br/attachments/download/2144/galileu_t_0.2.zip

!galileu_united_B.png!

!galileu_united_F.png!

Funcionamento: Para alternar entre as versões Cronômetro e Líquido, trocar as partes destacáveis, que vão como um segundo shield em cima da placa principal. Os conectores utilizados para estes dois experimentos são do 1 ao 6. O conector para o experimento Ultrasônico é o 7. Maiores detalhes no arquivo zip.

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h2. Documentação

Abaixo encontram-se as documentações de desenvolvimento, ilustrando os passos da evolução do shield Galileu, desde seus protótipos iniciais até as versões para sua fabricação com a [[fresadora-pci-joao-de-barro:wiki|Fresadora PCI João-de-Barro]], além de tutoriais de montagem com vídeos ilustrando a montagem da placa e do restante do equipamento.

Na documentação de Ensino e Uso, encontram-se os guias pedagógicos para professores e guias de atividades para os alunos realizarem experimentos com o Shield Galileu.

h3. Desenvolvimento

[[Protótipos do Shield Galileu]]: Diagramas, visualizações e fotos dos protótipos de desenvolvimento do Shield Galileu.

[[Shield Galileu Versão 1.0]]: Versão atual do Shield Galileu, como apresentado na dissertação de mestrado do autor.

[[Tutoriais de Montagem]]: Vídeos com descrições detalhadas da montagem do circuito e restante do equipamento para realizações das atividades de ensino de Física listadas abaixo.

h3. Uso

[[Orientações para uso do equipamento]]

Como carregar programas, cuidados, testes rápidos (visualização na porta serial).

*Programas para Arduino*

* attachment:cronometro.ino - Deverá ser carregado no Arduino (UNO ou Duemilanove).
* attachment:cronometro_liquidos.ino - Deverá ser carregado no Arduino (UNO ou Duemilanove).
* attachment:ultrassom.ino - Deverá ser carregado no Arduino (UNO).
* attachment:Ultrasonic.h - Biblioteca que deverá carregada para que possa ser utilizado o programa ultrassom.ino.

*Programas em Python para coleta e visualização dos dados*

* attachment:Python.zip - Todos os programas em _Python_ utilizados no projeto.

h3. Atividades de Ensino

| # | *Atividade* | *Objetivo da aula*|
|1 | [[Velocidade Média/Vel. Instantânea]] |Compreender o significado de velocidade média e velocidade instantânea de um corpo e relacionar com situações do cotidiano em que estes conceitos de velocidades são usados.|
|2 | [[Movimento Uniforme]] |Explicar aos alunos as características de um movimento uniforme de um corpo e relacionar com situações do cotidiano em que este tipo de movimento é observado. Capacitar os alunos a descrever de forma correta um gráfico de posição e velocidade em função do tempo para um movimento uniforme.|
|3 | [[Movimento Uniformemente Variado]]|Capacitar os alunos a interpretarem gráficos de velocidade e aceleração em função do tempo para movimentos uniformemente variados.|
|4 | [[Movimento Uniformemente Variado_2]]|Capacitar os alunos a interpretarem gráficos de posição, velocidade e aceleração em função do tempo para um movimento uniformemente variado de acordo com a origem do referencial adotado.|
|5 | [[Movimento Uniformemente Variado_3]]|Capacitar os alunos a interpretarem gráficos de posição, velocidade e aceleração em função do tempo para um movimento uniformemente variado de acordo com a origem do referencial adotado.|
|6 | [[Aceleração de Queda Livre]]|Capacitar os alunos a compreender a diferença entre os conceitos de aceleração de “queda livre” e “não livre” de um corpo, mostrando situações do cotidiano em que estas acelerações podem ser observadas.|
|7 |[[Lei da Conservação de Energia Mecânica ]] |Capacitar os alunos a compreenderem o conceito de conservação de energia mecânica e diferenciar forças conservativas e dissipativas presentes em um sistema.|

h2. Contatos

* Autor do projeto:

* Gilberto F. Filho: gfetzner2013@gmail.com gfetzner@ig.com.br

* Contribuidores:

* Lucas Leal:lucas.leal@ufrgs.br
* Germano Postal:germano.postal@ufrgs.br
* Rafael Pezzi:rafael.pezzi@ufrgs.br

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h2. Referências

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_Este projeto é distribuído sob as licenças Creative Commons BY-SA 4.0. e CERN OHL, quando aplicáveis. Autores: Gilberto Fetzner, Lucas Leal_