Skate Seguro Sistema de Segurança com Arduino + App MIT App Inventor
| Title | Skate Seguro Sistema de Segurança com Arduino + App MIT App Inventor |
| Category | Desafio |
| Type | Plugged |
| Age |
15
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| Learning Objective | Os objetivos de aprendizagem do recurso Skate Seguro centram-se no desenvolvimento do Pensamento Computacional através de um sistema real com Arduino, sensores, Bluetooth e app móvel. Em síntese, os alunos deverão ser capazes de: Identificar e compreender os componentes do sistema embebido, como Arduino, sensor Hall, sensor ultrassónico HC-SR04 e módulo Bluetooth, relacionando cada componente com a sua função no protótipo. Analisar o algoritmo de cálculo da velocidade, percebendo como os pulsos do sensor Hall são transformados em dados de velocidade e como estes dados influenciam o funcionamento do sistema. Interpretar a comunicação Bluetooth, compreendendo a estrutura da trama de dados enviada pelo Arduino para a app: velocidade, distância, estado e excesso de velocidade. Relacionar o comportamento físico do protótipo com a informação apresentada na app, articulando sensores, processamento, alertas e interface móvel. Testar e validar cenários de risco, observando como diferentes combinações de velocidade e distância originam estados como seguro, alerta, perigo ou crítico. Aplicar competências de Pensamento Computacional, nomeadamente decomposição, abstração, reconhecimento de padrões, raciocínio algorítmico, avaliação e depuração. Propor melhorias técnicas e criativas ao sistema Arduino ou à interface da app, desenvolvendo autonomia, espírito crítico e inovação. Trabalhar colaborativamente e lidar com o erro como parte da aprendizagem, promovendo resiliência, depuração e resolução conjunta de problemas. Em suma, o objetivo principal é que os alunos aprendam Pensamento Computacional de forma prática, significativa e interdisciplinar, usando um problema real de segurança rodoviária como contexto de aprendizagem. |
| Description | O Skate Seguro — Sistema de Segurança com Arduino e MIT App Inventor é um recurso de aprendizagem do tipo plugged, baseado num sistema ciberfísico que simula uma solução de segurança para skates ou trotinetes elétricas. O recurso utiliza um protótipo físico com Arduino, sensores e uma aplicação móvel Android desenvolvida em MIT App Inventor. O sistema recolhe dados através de um sensor Hall, que permite calcular a velocidade, e de um sensor ultrassónico HC-SR04, que mede a distância a obstáculos. Esses dados são enviados por Bluetooth para a app, que apresenta a velocidade, a distância, o estado de segurança e alertas visuais ou sonoros. A atividade coloca os alunos no papel de engenheiros responsáveis por testar e melhorar um sistema de prevenção rodoviária. Ao longo da exploração, os alunos analisam componentes, interpretam dados, testam cenários de risco e propõem melhorias ao sistema. Do ponto de vista pedagógico, o recurso pretende desenvolver competências de Pensamento Computacional, como decomposição, abstração, reconhecimento de padrões, raciocínio algorítmico, avaliação e depuração. Integra também estratégias de Neuroeducação, trabalho colaborativo e aprendizagem prática, permitindo transformar conceitos abstratos de programação, sensores e sistemas embebidos em experiências observáveis e significativas. |
| Materials | Hardware (Componentes Físicos) ComponenteDetalhe técnicoArduino UnoMicrocontrolador principalSensor HallPino 2 — deteta rotação da roda (1 íman por roda, diâmetro 5,5 cm)Sensor ultrassónico HC-SR04TRIG: pino 10 / ECHO: pino 9Módulo Bluetooth HC-05 ou HC-06RX: pino 11 / TX: pino 12 — comunicação a 9600 baudÍman1 íman fixo na roda do skateProtoboardPara montagem do circuitoCablagemFios de ligação entre componentesBuzzer/alerta sonoroPara emissão de alertasLEDsPara sinalização visual do nível de perigoTelemóvel AndroidPara correr a App MIT SkateSeguro Software MIT App Inventor 2 — para desenvolvimento/execução da app Android Ficheiro de projeto Projeto_Skate.aia Ficheiro de código-fonte Arduino codigo_skate.ino Ficheiro de áudio alerta_critico.wav (embutido na app) Materiais Pedagógicos Fichas de trabalho FT1 a FT4 Pré-teste e Pós-teste de Pensamento Computacional |
| Subjects | Tecnologias da Informação e da Comunicação, Matemática |
| Languages | Português |
| Scholar Years | Ano10, Ano11 |
| Requirements | Requisitos Técnicos Hardware Arduino Uno com pinos configurados (Hall: pino 2, HC-SR04: pinos 9/10, Bluetooth: pinos 11/12) Sensor Hall com 1 íman fixo na roda de diâmetro 5,5 cm Módulo Bluetooth a 9600 baud Sensor HC-SR04 com alcance entre 3 e 200 cm (média de 3 leituras a cada 150 ms) Telemóvel Android com Bluetooth ativo Software MIT App Inventor 2 instalado ou acessível via browser App compilada com suporte a LocationSensor (GPS ativo no telemóvel) Comunicação série via SoftwareSerial Parâmetros Programados ParâmetroValorLimite de velocidade5,0 km/hAnti-dribble Hall120 msTimeout sem pulso4 s → velocidade = 0Velocidades > 8 km/hIgnoradas (filtro de sala de aula)Envio de trama BTA cada 1000 msAtualização GPSA cada 2 sAvaliação de alerta sonoroA cada 2,5 s Requisitos Pedagógicos Público-Alvo Ensino Secundário — 10.º ano Cursos Profissionais de Mecatrónica, Eletrotecnia ou tecnológicos Faixa etária: 15 a 17 anos Grupos de 2 a 3 alunos Pré-Requisitos dos Alunos Programação em blocos (MIT App Inventor ou Scratch) Física: fórmula v = d/t Noções básicas de circuitos elétricos Tempo e Modalidade Duração: 90 a 120 minutos (2 blocos de 45/50 min) Espaçamento temporal recomendado entre blocos Modalidade plugged (protótipo físico + app Android) Requisitos Funcionais do Sistema Protocolo de Comunicação Trama ASCII enviada a cada 1 segundo no formato: velocidade;distância;estado;excesso\n Estados do Sistema EstadoDistânciaVelocidadeSEM_LEITURA—qualquerSEGURO≥ 20 cm< 1 km/hALERTA< 40 cm≥ 1 km/hPERIGO< 60 cm≥ 3 km/h ou < 20 cmCRÍTICO< 80 cm≥ 5 km/h App MIT App Inventor Receção e parsing da trama Bluetooth Painel de dados em tempo real (velocidade, distância, estado, excesso) Alertas sonoros para estados ALERTA, PERIGO e CRÍTICO Mapa GPS com zoom 17 e atualização a cada 2 s Tratamento de exceções por perda de ligação Bluetooth |
| Usage Rules | |
| Evaluation Method | |
| Trains | Abstracao, Adaptacao |
| Duration | |
| Neuroeducation Guidelines | Aluno, Aprendizagem, Armazenamento_Memoria_Longo_Prazo, Atencao, Autonomia, Carga_Cognitiva_Crescente, Cenario_Contexto_Real, Comparar_Contrastar, Conexao_Conceitos, Criatividade, Curiosidade, Emocao, Emocao_Forte, Emocao_Negativa, Emocao_Positiva, Encerramento_Cognitivo, Encorajamento, Envolvimento, Escolha_Aluno, Estimulacao_Multissensorial, Guia_Neuroeducacao, Integracao_Conhecimento, Mapa_Conceitos, Metacognicao, Motivacao_Intrinseca, Pensamento_Critico, Processo_Pensamento, Professor, Progresso_Estudante, Quebra_Gelo |
| Author | Amaia Oliveira, Isabel Sofia Gonçalves Jesebelle Rocha |
| Files | ⬇ 4ef6f4f6-f97d-4255-80eb-43c3bf152b13.jpeg |
