Plano de aula - pucsp.br · TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO SEM FIO Plano de aula ... Ou seja, o...
Transcript of Plano de aula - pucsp.br · TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO SEM FIO Plano de aula ... Ou seja, o...
![Page 1: Plano de aula - pucsp.br · TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO SEM FIO Plano de aula ... Ou seja, o projeto de ensino muitas vezes tem pouco a ver com o projeto de aprendizagem . Assim,](https://reader034.fdocumentos.tips/reader034/viewer/2022051407/5be2031309d3f284098bb8ab/html5/thumbnails/1.jpg)
Pontifícia Universidade Católica de São Paulo
Iniciação Cientifica Junior na PUC/SP e o desenvolvimento de atividades experimentais em Física
utilizando o Classmate PC
TTRRAANNSSMMIISSSSÃÃOO DDEE IINNFFOORRMMAAÇÇÃÃOO SSEEMM FFIIOO
Plano de aula
Autor: Prof. Orivaldo Gonçalves de Mello (E.E. Pe Simon Switzar)
Alunos da 2ª e 3ª séries ensino médio da E.E. Pe Simon Switzar
Raphaela Rodrigues
Tatiane Aparecida Dantas de Brito
Ricardo Guedes de Oliveira
Supervisão Profa. Marisa Almeida Cavalcante (PUC/SP) e Profa.
Cristiane Rodrigues Caetano Tavolaro (PUC/SP)
Julho de 2009
![Page 2: Plano de aula - pucsp.br · TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO SEM FIO Plano de aula ... Ou seja, o projeto de ensino muitas vezes tem pouco a ver com o projeto de aprendizagem . Assim,](https://reader034.fdocumentos.tips/reader034/viewer/2022051407/5be2031309d3f284098bb8ab/html5/thumbnails/2.jpg)
Pontifícia Universidade Católica de São Paulo
Iniciação Cientifica Junior na PUC/SP e o desenvolvimento de atividades experimentais em Física
utilizando o Classmate PC
Introdução
É importante reconhecer que os alunos têm a intenção de aprender, mas talvez não o que
a escola lhes pretende ensinar atualmente. Ou seja, o projeto de ensino muitas vezes tem pouco a
ver com o projeto de aprendizagem.
Assim, o que a Física deve buscar no ensino médio é assegurar que a competência
investigativa resgate o espírito questionador, o desejo de conhecer o mundo em que se habita.
Não apenas de forma pragmática, como aplicação imediata, mas expandindo a compreensão do
mundo, a fim de propor novas questões e, talvez, encontrar soluções. Ao se ensinar Física devem-
se estimular as perguntas e não somente dar respostas a situações idealizadas. A Física também
deve ser entendida como cultura, na medida em que a escola tem o dever de assegurar o acesso
da população a uma parcela dos saberes produzidos. Não se trata, todavia, de abandonar os
conteúdos ou partir para generalidades; os conteúdos devem ser explorados com rigor, mas
devem passar por escolhas criteriosas e tratamento didático adequado, a fim de que não se
resumam a amontoados de fórmulas e informações desarticuladas. Só a história não é suficiente,
pois é necessário ir além do processo e compreendê-lo, para garantir a investigação. Longe de
noções vazias e sem sentido, necessita-se ensinar “como as coisas funcionam”.
É nessa perspectiva que propomos esta atividade em que conteúdos específicos
relacionados à eletricidade e Física Moderna serão abordados, de modo a compreender um pouco
mais “como as coisas funcionam”.
Através de um circuito elétrico muito simples será possível compreender o principio de
funcionamento de sistemas de comunicação sem fio o que permitirá aos alunos um contato com
conteúdos específicos de eletricidade, mas aplicados em dispositivos presentes no seu cotidiano,
tais como a tecnologia envolvida no uso de controles remotos, alarmes com infravermelhos,
cabeamento de fibras óticas, dentre outros.
Toda atividade foi articulada de modo a possibilitar desenvolver competências e
habilidades como:
Compreender que tabelas, gráficos e expressões matemáticas podem ser diferentes formas
de representação de uma mesma relação, com potencialidades e limitações próprias, para ser
![Page 3: Plano de aula - pucsp.br · TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO SEM FIO Plano de aula ... Ou seja, o projeto de ensino muitas vezes tem pouco a ver com o projeto de aprendizagem . Assim,](https://reader034.fdocumentos.tips/reader034/viewer/2022051407/5be2031309d3f284098bb8ab/html5/thumbnails/3.jpg)
Pontifícia Universidade Católica de São Paulo
Iniciação Cientifica Junior na PUC/SP e o desenvolvimento de atividades experimentais em Física
utilizando o Classmate PC
capaz de escolher e fazer uso da linguagem mais apropriada em cada situação, além de poder
traduzir entre si os significados dessas várias linguagens.
Elaborar relatórios analíticos, apresentando e discutindo dados e resultados, seja de
experimentos ou de avaliações críticas de situações, fazendo uso, sempre que necessário, da
linguagem física apropriada.
Objetivos
Levar aos alunos o princípio da transmissão sem fio por “controle remoto”.
Conteúdo
Os conteúdos abordados nesta atividade possibilitam tratar os seguintes temas
estruturadores:
Som, imagem e comunicação tratados na 2ª série do Ensino Médio
Grade Curricular e Temas Estruturadores
Esta atividade pode ser trabalhada tanto nas 2ª series quanto nas 3ª series do Ensino
Médio, dependerá apenas das questões que se deseja responder.
Tema Estruturador 4: Som, Imagem e Informação (2ª serie do EM)
Para situar-se no mundo contemporâneo é necessário compreender os atuais meios de
comunicação e informação, que têm em sua base a produção de imagens e sons, seus processos
de captação, suas codificações e formas de registro e o restabelecimento de seus sinais nos
aparelhos receptores. Estudar esses mecanismos significa propiciar competências para
![Page 4: Plano de aula - pucsp.br · TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO SEM FIO Plano de aula ... Ou seja, o projeto de ensino muitas vezes tem pouco a ver com o projeto de aprendizagem . Assim,](https://reader034.fdocumentos.tips/reader034/viewer/2022051407/5be2031309d3f284098bb8ab/html5/thumbnails/4.jpg)
Pontifícia Universidade Católica de São Paulo
Iniciação Cientifica Junior na PUC/SP e o desenvolvimento de atividades experimentais em Física
utilizando o Classmate PC
compreender, interpretar e lidar de forma apropriada com aparatos tecnológicos, como a
televisão, os aparelhos de CDs e DVDs, o computador, o cinema ou mesmo a fotografia.
Tema Estruturador 3: Equipamentos Eletromagnéticos e Telecomunicações ( 3ª série do
EM)
Grande parte dos aparelhos e equipamentos que fazem parte de nosso dia-a-dia requer
energia elétrica para seu funcionamento, permitindo a execução de diferentes funções como
iluminar, aquecer, esfriar, centrifugar, triturar, emitir sons e imagens, e assim por diante.
Além disso, uma parte significativa das informações hoje disponíveis circula no planeta
através de ondas eletromagnéticas, dispensando meios materiais para sua transmissão. Que
processos e fenômenos ocorrem no interior dos aparelhos para que uma mesma energia elétrica
proporcione tantos efeitos diferentes? Como rádios e televisões transmitem informações? A
compreensão do mundo eletromagnético que permeia nosso cotidiano em indispensável para
possibilitar o uso adequado, eficiente e seguro de aparelhos e equipamentos, além de condições
para analisar, fazer escolhas e aperfeiçoar essa utilização.
Atividade
Quantidade de aulas necessárias para a atividade: 4 aulas
Primeira Aula
-Explicar o objetivo do experimento, sua relação com o cotidiano;
O controle remoto é de uso comum em nosso cotidiano, portanto vamos demonstrar que
cada tecla tem uma freqüência diferente, e esta varia de uma marca para outra. Vamos usar um
sistema de recepção para essa demonstração, que consiste em um fototransistor ligado à placa de
som do computador, onde é feita a leitura através Software Audacity.
Materiais usados e seu funcionamento
a) Controle remoto. Sua função é enviar sinais de infravermelho ao fototransistor.
![Page 5: Plano de aula - pucsp.br · TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO SEM FIO Plano de aula ... Ou seja, o projeto de ensino muitas vezes tem pouco a ver com o projeto de aprendizagem . Assim,](https://reader034.fdocumentos.tips/reader034/viewer/2022051407/5be2031309d3f284098bb8ab/html5/thumbnails/5.jpg)
Pontifícia Universidade Católica de São Paulo
Iniciação Cientifica Junior na PUC/SP e o desenvolvimento de atividades experimentais em Física
utilizando o Classmate PC
Fig.1: controles remotos
b) Fototransistor. Sua função é converter os sinais de infravermelho em sinais elétricos,
que serão enviados a placa de som do computador.
Fig. 02: Fototransistor
c) Suporte com resistor de 470 ohms. O resistor detecta variação da corrente elétrica e
da DDP em seus terminais.
d) Cabo em que um dos extremos do fio sem tem dois jacarés e no outro extremo um
conector “Jack mono” macho (para áudio). Os “jacarés” ligados aos terminais do resistor de
470 ohms fazem a conexão do PC (na entrada da placa de som) e o resistor.
e) Pilhas ou baterias de 9 volts. Principal fonte de energia para o experimento.
![Page 6: Plano de aula - pucsp.br · TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO SEM FIO Plano de aula ... Ou seja, o projeto de ensino muitas vezes tem pouco a ver com o projeto de aprendizagem . Assim,](https://reader034.fdocumentos.tips/reader034/viewer/2022051407/5be2031309d3f284098bb8ab/html5/thumbnails/6.jpg)
Pontifícia Universidade Católica de São Paulo
Iniciação Cientifica Junior na PUC/SP e o desenvolvimento de atividades experimentais em Física
utilizando o Classmate PC
Fig.03: resistência em série com LED, bateria e fototransistor. Sinal sendo captado pelos
“jacarés” em paralelo com a resistência.
f) O conector para o classmate PC deve ser ligado na entrada para “mic” (cor rosa).
g) LED para indicar o funcionamento do circuito.
Fig. 04: conector Jack ligado a entrada “mic” do classmate.
h) Software Audacity, disponível na internet e essencial para analisar os sinais enviados
pelo controle remoto.
(http://audacity.sourceforge.net/download/)
A fig. 05 mostra um exemplo de sinal observado a partir do acionamento de uma tecla de
um controle remoto em frente ao fototransistor do circuito da fig.02 e 03.
![Page 7: Plano de aula - pucsp.br · TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO SEM FIO Plano de aula ... Ou seja, o projeto de ensino muitas vezes tem pouco a ver com o projeto de aprendizagem . Assim,](https://reader034.fdocumentos.tips/reader034/viewer/2022051407/5be2031309d3f284098bb8ab/html5/thumbnails/7.jpg)
Pontifícia Universidade Católica de São Paulo
Iniciação Cientifica Junior na PUC/SP e o desenvolvimento de atividades experimentais em Física
utilizando o Classmate PC
Fig. 05: Tela do Audacity.
A figura 6 mostra o equipamento completo para fazer a leitura da transmissão sem fio.
Fig. 06: Visão completa de todos os componentes utilizados.
Instruções para ligar os componentes:
O resistor, o LED, o fototransistor e a bateria devem ser ligados em série, constituindo o
sistema receptor.
![Page 8: Plano de aula - pucsp.br · TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO SEM FIO Plano de aula ... Ou seja, o projeto de ensino muitas vezes tem pouco a ver com o projeto de aprendizagem . Assim,](https://reader034.fdocumentos.tips/reader034/viewer/2022051407/5be2031309d3f284098bb8ab/html5/thumbnails/8.jpg)
Pontifícia Universidade Católica de São Paulo
Iniciação Cientifica Junior na PUC/SP e o desenvolvimento de atividades experimentais em Física
utilizando o Classmate PC
A figura 07 mostra o diagrama elétrico do circuito.
Fig. 07: Diagrama do circuito elétrico do sistema receptor.
Importante!!! Dica sobre a polaridade:
Tanto o LED quanto o fototransistor deve ser conectados respeitando a polaridade
para sua condução. Para verificar se esta polaridade está sendo respeitada faça o seguinte:
1. Conecte apenas o LED no circuito da fig.07, retirando o fotransistor e verifique se
o LED acende.
2. Se acender sua polaridade está correta. Se não acender troque a polaridade da
bateria e mantenha pelo menos um destes pólos ligados para não perder esta referência.
3. Em seguida conecte o fototransitor e incida sobre ele um feixe de luz (de uma
lanterna ou uma ponteira laser) e veja se com esta incidência o LED acende.
4. Se acender a polaridade do fototransitor está correta.
5. Se não acender inverta a polaridade do fototransistor (não mexa na bateria, pois
a polaridade do LED também deve ser respeitada).
6. Em seguida posicione o controle remoto em frente ao fotransistor e acione uma
tecla qualquer. Observe o LED. Ele piscará com a freqüência do controle remoto.
Fazendo a captura do sinal
a. Com o circuito devidamente montado coloque um “jacaré” ao lado do
resistor e o outro ao lado oposto (sendo que os dois fiquem paralelos ao resistor).
b. Conecte a saída dos “jacarés” a uma placa de som de um computador.
fototransistor
resis
ten
cia
Bateria
LE
D
![Page 9: Plano de aula - pucsp.br · TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO SEM FIO Plano de aula ... Ou seja, o projeto de ensino muitas vezes tem pouco a ver com o projeto de aprendizagem . Assim,](https://reader034.fdocumentos.tips/reader034/viewer/2022051407/5be2031309d3f284098bb8ab/html5/thumbnails/9.jpg)
Pontifícia Universidade Católica de São Paulo
Iniciação Cientifica Junior na PUC/SP e o desenvolvimento de atividades experimentais em Física
utilizando o Classmate PC
c. Faça a leitura no software Audacity (Leitura do tempo em segundos).
Segunda Aula
Executar o experimento.
a. Monte o equipamento e inicie o software Audacity, apertando o botão gravar do
programa, deixando a leitura do tempo em segundos.
Fig. 08: mudando a configuração do audacity para que seja possível medir os tempos em
segundos
b. Aperte uma tecla do controle remoto na frente do fototransistor.
![Page 10: Plano de aula - pucsp.br · TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO SEM FIO Plano de aula ... Ou seja, o projeto de ensino muitas vezes tem pouco a ver com o projeto de aprendizagem . Assim,](https://reader034.fdocumentos.tips/reader034/viewer/2022051407/5be2031309d3f284098bb8ab/html5/thumbnails/10.jpg)
Pontifícia Universidade Católica de São Paulo
Iniciação Cientifica Junior na PUC/SP e o desenvolvimento de atividades experimentais em Física
utilizando o Classmate PC
Fig. 9: Controle remoto acionado em frente ao fototransistor.
c. Observe o gráfico que o software recebeu do comando do controle. Amplie o sinal
clicando na lupa do software.
Fig.10: um exemplo para as medidas efetuadas dos intervalos de tempo de cada “parcela”
do sinal.
d. Para a medida posicione o cursor sobre o sinal e selecione o intervalo de tempo
correspondente a um período de onda.
e. Anote cada intervalo de tempo que julgar importante e calcule também a freqüência
de cada controle.
f. “Exportar” os arquivos como wav no Audacity para que seja possível a leitura em
qualquer máquina. Dê o nome para cada arquivo tecla_controle (por exemplo tecla 1_controle
Sanyo DVD), assim será possível localizar facilmente a medida realizada para análise posterior.
![Page 11: Plano de aula - pucsp.br · TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO SEM FIO Plano de aula ... Ou seja, o projeto de ensino muitas vezes tem pouco a ver com o projeto de aprendizagem . Assim,](https://reader034.fdocumentos.tips/reader034/viewer/2022051407/5be2031309d3f284098bb8ab/html5/thumbnails/11.jpg)
Pontifícia Universidade Católica de São Paulo
Iniciação Cientifica Junior na PUC/SP e o desenvolvimento de atividades experimentais em Física
utilizando o Classmate PC
g. Repita este procedimento para controles diferentes.
Terceira Aula
A partir do tempo em segundos que o software mediu você poderá calcular e analisar a
freqüência de cada tecla, pois f = 1/T.
Exemplos de gráficos de sinais emitidos:
Fig.11: Código do controle Universal tecla Power (http://picintelproforivaldo.blogspot.com/2009/09/controle-universal-power.html).
Fig.12: Sinal mostrando o intervalo correspondente ao período do controle Universal tecla Power (http://picintelproforivaldo.blogspot.com/2009/09/controle-universal-power.html).
Fig. 13: Código do controle LG tecla Power (http://picintelproforivaldo.blogspot.com/2009/09/codigo-e-grafico-do-sinal-controle-lg.html).
![Page 12: Plano de aula - pucsp.br · TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO SEM FIO Plano de aula ... Ou seja, o projeto de ensino muitas vezes tem pouco a ver com o projeto de aprendizagem . Assim,](https://reader034.fdocumentos.tips/reader034/viewer/2022051407/5be2031309d3f284098bb8ab/html5/thumbnails/12.jpg)
Pontifícia Universidade Católica de São Paulo
Iniciação Cientifica Junior na PUC/SP e o desenvolvimento de atividades experimentais em Física
utilizando o Classmate PC
Fig. 14: Sinal mostrando o intervalo correspondente ao período do controle LG tecla Power
(http://picintelproforivaldo.blogspot.com/2009/09/codigo-e-grafico-do-sinal-controle-lg.html). .
Fig. 15: Código do controle Sanyo tecla Power (http://picintelproforivaldo.blogspot.com/2009/08/codigo-da-tecla-power-do-controle-
sanyo.html).
Fig. 16: Sinal mostrando o intervalo correspondente ao período do controle Sanyo tecla Power
(http://picintelproforivaldo.blogspot.com/2009/08/codigo-da-tecla-power-do-controle-sanyo.html).
![Page 13: Plano de aula - pucsp.br · TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO SEM FIO Plano de aula ... Ou seja, o projeto de ensino muitas vezes tem pouco a ver com o projeto de aprendizagem . Assim,](https://reader034.fdocumentos.tips/reader034/viewer/2022051407/5be2031309d3f284098bb8ab/html5/thumbnails/13.jpg)
Pontifícia Universidade Católica de São Paulo
Iniciação Cientifica Junior na PUC/SP e o desenvolvimento de atividades experimentais em Física
utilizando o Classmate PC
Quarta aula
Fazer a análise dos resultados
Para efetuar uma análise dos resultados o professor deve pedir aos alunos que comparem:
1. Sinais de teclas distintas de um mesmo controle
2. Mesma tecla de controles diferentes.
Os alunos deverão responder as seguintes questões:
Para um mesmo controle e teclas diferentes:
a. O que ocorre com a freqüência do sinal? É a mesma? Difere de tecla para tecla?
b. E a duração do sinal? É a mesma ou difere de tecla para tecla?
c. E a seqüência de máximos e mínimos (seqüência lógica) muda?
Para uma mesma tecla de controles distintos:
a. O que ocorre com a freqüência do sinal? É a mesma? Difere de controle para controle?
b. E a duração do sinal? É a mesma ou difere para controles distintos?
c. E a seqüência de máximos e mínimos (seqüência lógica) muda?
De acordo com as observações experimentais você poderia responder por que um dado
controle remoto só funciona para o aparelho em que foi planejado?
![Page 14: Plano de aula - pucsp.br · TRANSMISSÃO DE INFORMAÇÃO SEM FIO Plano de aula ... Ou seja, o projeto de ensino muitas vezes tem pouco a ver com o projeto de aprendizagem . Assim,](https://reader034.fdocumentos.tips/reader034/viewer/2022051407/5be2031309d3f284098bb8ab/html5/thumbnails/14.jpg)
Pontifícia Universidade Católica de São Paulo
Iniciação Cientifica Junior na PUC/SP e o desenvolvimento de atividades experimentais em Física
utilizando o Classmate PC
Links
• Vídeos que mostra a montagem do equipamento http://picintelproforivaldo.blogspot.com/2009_07_01_archive.html
• Texto sobre conversão de sinais analógico- digital http://xviiisnefnovastecnologias.blogspot.com/2009/01/texto-de-orientao-para-oficina-de-novas.html
• Cavalcante, M.A; Bonizzia, A.,Gomes,L.C.P Aquisição de dados em laboratórios
de física: um método simples, fácil e de baixo custo para experimentos em
mecânica Rev. Bras. Ensino Fís. vol.30 no.2, São Paulo, 2008