Plano de oficina de Arduino: 5 dias para colônias de férias e clubes

Ao montar um plano de oficina de Arduino de 5 dias, dê uma ideia nova a cada dia e reserve o último dia para o miniprojeto dos próprios participantes: dia 1 LEDs e temporização, dia 2 botões e condições, dia 3 sensores, dia 4 som e movimento, dia 5 um miniprojeto e uma mostra. Todo dia segue o mesmo esqueleto: aquecimento, aula curta, montagem, intervalo, desafio, compartilhamento. O plano deste artigo foi escrito para uma colônia intensiva de 3 horas por dia, 15 horas no total, e parte de 12–16 participantes trabalhando em duplas; esses números são uma suposição, então aumente ou diminua conforme o seu grupo.

Diferente de um plano semanal ao longo do semestre, uma colônia intensiva não deixa tempo para esquecer, mas traz cansaço. Por isso o programa se apoia em aulas curtas e em muita montagem, e não em explicações longas. Abaixo você encontra uma tabela do programa dia a dia, o roteiro hora a hora de um dia de exemplo, uma lista de peças para 8 grupos, um checklist de preparação que começa duas semanas antes, opções de miniprojeto para o dia 5, um modelo de apresentação de 3 minutos, adaptações por idade, ideias para depois da colônia e regras de segurança. Se você dá uma aula por semana ao longo do semestre, o plano de robótica e programação de 8 semanas combina melhor com esse ritmo.

A colônia em resumo: 5 dias, 3 horas, duplas

O erro mais comum em uma colônia intensiva é encher demais o primeiro dia. Por isso o programa vai do simples ao complexo: primeiro saída (acender um LED), depois entrada (ler um botão), depois medição analógica (luz e distância), depois movimento e som (servo e buzzer) e, por fim, um miniprojeto que junta tudo. Cada dia se apoia no anterior; o sensor de estacionamento do dia 3 usa o LED do dia 1, a condição do dia 2 e a medição de distância do mesmo dia. O motivo das duplas é simples: em trios, muitas vezes alguém fica só olhando e, quando cada um trabalha sozinho, quem trava precisa esperar. Na dupla, um monta o circuito enquanto o outro lê o esquema e o código, e eles trocam de papel no intervalo.

Programa dia a dia: temas, projetos e resultados do fim do dia

Todos os projetos da tabela estão prontos no app BlueGrays, com lista de peças, esquema do circuito e código. Os projetos dos dois primeiros dias são totalmente grátis; os participantes não precisam de Premium. A partir do dia 3 entram em jogo projetos Premium, como o sensor de estacionamento, o servo e as opções de miniprojeto. Se você usá-los, cada participante precisa de Premium, e o jeito mais prático de resolver isso é um pacote para educadores; explicamos em detalhes como funciona no guia de códigos Premium para a turma. Se preferir ficar só com projetos grátis, a dica abaixo traz uma variante do plano sem Premium.

Nos dois primeiros dias, os participantes mudam um único número no fim de cada projeto e preveem o resultado antes. No Semáforo, as luzes vermelha e verde ficam acesas por 2000 ms e a amarela por 300 ms; as duplas reescrevem esses tempos para um cruzamento de verdade. No Sequencial de LEDs, seis LEDs nos pinos 2–7 acendem um depois do outro em intervalos de 150 ms; baixar esse número para 50 e subir para 500 deixa visível o que o array e o laço for estão fazendo. No dia 2, o Controle de LED com botão (momentâneo) e o Ligar e desligar um LED com botão usam o mesmo circuito, e a única diferença está no código. Essa comparação é o caminho mais curto para explicar a ideia de que “um programa pode lembrar de algo”, e todos os projetos com sensores dos dias seguintes se apoiam nela. O dia 3 é o dia da medição. Na Luz noturna com LDR, o LED do pino 13 acende quando o valor do LDR lido no A0 cai abaixo de 50; as duplas cobrem o sensor com as mãos, acompanham o valor no Monitor Serial e ajustam o limite à luz da própria sala. A Medição de distância com HC-SR04 (Monitor Serial) mostra a distância entre 3 e 100 cm a cada meio segundo, enquanto o Sensor de estacionamento com HC-SR04 transforma a mesma medição em um aviso com dois LEDs nos pinos 8 e 9 e um buzzer no pino 10: quando um obstáculo fica a menos de 20 cm, os bipes aceleram. No dia 4, o Uso de servo motor leva o servo a 0, 90 e 180 graus, e o Uso de servo motor com potenciômetro gira o mesmo servo à mão com um potenciômetro. A última meia hora do dia fica reservada para escolher o projeto do dia 5. Feche o compartilhamento de cada dia com a pergunta de saída daquele dia; as respostas mostram o que repetir no aquecimento da manhã seguinte:

1. Dia 1: o que mudou no semáforo quando você escreveu delay(500) no lugar de delay(2000)? Por quê?
2. Dia 2: a diferença entre o botão que acende enquanto está apertado e o que alterna a cada toque está no circuito ou no código?
3. Dia 3: o valor do LDR fica menor no escuro ou na claridade? Como você escolheu o limite da sua luz noturna?
4. Dia 4: para onde o servo gira quando você escreve 90? Por que o servo acompanha o potenciômetro quando você o gira?
5. Dia 5: aponte, uma a uma, as partes do seu projeto que sentem, decidem e respondem.

Pacote para educadores: quantos códigos e quando distribuí-los?

Para uma colônia de 5 dias, um pacote para educadores mensal basta. Cada código mensal acrescenta 30 dias de Premium à conta que o resgata, e o tempo começa no dia em que o código é usado. Se você distribuir os códigos no dia 1, a colônia termina depois de 5 dias e os participantes ficam com uns 25 dias para continuar em casa. O pacote é uma compra única e não se renova automaticamente, e os participantes não precisam cadastrar cartão na conta Apple ou Google. Códigos não usados não têm data de validade, então os que sobrarem ficam para a próxima colônia. Para comparar os pacotes mensal e anual conforme a duração do curso, leia pacote para educadores mensal ou anual; o preço atual para o seu país está na tela Pacotes para educadores do app.

• Comece pelo seu código: resgate um código na sua própria conta antes da colônia; não feche o programa antes de abrir os projetos Premium e montar os circuitos você mesmo.
• Dia 1, distribua no intervalo: na tela Meus códigos, mande a cada participante um código com Copiar código ou pela opção de compartilhar. Quando o participante toca no link compartilhado, a tela Resgatar código abre no app dele com o código já preenchido; sem o link, ele vai em Perfil > Resgatar código e digita o código no formato BG-XXXX-XXXX-XXXX.
• Confira na hora: em Meus códigos, cada código deve aparecer como Ativo, com o nome de quem o usou. Se você resolver os problemas de conta e de login no dia 1, ninguém espera quando vocês passarem para os projetos Premium no dia 3.
• Seja transparente: quando um código é resgatado, o nome, o nome de usuário, o e-mail e a foto de perfil do participante são compartilhados com o educador que deu o código. Avise isso aos participantes e aos pais desde o começo.
• Conheça as exceções: uma conta com assinatura Premium ativa pela App Store ou pelo Google Play não consegue resgatar código; esse participante já tem Premium, então guarde o código dele como reserva. Se alguém desistir no dia 1, a única transferência do código mensal permite passar o tempo restante para quem chegar.

Roteiro hora a hora de um dia: o dia 3 como exemplo

O roteiro abaixo foi escrito para um dia de 3 horas, das 10:00 às 13:00, e você pode usar o mesmo esqueleto todos os dias; só mudam os projetos e o desafio. O dia 3 foi escolhido como exemplo porque junta um projeto grátis e um projeto Premium no mesmo dia. A aula curta nunca passa de 20 minutos; os participantes passam pelo menos 100 dos 180 minutos montando circuitos e mudando código com as próprias mãos.

Dois recursos do app facilitam as partes de montagem. O primeiro é o modo Vamos montar juntos na página do projeto: ele passa passo a passo por preparar os componentes, montar o circuito, carregar o código e executar e testar, mantém a tela ligada e lembra a dupla em que passo ela estava. O segundo é levar o código para o computador: o código no celular pode ser pego com Copiar, ou o Copiar link manda um link que abre o código no computador. Uma dupla que trava consulta primeiro a seção Se precisar de ajuda na aba Entenda o código do projeto e só depois levanta a mão. Essa pequena regra encurta a fila de ajuda e ensina os participantes a achar os próprios erros; tratamos de cada seção da página do projeto no guia da página de projeto.

Lista de peças: por grupo e para 8 grupos mais um de reserva

Dividir 16 participantes em duplas dá 8 grupos; com um kit de reserva, você prepara 9 kits. Para uma colônia de 12 pessoas, 6 grupos e 7 kits bastam. Nenhuma peça precisa de solda. Os números por grupo da tabela são um pouco generosos, porque LEDs encaixados ao contrário e jumpers quebrados são muito comuns nos primeiros dias. Se você pensa em comprar kits iniciais prontos, compare o conteúdo deles com esta lista; descrevemos o que os kits costumam incluir no artigo sobre o kit Arduino para iniciantes.

Checklist de preparação antes da colônia

Divida a preparação em três momentos. Se a instalação e os drivers ficarem para a primeira hora da colônia, metade do dia 1 vai embora; o objetivo é que todo computador já tenha carregado código pelo menos uma vez antes de os participantes chegarem. Você pode copiar e imprimir a lista abaixo; cada item começa com o momento de fazê-lo:

• 2 semanas antes: confirme o número de participantes, calcule os grupos e o número de kits e encomende as peças que faltam. Compre LEDs, resistores e jumpers extras para o caso de atrasos na entrega.
• 2 semanas antes: conte os computadores. Cada um precisa do Arduino IDE; nos computadores da escola, isso pode exigir permissão de administrador, então converse com a equipe de informática. Os passos de instalação estão no artigo sobre a instalação do Arduino IDE.
• 2 semanas antes: mande o comunicado aos pais: datas e horários, um convite para a mostra do dia 5, o fato de que os circuitos funcionam só com os 5 V do USB, de que resgatar um código compartilha o nome, o nome de usuário, o e-mail e a foto de perfil do participante com o educador, e de que o Premium começa no dia em que o código é digitado e dura 30 dias.
• 1 semana antes: compre o pacote para educadores e resgate o seu próprio código. Monte você mesmo uma vez cada projeto Premium e anote onde surgem problemas.
• 1 semana antes: confira o chip USB das placas clone; instale o driver nos computadores para as placas com chip CH340. A biblioteca Servo vem com o Arduino IDE; para o jogo da memória, instale a biblioteca LiquidCrystal_I2C pelo Gerenciador de Bibliotecas.
• 1 semana antes: monte os kits em caixas numeradas e cole uma lista de conteúdo em cada uma. Teste os cabos USB um por um e marque-os: alguns cabos só carregam, então a luz da placa acende, mas nenhuma porta aparece no Arduino IDE. Não use cabos que os participantes trazem de casa; as soluções para erros de porta e driver estão no artigo sobre erro ao carregar código no Arduino.
• 1 semana antes: peça aos participantes que instalem o app e criem uma conta, para que a distribuição dos códigos no dia 1 leve só alguns minutos.
• 1 dia antes: ligue uma placa em cada computador, carregue o código do LED piscante, veja o LED piscar e etiquete o número da porta na lateral do computador.
• 1 dia antes: confira o projetor, as extensões e a posição das tomadas; 9 computadores podem precisar carregar ao mesmo tempo.
• 1 dia antes: imprima a tabela do programa dia a dia e as regras de segurança e cole na parede. Escreva as opções de miniprojeto do dia 5 em uma folha separada.
• 1 dia antes: confira o número de códigos na tela Meus códigos e prepare uma folha para relacioná-los à sua lista de participantes: nome, número do grupo, status do código.
• Primeira manhã: ponha a caixa de reserva na sua mesa: LEDs, resistores e jumpers extras, uma placa e dois cabos USB testados.

Dia 5: opções de miniprojeto

O miniprojeto ocupa as duas primeiras horas do dia 5, e a última hora é para a mostra. As duplas fazem a escolha no fim do dia 4, então você pode completar na noite anterior qualquer peça que falte. Toda opção junta pelo menos dois conceitos dos quatro primeiros dias. Sugira às duplas rápidas um projeto Avançado, ou acrescentar recursos próprios a um projeto pronto, e às duplas com dificuldade um dos projetos com caixa de nível Iniciante. Os tempos da tabela são estimativas e incluem a caixa e a decoração.

Mostra final e um modelo de apresentação de 3 minutos

A mostra é a parte mais marcante da colônia e permite que os participantes expliquem com as próprias palavras o que aprenderam. Alinhe as mesas ao longo de uma parede e ponha na frente de cada dupla um cartão com o nome do projeto e o número do grupo. Quando os pais ou outras turmas chegarem, as duplas fazem uma apresentação de 3 minutos cada uma, por vez, e depois 1 minuto de perguntas; para 8 grupos, isso soma uns 35 minutos. Dê a cada dupla 10 minutos antes das apresentações para preencher o modelo. Não peça que recitem o código; peça que expliquem um número que mudaram e o que ele fez.

Adaptando o plano para idades e níveis diferentes

O esqueleto do programa continua o mesmo para todo grupo; o que muda é o ritmo, a profundidade das explicações e o que você espera no dia 5. Use a tabela depois de conhecer os seus participantes; a experiência pode variar muito dentro da mesma faixa etária. Em um grupo de níveis misturados, junte um participante experiente com um iniciante, mas não deixe o experiente ficar com o teclado o tempo todo.

Depois da colônia: como continuar em casa

O maior risco de uma colônia intensiva é que a empolgação do último dia se apague em uma semana. No encerramento, mostre aos participantes três jeitos de continuar em casa. A Busca de projetos faz três perguntas: o que eles querem montar, qual placa têm e quanta experiência têm; depois sugere o projeto mais compatível e um projeto preparatório grátis que dá para começar com as mesmas peças. As Perguntas do dia abrem uma série nova todo dia, levam uns 3 minutos e começam no nível certo depois de um teste de nivelamento de 15 perguntas. O Guia de código oferece 36 cartões de Arduino C++ e MicroPython; o link Ver nos projetos no fim de cada cartão lista, do mais fácil ao mais difícil, os projetos que usam aquele comando. O código de educador que você distribuiu continua valendo depois da colônia, e os projetos Premium ficam abertos até acabarem os 30 dias do código. Explicamos como usar em casa as seções Entenda o código e Experimente você mesmo dos projetos da colônia no guia do Entenda o código e do Experimente você mesmo.

Segurança e regras da sala

• Todo circuito funciona com os 5 V do USB. Nada é ligado na tomada; os projetos com lâmpada de 220 V do app não fazem parte desta colônia.
• Desconecte o cabo USB antes de mudar um circuito e ligue de novo quando ele estiver montado.
• Nunca ligue o pino 5V direto ao GND; a placa esquenta e o computador pode desligar a porta USB.
• Ligue sempre um LED com resistor. Se uma peça esquentar ou você sentir cheiro de queimado, tire primeiro o cabo USB e depois chame o instrutor.
• Se a placa reiniciar quando o servo é ligado, o servo está puxando corrente demais; a causa e a solução estão no artigo Arduino reiniciando sozinho.
• Comida e bebida ficam longe da mesa das peças. As pernas dos componentes e as pontas dos jumpers são pontiagudas, então manuseie com cuidado.
• Pergunte antes de mexer no circuito de outra dupla. Quando travar, consulte primeiro a seção Se precisar de ajuda e depois peça ajuda.
• No fim de cada dia, confira as peças da sua caixa com a lista de conteúdo e devolva a caixa pelo número dela.

No fim dos cinco dias, os participantes montaram com as próprias mãos a cadeia inteira, de acender um LED até um pequeno sistema que toma decisões com um sensor; mais importante, eles sabem onde procurar quando um circuito não funciona. Aplique o programa do jeito que está na sua primeira colônia e, na segunda, ajuste-o conforme qual dia se estendeu e de qual projeto as pessoas mais gostaram. A melhor preparação é abrir o app BlueGrays no seu próprio celular, olhar os esquemas de circuito, as listas de peças e os códigos dos projetos da colônia e montar uma vez, do início ao fim, o projeto do primeiro dia.