Plano de Aula Arduino: introdução

Objetivo

Ao final da aula, o aluno explica com suas palavras o que é o Arduino, identifica em um sistema automatizado a entrada, o processamento e a saída, e lê um programa simples que pisca um LED.

Habilidades da BNCC Computação

A aula se encaixa no 6º ano, no eixo Pensamento Computacional, porque o foco é raciocinar sobre entradas, sequência e repetição de instruções. A placa e seus componentes são o suporte para esse raciocínio.

• EF06CO05 Identificar os recursos ou insumos necessários (entradas) para a resolução de problemas. Na aula: sensor e botão como entradas, LED como saída.
• EF06CO02 Elaborar algoritmos com instruções sequenciais, de repetição e de seleção em uma linguagem de programação. Na aula: setup(), loop() e o “se… então” do desafio.
• EF06CO03 Descrever com precisão a solução de um problema e construir o programa que a implementa. Na aula: prever e ajustar o tempo do delay().
• EF06CO04 Construir soluções de problemas com a técnica de decomposição. Na aula: dividir o projeto do desafio em entrada, regra e saída.

Resumos das habilidades. A redação oficial está no Anexo ao Parecer CNE/CEB nº 2/2022 (abre em nova aba).

Roteiro dos 50 minutos

1. Abertura00–05 min

   Pergunta: “Como uma luz acende sozinha quando alguém entra na sala?”. Ouça três respostas e mostre exemplos: poste que acende no escuro, irrigação automática, robô que desvia de obstáculos. EF06CO05

2. O que é Arduino05–13 min

   Plataforma de prototipagem eletrônica, com hardware e programa, criada na Itália em 2005. Mostre a cadeia entrada → processamento → saída com o sensor de presença e a lâmpada. EF06CO05

3. Conhecendo a placa13–23 min

   Com uma placa real ou uma imagem projetada, localize a porta USB, os pinos digitais, as entradas analógicas, a alimentação, o LED integrado e o botão RESET. Em duplas, os alunos classificam cartões (sensor de luz, botão, LED, buzzer) em entrada ou saída. EF06CO05

4. Programação básica23–33 min

   Apresente setup(), que roda uma vez, e loop(), que se repete. No robô humano, um aluno executa o algoritmo “acender, esperar 1 s, apagar, esperar 1 s” e a turma aponta a parte que se repete. EF06CO02

5. Demonstração prática33–43 min

   Carregue o código do LED piscando. Antes de testar, a turma prevê o que muda com delay(200) e descreve o resultado com números. EF06CO03

6. Fechamento43–50 min

   Quiz de cinco perguntas com cartões A, B e C (3 min) e desafio em duplas (4 min): problema, entrada, regra “se… então” e saída. Ouça duas ou três duplas. Se o tempo apertar, corte o quiz para três perguntas e mantenha o desafio. EF06CO04 EF06CO02

Código da demonstração

Use o LED integrado da placa: não precisa de fios nem de resistor.

void setup() {
  pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);    // roda uma vez: o pino do LED será uma saída
}

void loop() {
  digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // acende
  delay(1000);                     // espera 1 segundo
  digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);  // apaga
  delay(1000);                     // espera 1 segundo
}                                  // e volta ao início do loop

Pergunta de previsão: o que muda se trocarmos delay(1000) por delay(200)? O LED pisca mais rápido, com pausas de cerca de 0,2 s em cada estado. Uma piscada completa passa a durar 0,4 s, ou 2,5 piscadas por segundo; com 1.000 ms era uma piscada a cada 2 s.

No Arduino Uno R3, o LED integrado normalmente está ligado ao pino digital 13.

Quiz rápido e desafio

Ver as cinco perguntas e o gabarito

1. O que é Arduino? B) uma plataforma de hardware e software para projetos eletrônicos (A: uma linguagem de programação; C: um sistema operacional).
2. Qual é a função de um sensor? A) perceber ou medir uma condição do ambiente (B: executar o programa inteiro; C: fornecer energia ao computador).
3. Para que serve setup()? B) configurar o funcionamento inicial da placa (A: repetir o programa; C: apagar o programa).
4. O que faz delay(1000)? A) espera cerca de um segundo (B: liga o Wi-Fi por mil segundos; C: define mil pinos de saída).
5. Qual é a sequência básica de um sistema automatizado? C) entrada, processamento, saída (A: saída, entrada, desligamento; B: computador, internet, impressora).

Desafio de encerramento, em duplas: cada dupla responde em uma ficha qual problema o projeto resolve, qual é a entrada, qual é a regra “se… então” e qual é a saída. Exemplo: avisar quando a planta precisa de água. Entrada: sensor de umidade do solo. Regra: se a umidade estiver abaixo do limite, então acender o LED de alerta. Saída: LED.

Simulador para a turma

O Laboratório Arduino tem quatro desafios que acompanham este roteiro: entrada ou saída, programa do LED, previsão do delay e regra se-então. Serve como prática em duplas, para a turma sem placa ou como revisão em casa. Funciona no celular e não envia dados.

Materiais, segurança e adaptações

Materiais

• Uma placa Arduino Uno ou compatível e um cabo USB de dados.
• Computador com a Arduino IDE instalada, e projetor ou TV.
• Cartões de papel (sensor de luz, botão, LED, buzzer) e fichas do desafio.
• Opcional: LED externo, resistor e protoboard.

Segurança

• Nesta primeira aula, use o LED integrado. Com LED externo, ligue um resistor limitador de corrente e respeite os limites elétricos da placa.
• Os exemplos da abertura (lâmpada, bomba d’água) não são ligados direto à placa. Dispositivos da tomada (127 ou 220 V) exigem circuitos próprios e adultos treinados; na aula, a saída é sempre o LED.

Adaptações

• Sem placa ou sem computador: projete o código, peça a previsão do comportamento antes de revelar o resultado e use o robô humano como execução do programa. A habilidade EF06CO02 continua trabalhada.
• Sem projetor: desenhe a placa no quadro e escreva o código em cartolina.
• Turma com mais experiência: peça que alterem o delay() e prevejam o novo ritmo, ou que reescrevam o programa para piscar duas vezes e pausar.
• Turma com dificuldade de leitura: trabalhe só com os cartões de entrada e saída e deixe o código para a demonstração.