65ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 8. Engenharia Elétrica

ENTRE O PASSO A PASSO E A AUTOMAÇÃO: UMA ETAPA INTERMEDIÁRIA NAS PRÁTICAS DIDÁTICAS PARA O ENSINO DA ENGENHARIA ELÉTRICA

Joana Kely Pereira de Figueiredo - Grupo de Telecomunicações e Eletromagnetismo Aplicados – GTEMA, IFPB Marilia Alves Sousa - Grupo de Telecomunicações e Eletromagnetismo Aplicados – GTEMA, IFPB Alfrêdo Gomes Neto - Prof. Dr./Orientador - Grupo de Telecom. e Eletromag. Aplicados – GTEMA, IFPB

INTRODUÇÃO:

Nos últimos anos o ensino da Engenharia Elétrica se depara com novos paradigmas. Com o acesso aos programas computacionais, ocorre a virtualização do conhecimento, onde a simulação passa a predominar na formação do Engenheiro Eletricista. Diante de programas computacionais cada vez mais atrativos, o aluno perde o contato com a realidade de equipamentos, dispositivos, etc. Considere-se ainda que mesmo os instrumentos mais básicos (osciloscópios, geradores de sinais, etc.) apresentam interfaces e aplicativos que automatizam os procedimentos de medição. Se por um lado essas facilidades evitam etapas repetitivas, a realização de medições de maneira automática dificulta a assimilação dos conceitos inerentes ao que se está manipulando, avaliando-se apenas o resultado global. Neste trabalho é apresentada uma etapa intermediária entre a medição realizada passo a passo e a automação. Procura-se estabelecer uma conexão entre os resultados a cada ponto e o resultado global. Neste contexto, o aluno realiza a aquisição de dados e o pós-processamento. Como exemplos, são caracterizados experimentalmente filtros passa-baixas, passa-altas, passa-faixa e rejeita-faixa. Os resultados são comparados com resultados teóricos e com medições passo a passo, observando-se uma ótima concordância.

OBJETIVO DO TRABALHO:

Apresentar um procedimento didático de caracterização experimental de filtros em Engenharia Elétrica, como uma etapa intermediária entre os procedimentos passo a passo e os procedimentos automatizados de medição. Incentivar um melhor aproveitamento dos recursos disponíveis nos instrumentos didáticos de medição, favorecendo uma maior eficiência do processo de ensino-aprendizagem.

MÉTODOS:

Inicialmente, foram observados os recursos usualmente disponíveis nos equipamentos, muitos dos quais, não utilizados. Analogamente, foram avaliados os recursos computacionais que geralmente estão presentes nos laboratórios acadêmicos. Em função das medições a serem realizadas, foram destacados os seguintes recursos: -Osciloscópio digital: possibilidade armazenar e exportar os dados da medição; -Gerador de sinais: disponibilidade de produzir uma varredura de frequência automática; -Planilha (Excel ou similar): presente em quase todos os computadores, possibilita a leitura e o pós-processamento dos dados lidos. Como o objetivo era caracterizar os filtros, o gerador de sinais é programado para realizar a varredura na faixa de frequência desejada. O osciloscópio captura o sinal de saída correspondente a cada frequência. Destaque-se que, mesmo para equipamentos de baixo custo, pode-se superar 10 mil pontos por varredura. Os pontos capturados pelo osciloscópio são armazenados e transferidos para planilha. Com esses dados são feitas as operações de escalonamento em frequência e detecção de pico. Concluindo, são traçados os respectivos gráficos. Essas atividades são simples e agregam diversos saberes (avaliar os pontos lidos, detectar máximos, traçar gráficos, etc.) ao experimento.

RESULTADOS E DISCUSSÃO:

Com base na metodologia proposta, foram caracterizados quatro filtros analógicos, o que é um experimento típico das disciplinas de Eletrônica e Telecomunicações. As respostas em frequência obtidas foram comparadas com as respostas obtidas passo a passo e com os valores teóricos, verificando-se uma concordância muito boa. Entretanto, vale destacar que os ganhos indiretos, decorrentes da assimilação dos procedimentos de armazenamento e pós-processamento dos dados, foram de grande interesse para os alunos. Comparado com o procedimento passo a passo, a metodologia proposta levou muito menos tempo. Além disso, despertou-se para a percepção de que o que se visualiza como resultado de um processo automático de medição é a superposição de diversas medições individuais, devidamente pós-processadas. Por fim, constatou-se que vários dos recursos existente atualmente nos equipamentos de laboratórios didáticos não são devidamente aproveitados. Em muitos casos, são adquiridos equipamentos para finalidades específicas (placas de aquisição de dados, por exemplo), quando essas funcionalidades já estão disponíveis em outros equipamentos (osciloscópios, por exemplo). O aproveitamento desses recursos evita gastos desnecessários e proporciona a realização de práticas bem mais atrativas.

CONCLUSÕES:

Com base na metodologia proposta, foram caracterizados quatro filtros analógicos, o que é um experimento típico das disciplinas de Eletrônica e Telecomunicações. As respostas em frequência obtidas foram comparadas com as respostas obtidas passo a passo e com os valores teóricos, verificando-se uma concordância muito boa. Entretanto, vale destacar que os ganhos indiretos, decorrentes da assimilação dos procedimentos de armazenamento e pós-processamento dos dados, foram de grande interesse para os alunos. Comparado com o procedimento passo a passo, a metodologia proposta levou muito menos tempo. Além disso, despertou-se para a percepção de que o que se visualiza como resultado de um processo automático de medição é a superposição de diversas medições individuais, devidamente pós-processadas. Por fim, constatou-se que vários dos recursos existente atualmente nos equipamentos de laboratórios didáticos não são devidamente aproveitados. Em muitos casos, são adquiridos equipamentos para finalidades específicas (placas de aquisição de dados, por exemplo), quando essas funcionalidades já estão disponíveis em outros equipamentos (osciloscópios, por exemplo). O aproveitamento desses recursos evita gastos desnecessários e proporciona a realização de práticas bem mais atrativas.

Palavras-chave: Osciloscópios e geradores de sinais, Processo ensino-aprendizagem, Filtros.