Robotica_EF

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ENSINO FUNDAMENTAL
ANOS FINAIS
CADERNO
 DO
 PRO
FESSO
R
ROBÓTICA
Distribuição gratuita, 
venda proibida
MATERIAL DE APOIO 
AO PROGRAMA ENSINO INTEGRAL 
DO ESTADO DE SÃO PAULO
ROBÓTICA
ENSINO FUNDAMENTAL – ANOS FINAIS
CADERNO DO PROFESSOR
Primeira edição
2014
GOVERNO DO ESTADO DE SÃO PAULO
SECRETARIA DA EDUCAÇÃO
São Paulo
Governo do Estado de São Paulo
Governador
Geraldo Alckmin
Vice-Governador
Guilherme Afif Domingos
Secretário da Educação
Herman Jacobus Cornelis Voorwald
Secretária-Adjunta
Cleide Bauab Eid Bochixio
Chefe de Gabinete
Fernando Padula Novaes
Subsecretária de Articulação Regional
Raquel Volpato Serbi Serbino 
Coordenadora da Escola de Formação e 
Aperfeiçoamento dos Professores – EFAP
Silvia Andrade da Cunha Galletta 
Coordenadora de Gestão da 
Educação Básica
Maria Elizabete da Costa
Coordenadora de Gestão de 
Recursos Humanos
Cleide Bauab Eid Bochixio
Coordenadora de Informação, 
Monitoramento e Avaliação 
Educacional
Ione Cristina Ribeiro de Assunção
Coordenadora de Infraestrutura e 
Serviços Escolares
Dione Whitehurst Di Pietro
Coordenadora de Orçamento e 
Finanças
Claudia Chiaroni Afuso
Presidente da Fundação para o 
Desenvolvimento da Educação – FDE
Barjas Negri
Prezado(a) professor(a),
Em dezembro de 2011, a Secretaria da Educação do Estado de São Paulo instituiu o Programa Educação – Com-
promisso de São Paulo, que tem como um de seus pilares expandir e aperfeiçoar a política de Educação Integral, 
como estratégia para a melhoria da qualidade do ensino e, portanto, para o avanço na aprendizagem dos alunos.
Nesse contexto, foi criado, em 2012, o Programa Ensino Integral, com o objetivo de assegurar a formação de 
jovens autônomos, solidários e competentes por meio de um novo modelo de escola. Esse novo modelo, entre 
outras características, prevê jornada integral de alunos, currículo integrado, matriz curricular diversificada, 
Regime de Dedicação Plena e Integral dos educadores e infraestrutura que atenda às necessidades pedagógicas do 
Programa Ensino Integral. Essa estrutura visa proporcionar aos alunos as condições necessárias para que planejem 
e desenvolvam o seu Projeto de Vida e se tornem protagonistas de sua formação. O Programa, inicialmente direcio-
nado a escolas de Ensino Médio, teve sua primeira expansão em 2013, quando passou a atender também os anos 
finais do Ensino Fundamental. O Programa deverá continuar sua expansão nos segmentos que já atende e ampliar 
sua atuação na Educação Básica, compreendendo também escolas dos anos iniciais do Ensino Fundamental.
Esta série de cadernos contempla um conjunto de publicações que se destina à formação continuada dos 
profissionais que atuam no Programa Ensino Integral e também ao apoio dos adolescentes e jovens em busca 
de uma aprendizagem bem-sucedida. Os cadernos ora apresentados têm um duplo objetivo: por um lado,ofe-
recer subsídios para otimizar o uso dos laboratórios, com base nas diretrizes que fundamentam este Programa; 
por outro, destacar estratégias metodológicas que, em todos os componentes curriculares, concorrem para 
que os estudantes possam ampliar suas competências na área de investigação e compreensão – para observar, 
descrever, analisar criticamente os diferentes fenômenos de cada área, levantar hipóteses que os expliquem e 
propor iniciativas para mudar a realidade observada. A série é composta pelas seguintes publicações:
•	 Biologia:	atividades	experimentais	e	investigativas	
•	 Ciências	físicas	e	biológicas:	atividades	experimentais	e	investigativas
•	 Física:	atividades	experimentais	e	investigativas
•	 Manejo	e	gestão	de	laboratório:	guia	de	laboratório	e	de	descarte
•	 Matemática	–	Ensino	Fundamental	–	Anos	Finais:	atividades	experimentais	e	investigativas
•	 Matemática	–	Ensino	Médio:	atividades	experimentais	e	investigativas
•	 Química:	atividades	experimentais	e	investigativas
•	 Pré-iniciação	científica:	desenvolvimento	de	projeto	de	pesquisa
•	 Robótica	–	Ensino	Fundamental	–	Anos	Finais
•	 Robótica	–	Ensino	Médio
Pretende-se, dessa maneira, contribuir para que as escolas desenvolvam atividades experimentais e 
investigativas nos laboratórios, nos segmentos a seguir: 
•	 Ensino	Fundamental	–	Anos	Finais:	nas	aulas	de	Ciências	Físicas	e	Biológicas	e	de	Matemática;	nas	aulas	
de Práticas Experimentais e nas aulas de disciplinas eletivas, dependendo da especificidade dos temas e 
conteúdos selecionados. 
•	 Ensino	Médio:	nas	aulas	de	Biologia,	Física	e	Química,	da	1a a 3a séries; nas aulas de Prática de Ciências, 
na 1a e 2a séries; nas aulas de disciplinas eletivas, da 1a a 3a série, dependendo da especificidade dos 
temas e conteúdos selecionados; e em atividades para o desenvolvimento de Projetos de Pré-iniciação 
Científica dos alunos. 
Bom trabalho!
Equipe do Programa Ensino Integral
 
SUMÁRIO
Orientações sobre os conteúdos do Caderno ................................................................5
As possibilidades de uso da robótica na Educação Básica ...............................................7
A plataforma Arduino ..............................................................................................9
Introdução .............................................................................................................. 9
O nascimento do Arduino ........................................................................................... 9
Microcontrolador: o coração do Arduino ..................................................................... 10
A placa Arduino UNO (rev. 3) .................................................................................... 10
O software do Arduino ............................................................................................. 12
Kit de robótica básico .............................................................................................. 15
As possibilidades de trabalho com o Arduino ............................................................. 21
Projeto 1: Meu primeiro contato com o Arduino ............................................................ 21
Projeto 2: Monitoramento de faixa de temperatura ambiente .......................................... 27
Projeto 3: Medir a diminuição de luz natural e promover o acendimento gradativo 
de iluminação artificial ............................................................................................ 33
Projeto 4: Medida de tremor de terra (sismógrafo) ........................................................ 39
Projeto 5: Usina eólica ............................................................................................. 44
Projeto 6: Urna eletrônica ........................................................................................ 48
Para saber mais ..................................................................................................... 54
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ROBÓTICA – ENSINO FUNDAMENTAL – ANOS FINAIS
ORIENTAÇÕES SOBRE OS CONTEÚDOS DO CADERNO
Neste Caderno busca-se orientar o desenvolvimento de projetos que possam abarcar um grupo 
de conceitos fundamentais do ensino da robótica. 
São abordados os conceitos essenciais de eletrônica e de programação de uma forma obje-
tiva e prática, retomando-se, quando necessário, alguns conceitos de Física. A ideia central é 
a de que, ao longo do desenvolvimento dos projetos, por meio de uma proposta metodológica 
baseada na resolução de problemas, possam ocorrer aprendizados significativos. O intuito é criar 
uma atmosfera de aprendizado colaborativo em que todos aqueles que estão envolvidos no pro-
grama – estudantes, professores e gestores do Programa Ensino Integral – aprendam e ensinem, 
ao mesmo tempo.
As atividades serão desenvolvidas com os estudantes para que estes possam realizar projetos 
com os materiais do kit de robótica. No entanto, nada impede que sejam utilizados outros compo-
nentes, para que as ideias “ganhem asas” e “lancem voos” cada vez mais altos.
De forma geral, todos osprojetos deste material foram organizados da seguinte forma: inicial-
mente, cria-se um problema a ser resolvido a partir do tema proposto; este problema pode ser solu-
cionado conforme o esquema indicado a seguir.
4. Faz atuação 
para controlar
1. Sensor que 
capta algo do 
ambiente
2. Processa 
a informação 
captada
3. Trans-
forma a 
informação em 
alguma ação
Sistema composto 
por circuito 
eletrônico e 
processador de 
informações
Figura 1 – Esquema geral de resolução dos problemas propostos nos projetos deste material.
De início, apresenta-se algum tipo de sensor que pode captar informações do ambiente. De 
forma breve, explica-se como o sensor pode trabalhar. Em seguida, monta-se o circuito eletrô-
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nico que pode articular o funcionamento do sensor ao tipo de atuação que se deseja. Digita-se o 
código e, por meio de comentários, procura-se compreender a lógica do programa que irá controlar 
o sistema.
Para finalizar os projetos, procura-se sempre analisar os resultados e ampliar o que foi feito 
pensando em novos projetos e outras soluções possíveis para o problema que foi resolvido. Além 
disso, são indicadas as Situações de Aprendizagem dos Cadernos de Ciências de apoio ao Currículo 
do Estado de São Paulo (São Paulo faz escola) que se relacionam aos conteúdos dos projetos deste 
Caderno.
O trabalho em robótica tem uma tendência natural para ser desenvolvido em equipes de traba-
lho, e muitas tarefas devem ser feitas para que um projeto se materialize: montagem de circuitos, 
concepção e escrita de softwares, construção de maquetes e dispositivos mecânicos, teste, che-
cagem etc. Nesse contexto, poderão ser organizados os grupos de estudantes de forma que estes 
encontrem a posição na qual possam se sentir mais à vontade e mais produtivos. A avaliação das 
equipes pode se dar no momento da síntese final dos projetos, em que os estudantes apresentam o 
que fizeram para os outros estudantes. Pode-se aproveitar este momento para incentivá-los a fazer 
autoavaliações de seus desempenhos.
Quando	os	estudantes	se	sentem	produtivos	e	criativos,	cria-se	um	ambiente	favorável	na	escola	
que motiva a criação de novos projetos que possam sugestionar novos espaços e formas de apren-
dizado. Vale a pena conversar com os estudantes sobre o tema e pensar em oferecer estes espaços 
que são bastante diferentes dos espaços tradicionais de aprendizados da escola.
Neste Caderno são oferecidos seis projetos que podem ser desenvolvidos com estudantes dos 
Anos Finais do Ensino Fundamental. Eles não precisam necessariamente ser desenvolvidos na 
ordem em que são apresentados, exceto o primeiro projeto, que tem a intenção de fazer uma intro-
dução geral à plataforma Arduino e a algumas técnicas de montagem de circuitos eletrônicos. Os 
demais projetos irão: monitorar temperaturas, tocar alarmes, compensar a diminuição de luz natu-
ral por meio de acendimento de luz artificial, produzir energia elétrica, sentir as vibrações da terra 
e contabilizar votos numa urna eletrônica. Espera-se que estes projetos sejam a base de lança-
mento de muitos outros, com os quais todos possam aprender e desenvolver suas habilidades de 
forma divertida e profunda!
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ROBÓTICA – ENSINO FUNDAMENTAL – ANOS FINAIS
AS POSSIBILIDADES DE USO DA ROBÓTICA 
NA EDUCAÇÃO BÁSICA
Hoje há um crescente desejo, por parte dos educadores, de conseguir maior integração dos 
currículos de Ciências Naturais e Matemática, abrindo possibilidades de também acrescentar con-
teúdos de tecnologia. Também há o desejo de que esses saberes sejam articulados por meio da abor-
dagem de problemas mais concretos e reais, permitindo desenvolver nos estudantes uma ampla 
gama de habilidades, permeada por conceitos que tenham valor de uso imediato, em contraposição 
aos conteúdos tradicionais, muitas vezes áridos e isolados pelas diversas disciplinas.
O ensino da robótica, à primeira vista, pode parecer distante da realidade do Ensino Funda-
mental. No entanto, se for analisado com mais cuidado, é possível perceber que ele oferece poten-
cialmente a possibilidade de trabalhar com problemas úteis e próximos da vida dos jovens, de uma 
forma prática, e com uma metodologia de aprendizado baseada na resolução de problemas. Além 
disso, os projetos nessa área se desenvolvem em equipes cooperativas de trabalho, que só serão 
capazes de obter êxito por meio da mobilização de conceitos e conhecimentos das mais variadas 
disciplinas, todos articulados entre si. Por essas razões, o ensino da robótica oferece uma ampla 
possibilidade de realizar a tão desejada transformação do Currículo escolar, necessária para o cida-
dão do século XXI.
No Brasil, o ensino da robótica ainda está concentrado no Nível Superior, sendo incipiente e 
realizado em poucos locais, no caso do Ensino Fundamental. No entanto, este cenário tem se trans-
formado rapidamente nos últimos anos. Alguns obstáculos tradicionais, do passado recente do 
país, podem explicar o atraso nesta área: como se sabe, o custo dos equipamentos eletrônicos e 
seus periféricos sempre foi alto. Além disso, por conta da escassez de empresas nacionais dedica-
das a este ramo, era difícil obter equipamentos apropriados para a prática da robótica nas escolas; 
soma-se a isso a carência de profissionais de ensino habilitados para desenvolver cursos desse tipo.
Graças à recente alteração de algumas variáveis nesse cenário, hoje o ensino da robótica está em 
franco crescimento nas escolas. Algumas dessas alterações podem ser destacadas: a popularização 
e o barateamento de equipamentos de informática em geral, a ampliação da oferta de acesso à 
internet de alta velocidade (banda larga), o crescimento do número de usuários que usam frequen-
temente computadores para os mais variados fins etc. Mas, apesar de tudo isso, um dispositivo de 
fundamental importância para a prática da robótica ainda era de difícil obtenção: os microcontro-
ladores. Esse dispositivo, que pode processar sinais dos mais variados tipos de sensores eletrônicos 
e ser programado por computador, teve seu uso restrito a atividades tecnológicas protegidas por 
patentes das indústrias. Assim, além de seu alto custo, o uso era de difícil operação, e somente 
profissionais especializados das áreas tecnológicas eram capazes de lidar com eles. 
O surgimento da plataforma Arduino, em 2005, que é composta de uma placa eletrônica com um 
microprocessador, além de um software que permite programá-la, impulsionou de vez a prática do 
ensino de robótica nas escolas.
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O Arduino foi desenvolvido segundo a licença open source license, ou seja, seu projeto não é pro-
tegido por patentes e pode ser utilizado livremente por quem o desejar. Dessa forma, por baratear 
significativamente os custos do equipamento, ele se popularizou e proliferou rapidamente pelo 
mundo. No entanto, a logomarca “Arduino” é registrada e não pode ser utilizada sem autorização. 
Hoje há uma grande comunidade de usuários e desenvolvedores do Arduino, que compartilham 
e disponibilizam seus projetos de forma gratuita na internet, formando assim uma comunidade de 
conhecimento livre. E é claro, alguns dos estudantes também fazem parte dessa rede de entusias-
tas, então fica aqui o convite: em vez de formar consumidores de tecnologia, por que não se juntar 
a essa rede e possibilitar aos estudantes que se tornem também desenvolvedores de tecnologia?
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ROBÓTICA – ENSINO FUNDAMENTAL – ANOS FINAIS
A PLATAFORMA ARDUINO 
INTRODUÇÃO
Um Arduino pode “sentir” e atuar sobre um ambiente. Por meio do recebimento de dados 
vindos de uma variedade de tipos de sensores, é possível monitorar diversas variáveis de um 
ambiente, tais como temperatura, nível de iluminação, ruído, movimento e muitas outras, 
bem como controlá-las por meio de luzes, motores e outros atuadores. O microcontrolador, 
que é o “coração” do Arduino, possui uma linguagem de programação própria. Os projetos rea-
lizados com o Arduino podem funcionar com ou sem um computador ligado a ele. A plataforma 
Arduinoé composta de uma placa eletrônica e o software que permite programá-la.
Vale a pena passear um pouco pela internet e apreciar os mais variados projetos que as pessoas 
estão desenvolvendo com o uso dessa plataforma. Alguns exemplos são: casas inteligentes que 
controlam iluminação, ventilação, abertura de portas e muitas outras coisas; plantações automa-
tizadas em que são feitas rega, controle de temperatura e umidade do ar, além de reposição de 
nutrientes no solo; instalações artísticas que interagem com os visitantes, tocando sons, produ-
zindo imagens ou, ainda, sensações táteis; estações meteorológicas que transmitem dados auto-
maticamente pela internet e mais uma infinidade de outros projetos interessantes que as pessoas 
das mais variadas idades e formações têm desenvolvido. 
Mas, para que projetos como esses possam ser realizados, é necessário desenvolver algumas 
habilidades básicas, iniciando com projetos menores e mais circunscritos a um número menor 
de possibilidades. A boa notícia é que, apesar de num primeiro momento parecer que tudo isso 
é muito difícil, com um tanto de calma e método de trabalho o aprendizado acontece de forma 
rápida e na medida das necessidades que vão sendo satisfeitas a partir de cada novo desafio.
Não é preciso ter conhecimento prévio de eletrônica nem de programação de computadores. 
Além disso, conta-se sempre com uma grande quantidade de informações disponíveis na internet, 
em particular o site oficial do Arduino (disponível em: <http://arduino.cc>; acesso em: 18 jul. 
2014), que é muito completo e bem documentado.
O NASCIMENTO DO ARDUINO
No ano de 2005, na Itália, um grupo de estudantes e professores do Instituto de Design Inte-
rativo de Ivrea desenvolveu o Arduino, buscando possibilitar que as pessoas pudessem desen-
volver projetos de tecnologia e design de forma fácil e com baixos custos. Alguns princípios 
orientaram a criação desse projeto: como já dito anteriormente, o primeiro deles foi o conceito 
de open source, que permite que tanto o hardware (a parte física de projetos de circuito) como 
o software (a parte de programas de computador) possam ser utilizados de forma livre, sem ter 
de pagar por licenças de uso; outro conceito é o de do it yourself, conhecido pelo acrônimo DIY, 
que quer dizer, literalmente, “faça você mesmo”, ou ainda pela posterior reformulação deste, 
do it together (DIT), ou façamos juntos; e, por último, a vontade de possibilitar que as pessoas 
se apropriem mais do saber tecnológico, em vez de serem apenas consumidoras de tecnologias, 
tornando-o menos enigmático e aumentando sua acessibilidade às pessoas comuns.
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MICROCONTROLADOR: O CORAÇÃO DO ARDUINO 
Um microcontrolador é composto por três partes principais: unidade central de processamento, 
memória e periféricos de entrada e saída.
Os microcontroladores, além de serem capazes de fazer processamento de dados em geral, tal 
qual um processador de computador – que realiza operações lógicas e cálculos aritméticos –, per-
mitem também, por meio de suas diferentes memórias internas, o armazenamento de dados que 
os habilitam a gravar programas e substituir os existentes por outros, quando necessário. Além 
disso, podem também armazenar dados de operação, produzidos pelos dispositivos que eles con-
trolam. Seus principais periféricos internos são os conversores analógicos/digitais (ADC) e os 
conversores digitais/analógicos (DAC). Esses conversores, tanto o ADC quanto o DAC, permitem 
que sinais analógicos, captados por sensores, sejam convertidos em sinais digitais e vice-versa. 
Por exemplo, uma medida de luminosidade, que pode assumir qualquer valor numérico, por-
tanto constituindo-se como um sinal analógico, tem esse valor convertido em um sinal binário, 
composto por sequências de números escritos em código binário, ou seja, formados apenas por 
zeros e uns.
Após essa conversão, o processador é capaz de operar com esses dados e devolver uma res-
posta em sinal binário, que poderá, dependendo do caso, ser reconvertido novamente em sinal 
analógico. De forma resumida, o microcontrolador, com suas partes internas, compõe o “cora-
ção” do Arduino.
A PLACA ARDUINO UNO (REV. 3)
A seguir, serão vistos os 
principais elementos da placa 
do Arduino UNO (rev. 3), que é a 
que acompanha os kits de robó-
tica de sua escola.
A placa Arduino UNO (rev. 3) 
é um dos vários modelos dis-
poníveis no mercado, bastante 
utilizada pelos desenvolvedores 
de projetos. Ela possui diversas 
funcionalidades que serão des-
critas a seguir, assim como suas 
características técnicas.
1 GND (ground) ou pino 
terra – referência com voltagem 
0 V para os circuitos, de tal forma 
que a corrente possa passar pelos elementos do circuito e retornar a eles passando por este pino.
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Figura 2 – Placa original Arduino UNO (rev. 3) e os seus principais componentes.
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ROBÓTICA – ENSINO FUNDAMENTAL – ANOS FINAIS
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2 Entradas/saídas digitais, numeradas de 0 a 13 – servem como entrada ou saída de sinais 
digitais para os sensores ou atuadores. Os pinos grafados com o símbolo “~” ao lado são saídas do 
tipo PWM (pulse width modulation ou modulação por largura de pulso). Esse tipo de saída é útil em 
diversas situações, pois habilita o Arduino a emitir sinais com nível de tensão variável, utilizados, 
por exemplo, para controlar velocidade de motores.
3 LED indicador de estado ligado/desligado do Arduino – fica aceso sempre que o Arduino 
está conectado a uma fonte de energia.
4 Microprocessador – realiza o processamento dos sinais que entram e saem do Arduino. É o 
elemento programável da plataforma.
5 Entradas analógicas, numeradas de 0 a 5 – servem como entrada de dados vindos de senso-
res analógicos.
6 GND (ground) ou pinos terra – referência com voltagem 0 V para os circuitos, de tal forma que 
a corrente possa passar pelos elementos dos circuitos e retornar a eles, passando por estes pinos.
7 Pino de alimentação de 5 V para os elementos dos circuitos – permite alimentar os sensores 
e/ou atuadores dos circuitos com um nível de 5 V de tensão.
8 Conector para alimentação externa – permite que o Arduino, após ser programado, funcione 
independentemente do computador. Pode usar qualquer fonte externa com tensões entre 6 V e 20 V. 
Por exemplo, uma fonte de notebook ou um carregador de bateria de celular.
9 LED RX, de recepção de dados – acende todas as vezes que o Arduino recebe dados do 
computador.
10 LED TX, de transmissão de dados – acende todas as vezes que o Arduino transmite dados 
para o computador.
11 LED associado ao pino 13.
12 Porta USB – faz a recepção e a transmissão de dados com o computador. Também é respon-
sável por alimentar com energia o Arduino.
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DA PLACA ARDUINO UNO (REV. 3)
MICROCONTROLADOR ATmega328
VOLTAGEM DE OPERAÇÃO (V) 5
VOLTAGEM DE ENTRADA RECOMENDADA (V) 7 a 12
LIMITES DA VOLTAGEM DE ENTRADA (V) 6 a 20
PINOS DE ENTRADA E SAÍDA DIGITAIS 14 (dos quais 6 produzem saída PWM)
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CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS DA PLACA ARDUINO UNO (REV. 3)
PINOS DE ENTRADA ANALÓGICOS 6
CORRENTE CONTÍNUA POR PINO DE ENTRADA/SAÍDA (mA) 40
CORRENTE CONTÍNUA PARA O PINO DE 3,3 V (mA) 50
MEMÓRIA FLASH (kB) 32, dos quais 0,5 usado pelo bootloader
SRAM (kB) 2
EEPROM (kB) 1
CLOCK (MHz) 16
Tabela 1 – Características técnicas da placa Arduino UNO (rev. 3).
O SOFTWARE DO ARDUINO
Ambiente de programação
O software de código aberto do Arduino1 pode ser instalado em diversos sistemas operacionais, entre 
eles Windows, MacOs X e Linux. Essa flexibilidade contribuiu para a popularização do uso do Arduino.
Esse software permitirá a comunicação entre o computador e o Arduino, que exigirá, inicial-
mente, a configuração do software, que é simples e será explicada na seção “Configurando e 
testando seu Arduino”. 
Para que o Arduino funcione como desejado, é preciso desenvolver seus próprios programas, 
chamados de códigos, que são escritosdiretamente no software do Arduino instalado em seu com-
putador. Depois de escrito, o código é transferido ao Arduino. A tela em que são escritos os códigos 
é conhecida como ambiente de programação ou IDE (do inglês integrated development environment 
ou, traduzindo livremente, ambiente de desenvolvimento integrado).
A instalação do software para os diferentes sistemas operacionais
Após ter feito o download da versão mais atual do software correspondente ao seu sistema ope-
racional, execute o arquivo de instalação e siga as instruções. A forma mais conveniente de fazer 
a instalação é aceitar todas as configurações padrão sugeridas. Se tiver dúvidas, o site oficial do 
Arduino contém informações mais detalhadas sobre a instalação. Mas não se preocupe, em geral 
esse procedimento é de fácil execução.
1 No site oficial do Arduino (disponível em: <http://arduino.cc>; acesso em: 18 jul. 2014), é possível fazer o download e instalar a 
última versão disponível do software.
ROBÓTICA – ENSINO FUNDAMENTAL – ANOS FINAIS
13
No caso de utilizar um sistema operacional Windows, você deverá instalar também o driver que 
permitirá que ele reconheça o Arduino, conforme descrito a seguir.
Conecte a placa Arduino ao seu computador por meio do cabo USB A/B. Normalmente, o LED verde 
marcado PWR acenderá, indicando que a placa foi ligada. Em seguida, o Windows tentará instalar os 
drivers. Ele falhará nesse processo, se você estiver usando o Windows 7, Windows Vista ou Windows XP 
(essa falha já é esperada). Para fazer a instalação apropriada, abra o Painel de Controle do Windows e 
escolha a seção “Hardware e Sons”. Então, selecione “Dispositivos e Impressoras”. A seguir, opte por 
“Gerenciador de Dispositivos”. Você verá o Arduino na lista de dispositivos. Clique com o botão direito 
do mouse sobre ele e escolha a opção “Atualizar driver”. Selecione a opção “Procurar software de driver 
no computador”. Localize no diretório “Drivers”, situado no diretório de instalação do Arduino em seu 
computador, o arquivo “arduino.inf”. Avance e termine o processo. O Windows fará então a instalação 
correta do driver. Ao terminar o processo, verifique na lista de dispositivos o número da porta COM que 
foi associada ao Arduino. Pode ser necessário configurar esse número ao utilizar o IDE pela primeira vez.
No caso de usar o sistema Mac OS X, não é necessário instalar um driver.
Para o sistema Linux, siga as instruções apresentadas anteriormente.
Configurando e testando seu Arduino
Para habilitar o uso e testar o Arduino, será preciso inicialmente fazer a configuração de sua 
placa e da porta de comunicação no software do Arduino (IDE).
As imagens a seguir mostram a aparência da tela de interface do IDE do Arduino. Nelas podem 
ser vistos os principais elementos deste ambiente de programação e a função de cada botão da 
barra de ferramentas.
Figuras 3 e 4 – 3) Tela da IDE 
do Arduino com seus principais 
componentes; 4) Barra de 
ferramentas com seus botões 
(http://arduino.cc).
Menu principal
Janela de código
Janela de mensagens
Barra de ferramentas
Novo sketch
Abrir
Carregar
Monitor da 
porta serialSalvar
Veriicar
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Para configurar sua placa, clique no item de menu “Tools -> Board” e selecione a placa Uno. 
Para configurar a porta de comunicação, clique no item de menu “Tools -> Serial Port” e selecione 
a porta que você anotou durante a instalação do driver (para o Windows). Finalmente está tudo 
pronto para realizar o primeiro teste!
É recomendado que você carregue um programa exemplo chamado Blink. No IDE do Arduino 
os códigos que você escreve são chamados de sketch. Esse sketch faz um LED, ligado à porta 13 
do Arduino, piscar de forma repetitiva. Ele é muito útil para verificar se tudo anda bem com seu 
equipamento. Note que você não precisa conectar um LED externo, pois já há um na placa que está 
ligada a essa saída (porta 13). A imagem a seguir mostra como localizar o Blink no menu da IDE do 
Arduino.
Figura 5 – Localização do programa de teste Blink da sua placa (http://arduino.cc).
Após abrir o exemplo Blink, você precisará fazer a transferência dele para a placa. Faça isso cli-
cando no botão “carregar” ( ). Observe se, durante o carregamento do programa na placa, os LEDs 
RX e TX piscarão. Após transferir o programa, você verá o LED grafado na placa com a letra L piscar. 
Se tudo deu certo, você está pronto para transferir outros programas.
Estrutura mínima de um sketch do Arduino
Os sketches do Arduino devem ter no mínimo duas estruturas básicas: um conjunto de 
comandos que está dentro das chaves da função “setup()” e um conjunto de comandos que está 
entre chaves da função “loop()”. Você pode ver essa estrutura carregando nos exemplos da IDE 
o sketch chamado BareMinimum.
A função “setup()” é executada uma única vez, quando o programa começa a rodar. Use essa fun-
ção para inicializar suas variáveis, os modos dos pinos, declarar o uso de bibliotecas de funções2 etc.
A função “loop()” é executada repetidamente, enquanto a placa estiver em funcionamento. 
Aqui fica o código principal do seu sketch.
2 Bibliotecas de software são conjuntos de funções pré-programadas para estender as funcionalidades do código. Uma biblioteca espe-
cífica tem um conjunto de funções úteis para que se trabalhe com determinado dispositivo.
ROBÓTICA – ENSINO FUNDAMENTAL – ANOS FINAIS
15
Figura 6 – No retângulo azul 
aparece a função “setup()”, 
executada uma só vez, e 
no retângulo vermelho, 
a função “loop()”, 
executada repetidamente, 
enquanto a placa estiver em 
funcionamento 
(http://arduino.cc).
KIT DE ROBÓTICA BÁSICO
O kit de robótica disponível 
na sua escola contém, além de 
uma placa Arduino UNO (rev. 3) e 
seu cabo USB de conexão com o 
computador, uma diversidade de 
sensores, atuadores e acessórios 
em geral. 
Vale a pena ressaltar que a 
plataforma Arduino foi pensada 
para que os projetos sejam cria-
tivos e desenvolvidos com recur-
sos diversos. Assim, uma maneira 
de se fazer isso é desmontando e 
aproveitando partes dos equipa-
mentos eletrônicos que já estão 
fora de uso. Por exemplo, pode- 
-se desmontar o controle remoto 
de TV e aproveitar o LED emissor 
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Figura 7 – Kit de robótica com microcontrolador, sensores, atuadores e 
acessórios.
16
de luz infravermelha ou, ainda, desmontar um aparelho de videocassete antigo e reaproveitar seus 
motores, enfim, a sua imaginação é o limite!
Segue uma classificação dos componentes do kit, bem como uma breve descrição de cada um.
Figuras 8 a 10 – Componentes do kit de robótica: sensores. 8) Termistor NTC, 10 kΩ; 9) Sonorizador piezo; 10) LDR.
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O termistor é um sensor de temperatura. O dispositivo tem uma resistência elétrica que varia 
em função da temperatura. Assim, conhecendo-se essa relação, é possível utilizá-lo para medir 
temperaturas numa faixa que vai de –40 oC a +125 oC. Há uma biblioteca3 com funções pré-progra-
madas bastante útil, que deverá ser utilizada nos projetos que adotam este sensor.
O sonorizador piezo é um sensor constituído de um material piezoelétrico. Este material tem 
uma característica interessante: quando é deformado mecanicamente, gera um pulso elétrico. 
O contrário também acontece, ou seja, quando submetido a pulsos elétricos, ele se deforma. 
Por conta dessa característica, pode ser utilizado como sensor de batidas ou de deformações ou 
ainda como um elemento que emite som. Ao se deformar e voltar à forma original, ele pode gerar 
uma onda sonora.
LDR é a sigla para light dependent resistor, ou seja, este componente é sensível à luz, pois é 
feito de um material que altera sua resistência elétrica em função da intensidade luminosa. Assim, 
conhecendo sua resposta em função da intensidade luminosa de determinado ambiente, é possível 
calibrá-lo para que envie respostas sobre a luz de um ambiente específico.
Figuras 11 e 12 – Componentes do kit de robótica: atuadores operados pelo 
usuário. 11) Pushbutton; 12) Potenciômetro de 10 kΩ.11 12
3 Biblioteca Thermistor.h. Disponível em: <http://code.google.com/p/thermistor10k/>. Acesso em: 28 ago. 2014.
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ROBÓTICA – ENSINO FUNDAMENTAL – ANOS FINAIS
17
Figuras 13 e 14 – Componentes do kit de robótica: atuadores operados pelo 
Arduino. 13) Motor de corrente contínua; 14) Buzzer.
13 14
Pushbutton é uma chave que, quando pressionada, conecta dois pontos de um circuito. Muitos 
projetos podem utilizar uma chave, pois quando alguma ação é requerida, ela pode ser dispa-
rada pressionando-se o botão.
Potenciômetro é um dispositivo que possui um eixo que, ao ser girado, causa a variação da 
resistência elétrica em seus terminais. Sempre que se deseja regular a intensidade de algum pro-
cesso controlado pelo Arduino, um potenciômetro pode ser utilizado.
Motores de corrente contínua são amplamente utilizados nos mais diversos projetos. Sempre 
que se deseja gerar movimento de algo, esse motor é utilizado com ou sem engrenagens associa-
das a ele. Em particular, em robôs com rodas, motores de corrente contínua são utilizados para 
movimentá-las. Esse motor funciona com fonte de energia externa, pois com potência máxima o 
Arduino não dispõe de corrente suficiente para alimentá-lo.
Buzzer é um elemento que internamente possui um material piezoelétrico que pode, ao ser 
submetido por um sinal elétrico pulsado, emitir som. Ele é capaz de reproduzir sons numa faixa de 
frequência que vai de 2 000 Hz a 4 000 Hz, aproximadamente. Um dispositivo que emite sons pode 
ser utilizado de várias formas diferentes em seus projetos (por exemplo, ele funciona como um 
alarme ou até como um pequeno alto-falante que reproduz notas musicais).
15 16
Figuras 15 a 19 – Acessórios e dispositivos eletrônicos. 15) Protoboard; 16) Jumpers; 17) Díodo; 18) LED; 
19) Transistor.
17 18 19
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18
Figuras 20 e 21 – 20) Display de LCD; 21) Resistor.
20 21
A plataforma conhecida como protoboard e os fios jumpers são muito utilizados para a 
montagem de protótipos de circuitos eletrônicos, permitindo conectar os terminais dos compo-
nentes entre si, formando assim um circuito. A placa de protoboard estrutura-se internamente da 
seguinte forma:
 a Os furos das linhas horizontais indicadas em azul e vermelho na figura a seguir, tanto na parte 
superior quanto na parte inferior, são ligados entre si.
 a Da mesma maneira, as sequências de cinco furos verticais são internamente conectadas 
entre si, como mostra a sequência de pontos amarelos na imagem.
 a Ao ligar um furo de uma sequência ao furo de outra, utilizando fios jumpers, uma sequência 
é interligada na outra.
Figura 22 – Parte de uma protoboard: os pontos amarelos 
mostram as conexões internas da placa. Um fio jumper (em 
preto) pode interligar sequências de furos.
Díodo é um dispositivo que permite a passagem de corrente apenas em um sentido. Se a tensão 
no ânodo for maior do que no cátodo, a corrente flui no sentido do ânodo para o cátodo. Entretanto, 
se a tensão no cátodo for maior do que no ânodo, a corrente não passa do cátodo para o ânodo. O 
cátodo é representado no díodo por uma listra de cor clara, no corpo dele. Esse tipo de componente 
é muito utilizado para proteger o circuito contra a passagem indesejada de altas intensidades de 
corrente. Faz-se uma montagem na qual ele impede o fluxo de corrente em determinada direção.
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ROBÓTICA – ENSINO FUNDAMENTAL – ANOS FINAIS
19
O LED (amarelo, vermelho e verde e alto brilho), sigla para light emitting diode, ou díodo emissor 
de luz, pode emitir luz com um comprimento de onda específico, diferentemente de lâmpadas con-
vencionais de bulbo colorido. Além disso, consome pouca energia e apresenta longa vida útil. Por 
conta dessas características, é amplamente utilizado em quase todos os equipamentos eletrônicos.
 a Para que seja convenientemente ligado, além de estar em série com um resistor – que faz o papel 
de limitar a corrente elétrica que passa por ele –, a polaridade também deve ser observada. Veja 
como ligá-lo de forma correta na imagem seguinte.
Visto de cima
Visto de lado
Resistor
+
+
+
+
–
–
–
–
Ânodo (+)
Cátodo (–)
LED
Simbologia
Figura 23 – Circuito com polarização para acendimento de um LED: é 
preciso observar bem o componente para não inverter o ânodo com 
o cátodo.
O transistor é basicamente uma chave eletrônica de alta velocidade de chaveamento. Ampla-
mente utilizado em quase todos os equipamentos eletrônicos, ele pode fazer a função de amplificar 
a corrente elétrica em determinado circuito ou, ainda, apenas realizar o chaveamento de algum 
sinal elétrico. Ele possui três terminais: o emissor, o coletor e a base. A corrente elétrica pode ou 
não circular entre o emissor e o coletor, dependendo da intensidade da corrente na base, ou seja, o 
sinal de corrente na base do transistor é que controla seu funcionamento.
O display de cristal líquido de 16 colunas por 2 linhas é um dispositivo bastante útil, pois per-
mite escrever na tela mensagens que podem ser atualizadas em tempo bastante curto, com infor-
mações sobre monitoramento de sensores. Por exemplo, é possível programar o Arduino de forma 
que o display escreva informações sobre a temperatura captada pelo termistor. Esse tipo de display 
de LCD funciona em modo de 4 e 8 bits. Para utilizá-lo em modo de 4 bits, ocupa-se um menor 
número de entradas digitais do Arduino. Em contrapartida, a comunicação entre os dispositivos é 
mais lenta do que se for utilizado no modo de 8 bits, que ocupa mais 4 pinos de entrada digital. Para 
não ocupar quase todas as entradas digitais disponíveis na placa, a maior parte dos projetos acaba 
utilizando o modo de 4 bits. Há uma biblioteca de funções (a LiquidCrystal) que já vem na IDE do 
Arduino, específica para controlar esse dispositivo. Além disso, há na IDE do Arduino programas 
que servem como exemplos para ser utilizados com esse display.
20
Os resistores são utilizados para limitar a corrente ou a tensão elétrica de componentes do 
circuito. Ao ser atravessado por corrente elétrica, o resistor dissipa energia em forma de energia 
térmica. Dependendo do arranjo do circuito, ele pode assumir diferentes funções, ora pode desviar 
a corrente, ora pode limitar seu valor etc.
 a O valor da resistência elétrica de um resistor é identificado pela sequência de cores dos anéis 
coloridos grafados lado a lado no corpo do componente. As duas primeiras cores formam o 
primeiro e o segundo dígitos do valor em ohms da resistência. A terceira cor representa 
o fator multiplicador, em potências de dez, dos dois primeiros valores. A quarta cor é a tole-
rância do valor de resistência, que varia de acordo com a qualidade do processo de fabricação 
do resistor.
 
Código de 4 listras 25 kΩ ± 5%
Código de 5 listras 460 kΩ ± 1%
Código de 6 listras 276 Ω ± 5%
Multiplicador Tolerância
Coeiciente de 
temperatura
1o dígito 2o dígito 3o dígito 0,01 Prata ± 10% Prata
0 0 0 0,1 Ouro ± 5% Ouro
1 1 1 1
2 2 2 10 ± 1% 100 ppm
3 3 3 100 ± 2% 50 ppm
4 4 4 1 k 15 ppm
5 5 5 10 k 25 ppm
6 6 6 100 k ± 0,5%
7 7 7 1 M ± 0,25%
8 8 8 10 M ± 0,1%
9 9 9
Fonte de dados: International Electrotechnical Commission norma 60062.
Figura 24 – Exemplos de valores de resistores e seus respectivos códigos de cores.
21
ROBÓTICA – ENSINO FUNDAMENTAL – ANOS FINAIS
AS POSSIBILIDADES DE TRABALHO COM O ARDUINO
PROJETO 1: MEU PRIMEIRO CONTATO COM O ARDUINO
Professor, este primeiro projeto cumpre algumas funções importantes para a introduçãode con-
ceitos iniciais e fundamentais para que se possam desenvolver quaisquer outros projetos futuros. 
Dessa forma, sugere-se que os estudantes sejam incentivados para que falem sobre alguma expe-
riência anterior com o uso da plataforma Arduino, com eletrônica e com programação. Isso será 
necessário para que o grupo de estudantes se reconheça e possa falar sobre suas habilidades e 
interesses.
Outra característica desse tipo de trabalho é que os projetos se desenvolvem melhor quando se 
formam equipes de trabalho que são organizadas e colaborativas. Nesse sentido, converse com os 
estudantes sobre a importância do trabalho em equipe.
Embora o desafio técnico deste projeto seja de nível inicial, eles se sentirão muito contentes ao 
montar seus circuitos, digitar seus programas e fazê-los funcionar.
Habilidades que se pretende que os estudantes desenvolvam
 a Montar e checar circuitos eletrônicos, suas conexões e polaridades dos componentes.
 a Digitar o código e checar a sintaxe dele.
 a Observar o funcionamento do circuito, relacionando-o à lógica de programação.
Parte 1: Acendimento de LEDs 
A primeira parte do projeto propõe a montagem de um circuito básico de acendimento de um 
LED, que pisca com um tempo que será definido pela equipe de trabalho. 
Problema a ser resolvido
Como fazer acender um LED que pisque em um intervalo de tempo determinado pela equipe de 
estudantes?
Tempo previsto 
Uma aula.
22
Como resolver o problema?
Material necessário
Arduino, protoboard,	resistor	de	330	Ω	ou	de	maior	valor	(faixas:	laranja,	laranja,	marrom,	dou-
rado) e 2 fios jumpers.
É possível iniciar apresentando o circuito aos estudantes, orientando-os para a realização da 
montagem. Um cuidado a ser tomado é em relação à polaridade correta do LED.
 Figura 25 – Montagem do circuito para que o LED possa piscar (software Fritzing – uso livre).
Análise do circuito
Este circuito liga um LED em série com um resistor. Nesse caso, o resistor tem o papel de limitar 
a corrente que passa pelo LED, protegendo-o de sobrecorrente.
Circuitos série e paralelo
A imagem a seguir mostra dois circuitos, ambos montados com uma fonte de tensão elétrica (V) e 
dois resistores, R
1
 e R
2
. A diferença entre eles é a maneira como os resistores estão ligados. 
Figuras 26 e 27 – 26) Circuito com dois resistores ligados em série; 27) Circuito com os resistores 
associados em paralelo.
A B 
C
D
V
+
–
i
i
R
1
R
2
A
B
C
V
+
–
i
T
i
1
i
2
D
R
1
R
2
ROBÓTICA – ENSINO FUNDAMENTAL – ANOS FINAIS
23
Após a montagem do circuito, oriente-os a carregar o programa exemplo Blink da IDE do 
Arduino.
 O circuito da esquerda liga um resistor depois do outro em sequência, por isso é chamado de cir-
cuito série. O circuito da direita monta os resistores paralelos um ao outro, por isso é chamado de 
circuito paralelo. Ambos os circuitos são amplamente utilizados em projetos de eletrônica. Veja as 
principais características de cada um deles:
Série
 a A corrente elétrica (i) que atravessa um resistor é a mesma que atravessa o outro (ou outros, em 
caso de ligar mais de dois resistores).
 a A tensão elétrica entre os pontos A e B é diferente da tensão entre os pontos C e D. Seu valor 
pode ser calculado utilizando-se a lei de Ohm: V = R · i, em que V é a tensão no resistor, R a sua 
resistência em ohms e i a corrente em amperes.
 a Por conta dessas características, é comum montar circuitos que associam em série um resistor e 
um outro componente, como um LED, para que o resistor faça o papel de limitar a corrente que 
atravessa o outro componente.
Paralelo
 a A corrente elétrica que circula em cada um dos resistores, i1 e i2, é inversamente proporcional ao 
valor do resistor, assim resistores de pequeno valor serão atravessados por correntes de grandes 
valores, e vice-versa. Conhecendo-se o valor da tensão e do resistor, pode-se determinar o valor 
da corrente utilizando-se também a lei de Ohm: i = V / R.
 a A tensão elétrica entre os pontos A e B, e C e D tem o mesmo valor.
Código comentado
/*
 Blink
Acende um LED por um segundo, depois desliga por um segundo, repetitivamente. 
*/
// Pin 13 terá o LED conectado a ele
// Define-se uma variável que dê um nome ao LED, nesse caso, led
int led = 13;
// A sequência de comandos de setup é executada apenas uma vez, quando o programa 
começa a funcionar
void setup() { 
 // Inicializa o pino digital 13 como de saída de dados.
 pinMode(led, OUTPUT); 
}
24
Análise do código
Este código é bastante simples, mas podem-se observar algumas partes importantes dele:
 a Certificar-se de perceber as estruturas mínimas: as funções “void setup” e “void loop”.
 a Dentro da função “loop” o programa comanda que o pino 13, onde está ligado o LED, fique com 
alto nível de tensão (5 V) por 1 segundo, acendendo o LED. Depois, fique com baixo nível de 
tensão (0 V) por 1 segundo, apagando o LED. Por fim, o loop se repete.
 a Atentar para o fato de que no código o tempo aparece entre parênteses, como argumento da 
função “delay ( )”, e em milésimos de segundo.
Sugere-se que os estudantes sejam incentivados a fazer uma leitura do código. Ajude-os a per-
ceber as estruturas mínimas4, as sintaxes (uso de parênteses, chaves, ponto e vírgula etc.) e, prin-
cipalmente, a localizar o que define os intervalos de tempo de aceso e apagado dentro do código.
Feito isso, eles podem se divertir alterando os valores desses intervalos de tempo de aceso e 
apagado.
Parte 2: Acendimento de LEDs
Nesta segunda parte, propõe-se que o circuito seja acrescido de um segundo LED e que a equipe 
de trabalho planeje uma lógica sequencial para que os LEDs se acendam e apaguem. Para isso, 
terão de fazer modificações no programa utilizado na primeira parte.
Problema a ser resolvido
Como acender dois LEDs que pisquem em uma sequência de tempos previamente planejada pela 
equipe?
Tempo previsto
Uma aula.
4 Ver seção: “Estrutura mínima de um sketch do Arduino”.
// A função “loop” será executada de forma repetitiva, sempre que o equipamento estiver 
ligado.
void loop() {
 digitalWrite(led, HIGH); // Faz que o pino 13 fique no nível HIGH, ou seja, com 5 V, acen-
dendo o LED.
 delay(1000); // Aguarda 1 segundo (1000 milésimos de segundo)
 digitalWrite(led, LOW); // Faz que o pino 13 fique no nível LOW, ou seja, com 0 V, apa-
gando o LED
 delay(1000); 
}
ROBÓTICA – ENSINO FUNDAMENTAL – ANOS FINAIS
25
Figura 28 – Montagem do circuito para que dois LEDs possam piscar.
Como resolver o problema?
Material necessário
Arduino, protoboard,	2	resistores	de	330	Ω	ou	de	maior	valor	(faixas:	laranja,	laranja,	marrom,	
dourado), 3 fios jumpers e 2 LEDs.
Análise do circuito
Este circuito é o mesmo utilizado anteriormente, a única modificação é que o segundo LED será 
alimentado pelo pino 12 do Arduino.
Após a montagem do circuito, podem-se incentivar os estudantes a planejar uma sequência de 
acendimento dos LEDs. O desafio fica mais divertido quando eles pensam em acender e apagar os LEDs 
de forma independente, ou seja, nem sempre o acendimento de um LED é simultâneo ao de outro.
Após o planejamento da sequência, oriente-os a carregar novamente o programa exemplo Blink, 
da IDE do Arduino, e a fazer modificações nele a fim de realizar a sequência planejada. Logo eles per-
ceberão que, se a sequência é muito complexa, o programa também o será. O ideal é que eles pensem, 
inicialmente, em sequências simples e depois, aos poucos, planejem sequências mais complexas.
Código comentado
// Dois LEDs piscando em uma sequência
int ledPin1 = 12; // Declara uma variável para o LED1
int ledPin2 = 13; // Declara uma variável para o LED2
void setup() {
 pinMode(ledPin1, OUTPUT); //Configura o LED1 como uma saída
 pinMode(ledPin2, OUTPUT); //Configura o LED2 como uma saída
}
void loop()
{
26
Análise do código
Este novo código apresenta algumas novidades: inicialmente é preciso declarar mais uma variá-
vel, agora para o novo LED. Nafunção “void setup”, também se define o pino 12 como o de saída, 
no qual será ligado o novo LED.
No corpo da função “void loop”, há nova sequência de comandos que fazem que o LED1 e o 
LED2 acendam e apaguem respeitando certa lógica. Os códigos feitos pelos estudantes podem ter 
sequên cias diferentes desta apresentada aqui; o importante é que o código funcione conforme a 
equipe de trabalho planejou.
Como discutir os resultados?
Pode-se pedir às equipes de trabalho que mostrem para as demais como organizaram o programa 
para acendimento dos dois LEDs, destacando as dificuldades que sentiram durante o trabalho.
Este primeiro projeto tem o objetivo principal de familiarizar o grupo com a montagem de circui-
tos e a lógica de programação. A análise de resultados obtidos pode ser realizada com uma síntese 
do que foi aprendido.
Deve-se ressaltar que circuitos mal planejados e montados sem cuidado apresentam mais possi-
bilidades de não funcionar. Da mesma maneira, programas com erros de digitação e mal planejados 
na sua lógica sequencial conduzirão a resultados inesperados.
A conexão entre as atividades de robótica e os Cadernos de apoio ao 
Currículo do Estado de São Paulo 
O LED, além de muito durável, produz luz de forma bastante diversa da que faz uma lâm-
pada incandescente. Os LEDs emitem radiação luminosa com cores muito bem definidas, ao 
 digitalWrite(ledPin1, HIGH); //Envia sinal de 5 V no pino 11, acendendo o LED1
 digitalWrite(ledPin2, HIGH);// E no pino 12, para o LED2
 delay(250); // Aguarda 250 milissegundos
 digitalWrite(ledPin1, LOW); // Envia sinal de 0 V no pino 11, apagando o LED1
 digitalWrite(ledPin2, LOW); //E no pino 12, apagando o LED2
 delay(2000); //Aguarda 2 000 milissegundos 
 digitalWrite(ledPin1, HIGH); //Sinal de 5 V no pino 11, acende LED1
 delay(250); //Aguarda 250 ms
 digitalWrite(ledPin1, LOW); //Apaga LED1
 digitalWrite(ledPin2, HIGH);//Acende LED2
 delay(250); //Aguarda 250 milissegundos
 digitalWrite(ledPin2, LOW); //Apaga LED2
 delay(750); //Aguarda 750 milissegundos
}
ROBÓTICA – ENSINO FUNDAMENTAL – ANOS FINAIS
27
passo que as lâmpadas incandescentes emitem radiação luminosa e uma grande quantidade de 
radiação térmica, o que as faz ter baixa eficiência energética, ao contrário do LED, que pratica-
mente não desperdiça energia em forma de calor. Outra característica que particulariza o LED é que 
ele faz a emissão de luz em uma frequência de onda bastante específica, diferente das lâmpadas 
incandescentes, que emitem uma ampla gama de frequências.
Por conta dessas características, pode-se conectar o que foi aprendido, ao longo do trabalho 
neste projeto, com contextos e conceitos estudados em sala de aula, nos seguintes anos:
 a Ciências 8
o ano – volume 2: nas Situações de Aprendizagem 5 a 9, há possibilidade de tematizar 
o uso do LED ligado ao consumo de energia e sua eficiência. Por exemplo: quais são as vanta-
gens de utilizar uma lâmpada LED, em comparação com as lâmpadas incandescentes?
 a Ciências 9
o ano – volume 2: nas Situações de Aprendizagem 7 a 13, discute-se o mecanismo 
da produção de luz por um LED, em que comprimento de onda é bem definido. Uma lâmpada 
LED, ao contrário de uma lâmpada incandescente, emite luz em frequências bem definidas; o 
resultado é uma iluminação sem desperdício de energia. Uma lâmpada incandescente emite luz 
branca, composta por diversas frequências; quando se deseja uma cor específica, utiliza-se um 
filtro de cor, pintando-se, por exemplo, o bulbo da lâmpada de determinada cor. O resultado é 
que, ao emitir diversas frequências (cores) e só utilizar uma delas, o desperdício de energia 
é grande.
PROJETO 2: MONITORAMENTO DE FAIXA DE TEMPERATURA AMBIENTE
Problema a ser resolvido
É possível monitorar a temperatura de um ambiente e receber um aviso quando ela estiver fora 
da faixa de valores predefinidos?
Em diversas situações, fazer o monitoramento e controle de temperatura é bastante impor-
tante; por exemplo, no processo de fermentação para fazer iogurtes ou queijos industriais. Neste 
projeto a ideia é convidar os estudantes a montar um sistema que possa fazer o monitoramento 
de temperatura de um ambiente e que avise quando ela estiver fora de determinada faixa de 
temperatura.
Habilidades que se pretende que os estudantes desenvolvam
 a Montar e checar o circuito eletrônico.
 a Digitar e checar o código que controla o alarme.
 a Desenvolver procedimentos de teste de funcionamento do circuito e do programa que 
o controla.
 a Alterar o código para que o alarme funcione da forma desejada.
 a Trabalhar de forma cooperativa, em equipe.
 a Propor novos usos para os mesmos componentes eletrônicos.
28
Tempo previsto
Duas aulas.
Como resolver o problema?
Professor, pode-se introduzir o problema questionando os estudantes sobre as formas tradicio-
nais de se determinar uma temperatura. 
Se houver possibilidade, convide-os a medir temperaturas com o uso de termômetros 
convencionais. 
Em seguida, pode-se mostrar aos estudantes o termistor e explicar que se trata de um compo-
nente eletrônico sensível à temperatura.
Neste último caso, a resistência elétrica do componente varia em função da temperatura. Basi-
camente, pode-se resolver o problema utilizando esse componente ligado a um circuito elétrico.
Este circuito elétrico irá submeter o termistor a uma tensão (5 V) e, dependendo do valor da 
resistência, uma determinada corrente elétrica fluirá através dele. Conhecendo-se o valor da cor-
rente e sua relação com a temperatura, o problema estará resolvido!
Material necessário
Arduino, protoboard,	termistor	de	10	kΩ,	resistor	de	1	kΩ	(faixas:	marrom,	preto,	laranja,	dou-
rado), sonorizador piezoelétrico (buzzer) e 7 fios jumpers.
Para testar o funcionamento do monitor de temperatura, será importante ter formas de esfriar e 
aquecer o termistor. Sugere-se, por exemplo, colocar em contato com esse componente um frasco 
plástico com água congelada em seu interior para esfriá-lo, e um frasco com água quente em seu 
interior para aquecê-lo. 
Figura 29 – 
Montagem do circuito 
do monitor de faixa 
de temperatura.
ROBÓTICA – ENSINO FUNDAMENTAL – ANOS FINAIS
29
Análise do circuito
Podem-se observar alguns pontos importantes deste circuito. Um dos terminais do termistor 
está ligado ao 5 V e o outro está associado em série ao resistor, que, por sua vez, está conectado 
ao pino GND (terra), que equivale a 0 V. O resistor limita a passagem da corrente neste circuito. 
O buzzer tem um de seus terminais ligado ao pino 3, que irá alimentá-lo quando for o caso, e o outro 
ligado ao GND, para fechar o circuito.
Mas propõe-se algo mais elaborado: não se trata apenas de realizar a medida da temperatura; 
gostaríamos de monitorá-la e fazer disparar um alarme no caso de ela estar fora de uma faixa de 
temperatura preestabelecida (por exemplo, de 25 oC a 40 oC).
Após a digitação do código e sua transferência para o Arduino, pode-se monitorar a temperatura 
na tela do computador acionando o botão “Monitor da porta serial” (Serial monitor), na barra de 
botões da IDE do Arduino. Veja imagem a seguir.
Figura 30 – Barra de botões da IDE do Arduino. Em destaque, o botão do monitor da porta serial (Serial 
monitor) (http://arduino.cc).
Professor, você pode questionar os estudantes sobre como seria fazer essa tarefa de forma 
manual. Nesse caso, seria importante incentivá-los a descrever como seria fazer esse monitora-
mento passo a passo, pois isso será muito útil para que entendam e sejam capazes de planejar um 
código de programação. Um exemplo de rotina: 
 a Checar a temperatura no termômetro a cada 3 minutos.
 a Certificar-se se a temperatura está dentro ou fora do valor esperado.
 a Caso esteja dentro do valor esperado, nada deverá se feito.
 a Caso a temperatura esteja fora do intervalo, deve-se tomar uma providência, por exemplo, tocar 
uma sirene.
Após esse exercício, pode-se mostrar o código e pedir para que seja digitado na IDE do Arduino.
Atenção, a digitaçãodeve ser feita com cuidado e checada, de preferência, por outra pessoa, 
diferente da que fez a digitação. É bastante comum haver erros de digitação, o que impedirá a 
transferência do código para o Arduino.
30
Veja agora o código comentado, mas atenção: as letras maiúsculas que aparecem destacadas 
com o círculo não podem ser digitadas, pois são as referências para os comentários explicativos 
que virão logo a seguir.
Código comentado
// Monitoramento de faixa de temperatura ambiente
#include <Thermistor.h> A
//Define as temperaturas, em graus Celsius, máxima e mínima para a faixa que se pretende 
monitorar
#define TEMP_MAX 40 B
#define TEMP_MIN 25 
//Define o pino onde o buzzer vai estar conectado
#define buzzer 3 C
//Define o pino A0 para conectar o sensor de temperatura
Thermistor temp(0); D
void setup() 
{ 
//inicializa a porta serial
Serial.begin(9600); E
Serial.println(“Monitor de temperatura”); F
} 
void loop() 
{ 
int temperatura = temp.getTemp(); G
delay(2000); // Delay para garantir no mínimo 2 000 milissegundos (2 s)
 // entre cada uma das leituras 
if (temperatura > TEMP_MIN && temperatura < TEMP_MAX) 
{ 
noTone(buzzer); 
} 
else 
{ 
tone (buzzer,440,1000); 
Serial.println(“TEMPERATURA FORA DA FAIXA: ALARME!”); 
} H
Serial.print(“Temperatura: “); 
Serial.print(temperatura); 
Serial.println(“ oC\n”); I
}
ROBÓTICA – ENSINO FUNDAMENTAL – ANOS FINAIS
31
Figura 31 – Tela do Serial monitor da IDE do Arduino mostrando o 
monitoramento da temperatura ambiente (http://arduino.cc).
Análise do código
A Faz a inclusão de uma biblioteca chamada “Thermistor.h”, que contém comandos pré-pro-
gramados que facilitam o uso do termistor5.
B Observe que as temperaturas mínima e máxima que formam a faixa que se deseja monitorar 
são definidas, em graus Celsius, nesta parte do código.
C Define-se no código que o buzzer está ligado ao pino digital 3. Este pino é uma saída PWM 
que pode emitir um sinal pulsado para que se tenha um toque de alarme com uma frequência espe-
cífica, no caso 440 Hz. Observe que as saídas 5, 6, 9, 10 e 11 também são PWM.
D Define-se o pino A0 como a entrada de dados do termistor. O Arduino monitorará o sinal do 
termistor por esse pino.
E Com este comando inicia-se a comunicação pela porta serial. O número 9 600 se refere à 
velocidade de comunicação dos dados entre o Arduino e o computador; são 9 600 bits por segundo.
F O comando “Serial.println” (“Monitor de temperatura”) envia a mensagem que está entre 
aspas para ser impressa pela porta serial. Essa mensagem aparecerá no Serial monitor sempre que o 
programa for inicializado.
G O comando “temp.getTemp()” faz a leitura da temperatura por meio da leitura na porta A0 e 
armazena este valor na variável temperatura. Note que esse comando está dentro da estrutura do looping, 
portanto ele será realizado de forma repetitiva enquanto o programa estiver em funcionamento.
H Note que neste bloco do programa há uma estrutura conhecida como “if/else”. Neste caso, o 
comando “if” verifica simultaneamente duas condições: se a variável temperatura tem valor maior 
que o valor de “TEMP_MIN, e (&&)” se a variável temperatura tem valor menor do que “TEMP_MAX”. 
5 Consulte o site do Arduino (http://arduino.cc) para saber mais sobre bibliotecas e sua instalação.
Robótica_EFII_CP_0032
32
 a Em caso de resposta verdadeira para ambos os testes, o programa executa a função “noTone”, 
que significa que nada será enviado ao buzzer.
 a Em caso de resposta falsa para qualquer um dos testes, o programa executa o que está no bloco 
“else”, ou seja, a função “tone” (buzzer,440,1000) que executa um som de 440 Hz de frequência 
por 1 000 ms (1 segundo) no pino onde estão ligados o buzzer e o comando de impressão que 
escreve na tela a mensagem: “TEMPERATURA FORA DA FAIXA: ALARME!”.
I Após a realização do teste condicional “if/else”, o programa imprime na tela (do Serial moni-
tor) a temperatura em oC. O comando “\n” faz que uma linha seja pulada para imprimir a próxima 
leitura de temperatura na linha abaixo da linha anterior.
Como discutir os resultados?
Pode-se estimular os estudantes a realizar pequenas alterações no código e no circuito, a fim de:
 a Alterar a faixa de temperatura a ser monitorada.
 a Alterar a frequência com que o buzzer toca – a faixa de frequência audível vai de 20 a 20.000 Hz.
 a Alterar as frases que são impressas na tela.
 a Alterar os pinos de saída e entrada utilizados no Arduino etc.
A ideia é estimulá-los a apropriar-se do código e do circuito, fazendo alterações neles e testan-
do-as posteriormente.
Além disso, pode-se estimulá-los a realizar uma síntese da lógica de funcionamento do pro-
grama; veja um exemplo na imagem a seguir.
 Figura 32 – Esquema de sequência de funcionamento do software para o monitoramento de temperatura.
Imprimir temperatura na tela
Sim
Iniciar loop
Não
Imprimir mensagem 
Alarme!
Deinir faixa de 
temperatura
Medir temperatura
Está dentro da faixa de 
temperatura
Aguardar um pequeno 
tempo
Aguardar um pequeno 
tempo
Tocar alarme
Repetir rotina Repetir rotina
ROBÓTICA – ENSINO FUNDAMENTAL – ANOS FINAIS
33
A conexão entre as atividades de robótica e os Cadernos de apoio ao 
Currículo do Estado de São Paulo 
Professor, o controle de temperatura de processos de fabricação em geral é de fundamental 
importância. Alguns exemplos são: fabricação de materiais cerâmicos, culturas de plantas em 
ambientes controlados, controle de temperatura de operação em motores de automóveis etc. 
Pode-se estimular os estudantes a pensar no controle de temperatura necessário para processos 
que foram trabalhados no âmbito das aulas de Ciências. Como já citado anteriormente, um exemplo 
é a fabricação de queijos.
Também pode-se estimular os estudantes a fazer modificações no projeto, a fim de que, em 
vez de tocar o alarme, o sistema possa atuar, por exemplo, ligando uma sequência de LEDs, que 
vai gradativamente indicando o aquecimento de uma substância. Um sistema como o que foi pro-
posto neste projeto pode ser adaptado para o controle de sistemas de refrigeração ou aquecimento. 
Exemplos: otimização do uso de aparelhos de ar-condicionado, economia de energia etc.
Por conta dessas características, pode-se conectar o que foi aprendido, ao longo do trabalho 
neste projeto, com contextos e conceitos estudados em sala de aula, nos seguintes anos:
 a Ciências 7
o ano – volume 2: particularmente, a Situação de Aprendizagem 2 propõe investigar 
os diferentes métodos de conservação de alimentos. Uma maneira de fazer a conservação de 
alimentos é mantendo-os frescos com sistemas de refrigeração. Tais sistemas de refrigeração 
precisam fazer controles de temperatura. Pode-se relacionar esse tema aos aprendizados con-
quistados ao longo da realização deste projeto.
 a Ciências 8
o ano – volume 2: nas Situações de Aprendizagem 5 a 9, há a possibilidade de temati-
zar o uso do monitoramento de temperatura ligado à otimização do uso de sistemas de refrige-
ração, que impactam o consumo de energia.
 a Ciências 9
o ano – volume 1: na Situação de Aprendizagem 1, utiliza-se um termistor no projeto – 
componente eletrônico que, ao ser aquecido, altera uma propriedade de seu material, a resis-
tência elétrica. Essa interessante propriedade pode ser discutida no âmbito do trabalho com as 
propriedades dos materiais, estudadas nessa Situação de Aprendizagem.
PROJETO 3: MEDIR A DIMINUIÇÃO DE LUZ NATURAL E PROMOVER O 
ACENDIMENTO GRADATIVO DE ILUMINAÇÃO ARTIFICIAL
Professor, pode-se introduzir o problema questionando os estudantes sobre o que eles sabem 
sobre o acionamento da iluminação pública de ruas. 
De forma geral, as luminárias são equipadas com um sensor, do tipo LDR, que detecta a queda 
na intensidade da luz natural e liga, de forma automática, as lâmpadas das luminárias ao cair 
da noite. Pode-se problematizar a eficiência desse sistema, conduzindo uma discussão sobreformas mais inteligentes de funcionamento. Neste caso, a queda de luz natural será compensada 
com o acendimento gradativo da luz artificial.
34
Problema a ser resolvido
É possível construir um sistema que compense gradativamente a queda de luz natural?
Habilidades que se pretende que os estudantes desenvolvam
 a Montar e checar o circuito eletrônico.
 a Digitar e checar o código que monitora a luminosidade.
 a Desenvolver procedimento de testes de funcionamento.
 a Definir parâmetros de funcionamento do equipamento.
 a Alterar o código para que a compensação de luz funcione da forma desejada.
 a Trabalhar de forma cooperativa em equipe.
 a Propor novos usos e possibilidades utilizando os mesmos componentes eletrônicos.
Tempo previsto
Duas aulas.
Como resolver o problema?
Depois de feita a problematização em torno da questão do acionamento da iluminação pública, 
pode-se mostrar aos estudantes o LDR e explicar que se trata de um componente eletrônico sensível 
à luz.
Neste caso, a resistência elétrica do componente varia em função da intensidade da luz do 
ambiente. Basicamente, o problema pode ser resolvido utilizando esse componente ligado a um 
circuito elétrico.
Esse circuito elétrico submeterá o LDR a uma tensão (5 V) e, dependendo do valor da intensi-
dade da luz, determinada corrente elétrica fluirá através dele. Conhecendo o valor da corrente e 
sua relação com a intensidade de luz, pode-se encaminhar a solução do problema.
Neste projeto, será utilizado um LED para simular as lâmpadas do ambiente que seria ilumi-
nado. Para utilizar lâmpadas de maior potência, seria preciso fazer o Arduino alimentar a base de 
um transistor de potência, que por sua vez proveria a lâmpada ligada à rede elétrica do ambiente. 
Considera-se completamente inadequado utilizar lâmpadas ligadas à rede elétrica, pois é muito 
perigoso operar com tais níveis de tensão elétrica.
Material necessário
Arduino, protoboard,	LDR,	resistor	de	1	kΩ	(faixas:	marrom,	preto,	vermelho,	dourado),	resistor	
de	220	Ω	(faixas:	vermelho,	vermelho,	marrom,	dourado),	LED	e	4	fios	jumpers.
ROBÓTICA – ENSINO FUNDAMENTAL – ANOS FINAIS
35
Figura 33 – Montagem do circuito de compensação da iluminação natural.
Análise do circuito
Pode-se observar alguns pontos relevantes nesta montagem. Primeiro, é importante notar que 
são dois circuitos independentes. Um deles é o circuito que detecta a intensidade da luz e o outro 
circuito é responsável por acender o LED.
No circuito que mede a intensidade de luz, um dos terminais do LDR está ligado ao pino GND 
(terra), que equivale a 0 V, e o outro está ligado em série ao resistor, que por sua vez está conectado 
ao pino 5 V. O sinal que será medido na entrada analógica A0 é a tensão elétrica entre os terminais 
do LDR. O resistor limita a passagem da corrente nesse circuito, protegendo o LDR de sobrecarga.
O outro circuito é composto por um LED, ligado em série a um resistor. Um dos terminais do 
resistor está conectado ao pino GND e o outro, a um dos terminais do resistor. O outro terminal 
do resistor está ligado ao pino 11, que, por ser do tipo PWM, pode oferecer tensões variáveis num 
intervalo de 0 a 5 V. O valor de tensão que alimentará o LED será definido em função da luminosi-
dade	natural	do	ambiente.	Quando	a	luminosidade	natural	diminuir,	a	intensidade	com	que	brilha	
o LED irá aumentar.
Pode-se questionar os estudantes sobre como seria fazer essa tarefa de forma manual. Nesse 
caso, seria importante incentivá-los a descrever como fariam este monitoramento passo a passo. 
Por exemplo: 
 a Checar a luminosidade com uma determinada periodicidade.
 a Avaliar se a luz natural é suficiente.
 a Em caso afirmativo, nada deverá ser feito.
 a Caso não seja, será preciso ligar luzes artificiais gradativamente.
 a Na manhã seguinte, quando nascer o Sol, a luz deverá ser apagada.
36
Após esse exercício, pode-se mostrar o código e pedir que o digitem na IDE do Arduino.
Lembre-se de que este é um ponto que exige cuidado e paciência, pois, se digitarem o código 
equivocadamente, o projeto não segue adiante.
Código comentado
// Compensador de luz natural
int intensLum; // Declara variável que armazena o valor da luminosidade
int ledPin = 11; // Declara variável que determina o pino onde estará
 // ligado o LED
void setup() {
 Serial.begin(9600); // Inicia porta serial na velocidade de 9 600 bits por
 // segundo
 pinMode(ledPin, OUTPUT); // Define o pino do LED como saída de dados
}
// inicia rotina loop
void loop() {
intensLum = analogRead(A0); // Armazena valor lido na porta A0 na variável
 // intensLum A 
//Serial.println(intensLum); // TIRAR as barras no início da linha para 
 // calibrar o LDR. Imprime na tela do Serial 
 // monitor o valor lido no LDR
if(intensLum < 810) // Faz um teste condicional: quando a intensidade de luz for
 // suficiente, mantenha a luz apagada B 
 {
 digitalWrite(ledPin, LOW); // LED apagado
 }
			else							//	Quando	a	intensidade	cai	abaixo	do	valor	definido		
 {
 analogWrite(ledPin, ((intensLum-800)*1.13)); //Envia um sinal no pino do LED C 
 //com intensidade que varia
 //conforme a luminosidade 
 }
delay(200); // Aguarda 0,2 segundo e executa o loop novamente
}
Análise do código
Serão analisados apenas os pontos que diferenciam este código dos anteriores.
A Logo após o comando “analogRead(A0)”, que faz o Arduino ler a intensidade de tensão no 
LDR, há a seguinte linha de comando: “Serial.println(intensLum)”, que está com uma dupla barra 
na frente (“//”), portanto ela não é executada, pois o programa a interpreta como um comentário. 
ROBÓTICA – ENSINO FUNDAMENTAL – ANOS FINAIS
37
Essa linha, porém, sem a dupla barra no início, será bastante útil para que seja possível monitorar o 
valor desta variável em diferentes condições de intensidade luminosa, fazendo o procedimento de 
calibragem do sensor LDR. Mais adiante se falará desse procedimento de calibragem.
B Utiliza-se novamente a estrutura de comandos “if/else” para fazer um teste condicional. 
Nesse caso, se o valor da leitura do pino A0 for menor que 810 (valor definido no procedimento 
de calibragem), o comando dentro das chaves define que o LED deve ficar apagado, mas caso seja 
maior, significando que a iluminação natural do ambiente já atingiu um nível que pede por uma 
iluminação artificial, o programa executará o que se segue ao comando “else”, entre chaves.
C A função “analogWrite(ledPin, ((intensLum-800)*1.13))” faz o Arduino definir um valor de 
tensão no pino de saída onde está ligado o LED (“ledPin”). Esse valor será definido em função da 
intensidade	luminosa,	como	pode	ser	visto	na	expressão	matemática:	(intensLum	–	800)	∙	1,13.	
Esse valor deve variar entre 0 e 255, que equivale a 0 e 5 V, respectivamente. Portanto, quando o 
resultado do cálculo for 255, o LED terá o maior brilho possível.
Veja um exemplo: quando o LDR estiver no escuro, com total ausência de luz, a leitura do LDR no 
pino A0 será de 1 024. Ao executar a linha de código, o programa fará o seguinte cálculo: (1 024 - 
800)	∙	1,13	=	253,12.	Ou	seja,	o	Arduino	enviará	para	o	pino	11	um	valor	inteiro	mais	próximo	deste,	
254, que resultará em praticamente o máximo brilho do LED.
Calibragem
A expressão matemática utilizada no programa, bem como os seus valores, foi definida a partir da 
calibragem do LDR. Em diversos casos, quando se utiliza um sensor analógico, como nesse caso, é preciso 
conhecer os valores mínimos e máximos que ele produz. Esses valores definem seu intervalo de operação.
Aqui, esse intervalo será utilizadopara comandar o valor de tensão que alimentará o LED. No 
entanto, como o intervalo de valores de operação do LDR é diferente do de operação do LED, a expres-
são matemática faz a conversão do valor lido no LDR para o valor que alimentará o LED.
A imagem a seguir mostra o procedimento de calibragem. O LDR deve ser colocado nas condições 
extremas de iluminação do ambiente. Com o Serial monitor ligado, é possível ler os valores máximo e 
mínimo que definem o intervalo de operação.
Figura 34 – Calibragem 
do LDR: circuito com 
sensor exposto em 
condições de máxima 
e mínima iluminação 
natural, para a definição 
do intervalo de valores 
lidos pelo Arduino.
Serial monitor
Iluminação natural
Máxima Mínima
800 1 024
LDR
Protoboard
LDR
Protoboard
38
Como discutir os resultados?
Pode-se estimular os estudantes a realizar pequenas alterações no código e no circuito, a fim de:
 a Alterar a faixa de operação do LDR.
 a Alterar os pinos de saída e entrada utilizados no Arduino.
 a Realizar a calibragem do LDR em diferentes ambientes.
 a Perceber que o circuito é capaz de “sentir” o ambiente e atuar sobre ele.
A ideia é estimulá-los a apropriar-se do código e do circuito, fazendo alterações neles e testando-
-as posteriormente.
 Para conhecer os valores máximo e mínimo produzidos pelo LDR, faça o seguinte:
 a 1
o passo: leve o circuito com o computador para o ponto mais claro do ambiente que se deseja 
calibrar. Lembre-se de expor a face superior do LDR diretamente à luz natural. Observe na janela 
aberta na tela do computador pelo Serial monitor o menor valor e anote-o. 
 a 2
o passo: agora leve o conjunto circuito-computador para o local mais escuro do ambiente (se 
preciso, feche as cortinas e apague as luzes). Observe o maior valor na tela do Serial monitor 
e anote-o.
Uma vez definida a faixa de operação do sensor, pode-se fazer a conversão entre escalas. Nesse 
caso, dispõe-se dos valores máximo e mínimo da faixa de operação do LDR e do LED e quer-se converter 
um valor qualquer da escala LDR, y, para um valor equivalente na escala LED, x. Poderá ser feita uma 
regra de proporção. Assim:
C 
=
 D
A B
1 024 – 800 
=
 255 – 0
 y – 800 x – 0
224	∙	x	=	(y	–	800)	∙	255
x =
		(y	–	800)	∙	255
 224
x	=	(y	–	800)	∙	1,13
LDR
y
C
1 024
A
255
B
800
D
0
LED
x
Como y equivale à intensidade luminosa, a expressão utilizada no programa foi:
Intensidade do LED = ((intensLum-800)•1,13) 
ROBÓTICA – ENSINO FUNDAMENTAL – ANOS FINAIS
39
A conexão entre as atividades de robótica e os Cadernos de apoio ao 
Currículo do Estado de São Paulo
O método utilizado neste projeto, produzir um sinal que se altera gradativamente (tensão no LED) 
em função da alteração de outro sinal (intensidade luminosa do ambiente), pode ser transferido para 
o sensor de temperatura, por exemplo, ou ainda para qualquer outro processo que exija controle.
O monitoramento de luminosidade, temperatura, umidade do ar e outros, como um dado de 
entrada, e o controle que pode ser exercido a partir desses dados tornam a utilização de sistemas 
desse tipo muito ampla e com possibilidades de aplicação igualmente amplas.
Por conta dessas características, pode-se conectar o que foi aprendido, ao longo do trabalho 
neste projeto, com contextos e conceitos estudados em sala de aula, nos seguintes anos:
 a Ciências 7
o ano – volume 2: a Situação de Aprendizagem 2 propõe investigar os diferentes méto-
dos de conservação de alimentos. Uma maneira de fazê-lo é mantendo os alimentos isolados da 
luz. Pode-se relacionar este tema aos aprendizados conquistados ao longo da realização deste 
projeto. Como monitorar a iluminação de um ambiente?
 a Ciências 8
o ano – volume 2: nas Situações de Aprendizagem 5 a 9, há possibilidade de discutir o 
uso do monitoramento de intensidade luminosa para a otimização dos sistemas de iluminação, 
o que impacta o consumo de energia.
 a Ciências 9
o ano – volume 1: na Situação de Aprendizagem 1, utiliza-se no projeto um LDR – com-
ponente eletrônico que, ao receber luz, altera uma propriedade de seu material, a resistência 
elétrica. Essa interessante propriedade pode ser discutida no âmbito do trabalho com as pro-
priedades dos materiais estudadas nessa Situação de Aprendizagem.
PROJETO 4: MEDIDA DE TREMOR DE TERRA (SISMÓGRAFO)
Professor, inicie este projeto perguntando aos estudantes o que eles sabem a respeito de ter-
remotos. Ao longo da discussão, podem-se questioná-los se eles acham que é possível prever a 
ocorrência deles. Para finalizar essa introdução, lança-se o desafio.
Problema a ser resolvido
É possível construir um dispositivo capaz de monitorar os tremores de terra?
Habilidades que se pretende que os estudantes desenvolvam
 a Montar e checar o circuito eletrônico que pode medir as vibrações de um terreno.
 a Digitar e checar o código que monitora níveis de vibração do terreno.
 a Construir uma escala de níveis de tremor de terra.
 a Alterar o código para que a montagem funcione conforme a calibragem.
 a Propor novos usos e possibilidades utilizando os mesmos componentes eletrônicos.
40
Tempo previsto
Duas aulas.
Como resolver o problema?
Após a problematização inicial, pode-se apresentar aos estudantes o sonorizador piezo. Esse 
dispositivo é feito de um material piezoelétrico que, ao ser deformado mecanicamente, gera uma 
tensão elétrica. Por conta dessa propriedade, esse dispositivo pode ser utilizado para monitorar 
movimentos. Neste caso particular, se o dispositivo é colocado de forma conveniente entre rochas 
que estão no solo, quando elas se movimentarem, em razão do movimento da terra, irão transferir 
essa oscilação ao dispositivo, permitindo que se meça a intensidade do tremor. Ao ajustar a sen-
sibilidade da medida, é possível detectar desde pequenos tremores até aqueles de maior intensi-
dade. Um circuito que utilize esse sonorizador piezo ligado a uma entrada analógica do Arduino 
pode resolver o problema. Um dispositivo como esse simula o funcionamento de um sismógrafo: 
equipamento que detecta abalos sísmicos.
Figura 35 – Montagem do circuito do sismógrafo.
ROBÓTICA – ENSINO FUNDAMENTAL – ANOS FINAIS
41
Material necessário
Arduino, protoboard,	sonorizador	piezo,	resistor	de	1	MΩ	(faixas:	marrom,	preto,	verde,	dou-
rado),	3	resistores	de	330	Ω	(faixas:	laranja,	laranja,	marrom,	dourado),	3	LEDs	e	7	fios	jumpers.
Após a montagem do circuito, o código a seguir deverá ser digitado.
Código comentado
//Sismógrafo - mede tremores de terra
int intensidade; //Variável que irá guardar valor do sensor piezo
int ledPin1 = 6; //Pinos onde estão ligados os LEDs indicadores de
int ledPin2 = 5; //Intensidade do tremor
int ledPin3 = 4;
void setup() {
 
 Serial.begin(9600);
 pinMode(ledPin1, OUTPUT);
 pinMode(ledPin2, OUTPUT);
 pinMode(ledPin3, OUTPUT);
}
void loop() {
 //Faz leitura do valor do sensor piezo
 intensidade = analogRead(A0);
 //Apaga todos os LEDs
 digitalWrite(ledPin1, LOW);
 digitalWrite(ledPin2, LOW); 
 digitalWrite(ledPin3, LOW);
 
 //Caso a intensidade do tremor seja grande, acende os três LEDs
 if(intensidade > 900)
 {
 digitalWrite(ledPin1, HIGH);
 digitalWrite(ledPin2, HIGH); 
 digitalWrite(ledPin3, HIGH);
 delay(200);
 
 }else{
 //Caso a intensidade do tremor seja média, acende os dois
 // primeiros LEDs
 if(intensidade > 600)
 {
 digitalWrite(ledPin1, HIGH);
 digitalWrite(ledPin2, HIGH); 
 digitalWrite(ledPin3, LOW);
42
Análise do código
Este código utiliza estruturas “if/else” encadeadas. Um primeiro teste condicional é feito; caso 
sua resposta seja falsa, um segundo teste condicional será feito; em caso de resposta falsa, um ter-
ceiro e último teste condicional é feito. Esses três testes encadeados servem para escalonar o nível 
de	intensidade	da	batida	identificada	no	sonorizador	piezo.	Quando	a	batida	é	forte,	o	primeiro	
teste responde verdadeiro, então todos os três LEDs se acendem; quando a batida é média, apenas