Como funcionam os módulos sensores do meu Climate Action Kit?

Todo sensor e módulo de saída do seu Climate Action Kit se conecta ao mesmo hub (a breakout board) e fala a mesma linguagem (Jacdac), então, depois que você entender um módulo, os demais seguem o mesmo padrão.

Aqui vai a versão resumida de cada módulo: o que ele sente, como ele sente e o que você faz no MakeCode.

Antes de começar: o padrão que vale para todos os módulos

1. Conecte o módulo a uma porta da breakout board usando um dos cabos do kit. Os cabos e as portas não têm polaridade fixa, então podem ser encaixados nos dois sentidos.
2. Ligue a breakout board e confirme que um micro:bit V2 está encaixado no conector de borda. O kit não funciona com um micro:bit V1 — veja "Por que o Climate Action Kit só funciona com o micro:bit v2?".
3. No MakeCode, adicione nossa extensão Forward Education (veja "Como adicionar a Extensão Forward EDU no MakeCode"). As categorias de blocos fwdSensors, fwdMotors e fwdLights aparecem na caixa de ferramentas.
4. Arraste o bloco correspondente ao seu módulo, faça o download para o micro:bit e emparelhe quando solicitado.

Como os módulos são dispositivos Jacdac, eles se identificam para a placa — você não precisa informar ao seu código qual porta usou. Se você tiver mais de um módulo igual, os blocos são numerados (por exemplo, soilMoisture1, dial1, ledRing1).

A breakout board — o hub onde tudo se conecta

Uma breakout board é uma placa de circuito que "distribui" o pequeno conector de borda do micro:bit em portas de tamanho normal e rotuladas, nas quais você pode conectar componentes com segurança.

A breakout board é o hub de todo projeto do Climate Action Kit. O micro:bit se encaixa no conector de borda, e a placa transmite as instruções do seu código para os sensores e motores, além de trazer de volta as leituras dos sensores. Ela foi feita para ser programada com nossa extensão no MakeCode (página do produto).

A placa funciona com uma bateria de íon-lítio recarregável de 3,7 V e 1500 mAh, que carrega via micro USB, e oferece 4 portas de sensor, 3 portas de motor e 1 porta para a bomba de água, para uso com o micro:bit V2 ou mais recente. Os sensores vão nas portas de sensor, os servomotores vão nas portas de motor, e a bomba de água vai na porta da bomba de água — as portas não são intercambiáveis (Breakout Board & Components).

Dica para a sala de aula: a placa também é a fonte de energia dos módulos, então, se vários sensores ficarem "mudos" ao mesmo tempo, carregue a placa antes de investigar qualquer outra coisa. Veja "Quanto tempo dura a bateria da Breakout Board do Climate Action Kit?"

Sensor solar (de luz)

O conceito. A luz incidindo sobre uma célula solar produz uma pequena saída elétrica — mais luz, mais saída. É exatamente assim que um painel solar funciona, o que faz deste módulo uma boa ponte entre aulas de programação e de energia renovável.

Na prática. O módulo informa um nível de luz que seu código pode comparar com um valor. No exemplo da nossa extensão, um anel de LED fica vermelho quando o nível de luz cai para 40.

Dica para a sala de aula: peça aos alunos que leiam o valor primeiro em um bloco show number e caminhem pela sala — janela, corredor, debaixo de uma mesa — para que escolham um limiar adequado à sua sala, em vez de um valor tirado de uma folha de exercícios.

Sensor de umidade do solo

O conceito. A água altera a facilidade com que a eletricidade passa pelo solo. A sonda mede essa alteração e a converte em um nível de umidade — um vaso seco registra um valor baixo, um vaso recém-regado registra um valor alto.

O módulo detecta a porcentagem de umidade em um determinado meio, tem duas portas de cabo reversíveis e funciona com qualquer um dos nossos Climate Action Kits (página do produto do sensor de umidade). Não vendemos essa peça de reposição on-line — entre em contato com a gente e resolvemos isso para você.

Na prática. O bloco mais usado faz uma pergunta de sim/não — a umidade está além de um limiar, abaixo ou acima? — o que é perfeito para um bloco if. Esse é o nosso exemplo de rega automática: quando o solo cai abaixo de 15, a bomba funciona em pulsos até a leitura passar de 42.

Dica para a sala de aula: insira a sonda a uma profundidade consistente. Dois grupos com o mesmo solo podem obter números diferentes simplesmente porque um empurrou a sonda mais para dentro. Mantenha a parte eletrônica seca.

Sensor seguidor de linha (reflectância infravermelha)

O conceito. O módulo emite luz infravermelha para baixo, em direção à superfície, e mede quanto dessa luz retorna refletida. Uma superfície clara reflete muito; uma linha preta e opaca reflete muito pouco. Ele usa três sensores fotoelétricos de luz refletida, então seu robô consegue identificar se a linha está sob a esquerda, o centro ou a direita do módulo e ajustar a direção de acordo. No conteúdo do kit, ele aparece listado como sensor infravermelho, fornecido com um rodízio (ball caster).

Na prática. Monte-o voltado para o piso, a poucos milímetros da superfície, e combine-o com os blocos de direção (fwdMotors.setupDriving, drive, turn, stop) para que o robô corrija seu rumo quando a linha se afastar do centro.

Dica para a sala de aula: a iluminação e a fita adesiva importam mais do que o código. Pisos brilhantes, fitas com acabamento glossy e uma faixa de luz solar sobre a pista alteram as leituras. Se um robô sair do curso, veja "Por que o robô seguidor de linha está saindo do curso?" antes de reescrever o programa.

Sensor de sonar (distância)

O conceito. O sonar funciona por eco, da mesma forma que um morcego se orienta no escuro: o módulo emite um pulso de ultrassom (um som muito agudo para nós ouvirmos), espera que ele bata em algo na frente e mede quanto tempo o eco leva para voltar. Quanto maior a espera, mais distante está o objeto.

O módulo mede distância, tem duas portas de cabo reversíveis e funciona com qualquer um dos nossos kits (página do produto do sensor de sonar). Assim como o sensor de umidade, não vendemos essa peça de reposição on-line — contate-nos se precisar de uma (peça FE-04-0008). Também há um pequeno vídeo de configuração na nossa página de tutorial do sensor de sonar.

Na prática. A leitura é uma distância em metros, então um valor de 0.5 significa meio metro — não 50. Você pode ler a distância bruta com fwdSensors.sonar1.fwdDistance(), ou fazer a pergunta de sim/não por limiar que se encaixa em um bloco if:

if (fwdSensors.sonar1.fwdDistancePastThreshold(0.5, fwdEnums.OverUnder.Under)) {
    fwdMotors.stop()
}

Esse é o padrão do nosso exemplo de veículo autônomo: quando o sonar detecta um obstáculo a menos de 0,5 m, o veículo para, gira para mudar de direção e dá marcha à ré. Outro exemplo mapeia distâncias de 0 a 2,5 m nos oito pixels do anel de LED, o que é uma boa forma de tornar a leitura visível.

Dica para a sala de aula: aponte o sensor para algo plano e sólido quando os alunos estiverem testando. Objetos moles, em ângulo ou muito estreitos dispersam o eco e geram leituras instáveis — uma mão ou um pedaço de papelão funciona muito melhor do que a perna de uma cadeira. O sonar aparece em aulas da Learning Platform, como as de postes inteligentes e veículos inteligentes de armazém, nas quais os alunos definem sua própria distância de disparo.

Sensor de toque

O conceito. Este é um sensor capacitivo: ele detecta a pequena alteração elétrica que o seu dedo provoca ao se aproximar da área sensível, em vez de depender de um interruptor mecânico sendo pressionado. Isso significa que não há partes móveis para desgastar — e ele pode ser acionado mesmo através de uma camada fina, como papel ou papelão de prototipagem.

Na prática. Ele se comporta como um botão no código, com eventos separados de pressionar e soltar.

Dica para a sala de aula: use o evento de soltar (released), em vez de pressionar (pressed), para ações que os alunos não devem conseguir disparar repetidamente ao manter o dedo sobre a área sensível.

Dial (encoder rotativo)

O conceito. Um encoder rotativo é um botão giratório que informa movimento, não posição: cada clique de rotação envia um evento dizendo "um passo no sentido horário" ou "um passo no sentido anti-horário". Diferente de um botão de volume com limites de fim de curso, ele gira indefinidamente — então é o seu código que mantém o total acumulado. O módulo também inclui um botão de pressão (Pitsco).

Na prática. O evento fornece um valor difference — quantos passos foram girados —, que você soma ao que estiver controlando.

Dica para a sala de aula: o dial é a forma mais rápida de permitir que os alunos ajustem um projeto em tempo real — um limiar, uma velocidade, um brilho — sem precisar baixar o código novamente a cada vez.

Anel de LED

O conceito. O anel contém 8 LEDs endereçáveis WS2812b (Pitsco). "Endereçável" significa que cada LED tem seu próprio endereço em uma única linha de dados, então um único cabo pode controlar a cor e o brilho de cada pixel de forma independente — ideal para painéis de status, visualização de dados e alarmes.

Na prática. O bloco mais simples define todos os pixels com uma única cor, informada como um valor hexadecimal (0xff0000 é vermelho, 0x000000 é apagado):

fwdLights.ledRing1.setAllPixelsColor(0xff0000)

Dica para a sala de aula: peça aos alunos que transformem um número em cor — verde quando uma leitura está saudável, vermelho quando não está. Isso torna um valor de sensor, que seria invisível, evidente do outro lado da sala durante demonstrações.

Se um módulo não responder

1. Verifique se o cabo está totalmente encaixado nas duas pontas e tente uma porta diferente.
2. Confirme que a breakout board está carregada e ligada, e que o micro:bit está totalmente encaixado.
3. Faça o download do seu programa novamente e emparelhe o micro:bit outra vez — depois de uma atualização de firmware ou de extensão, muitas vezes os alunos precisam emparelhar novamente. Veja "Emparelhando seu micro:bit no MakeCode".
4. Verifique se você está com a versão mais recente da extensão — veja "Estou com a versão mais recente dos blocos de código da Forward Education?"
5. Ainda com problemas? Estamos aqui para ajudar — veja "Como entro em contato com o suporte?"

Para onde ir a seguir

• Explore os exemplos e a referência de blocos da nossa extensão em pxt-fwd-edu no MakeCode.
• Assista aos nossos vídeos curtos de configuração de cada módulo na página de tutoriais.
• O código-fonte dos blocos está na nossa organização climate-action-kits no GitHub.
• Os planos de aula que usam cada módulo estão na Learning Platform — veja "Como acesso as aulas do Climate Action Kit?"
• Módulos de reposição e fotos completas dos módulos estão disponíveis na nossa loja — por exemplo, o sensor de umidade, o sensor de sonar e a breakout board.