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Pano de ensino Conceito de engenharia Kit Mindstorms
Engenharia Unificada IAula 01: Introdução, conceito de engenharia, kit
Mindstorms
Prof. Dr. Juan C. Cutipa Luque
Engenharia AeroespacialUniversidade Federal do ABC
06 de junho, 2016
Prof. Dr. Juan C. Cutipa Luque CECS
Pano de ensino Conceito de engenharia Kit Mindstorms
Conteúdo
1 Pano de ensino
2 Conceito de engenharia
3 Kit Mindstorms
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Pano de ensino Conceito de engenharia Kit Mindstorms
Dados gerais da disciplina
Código: DAESTO900-13SB (Diurno) e DAESTO900-13SB (Noturno)
Disciplina (0,3,5)
Número de créditos: 03
Carga horária: 12 aulas por trimestre (uma aula de 03 horas, umavez por semana, 12 semanas)
A disciplina será oferecida a todos os alunos ingressantes, a partirdo quinto trimestre, sendo optativa a todas às carreiras, eobrigatória às carreiras de engenharia.
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Objetivos
Objetivos geraisApresentar uma introdução às engenharias com ênfase nos cursosoferecidos pela UFABC, suas interconexões com a tecnologia, ainterdisciplinaridade e com o método de projeto utilizado em engenharia.Ao final da disciplina, espera-se que o aluno seja capaz de reconhecer eintegrar as diversas áreas de atuação de carreiras tecnológicas, suaevolução temporal e esteja apto a discutir os desafios contemporâneosno contexto de inovação e tecnologia.Objetivos específicosApresentar uma metodologia de trabalho baseada em quatro elementos:o conceito CDIO o Método de Projeto de Engenharia, Exercícios deLaboratório e um projeto final em grupo.O objetivo principal do conceito CDIO é introduzir, ensinar e utilizarhabilidades necessárias durante as 4 etapas do ciclo dedesenvolvimento de um projeto interdisciplinar.Apresentar e discutir habilidades adicionais decisivas no sucessopessoal e de equipe em um ambiente de engenharia: comunicaçãotécnica, trabalho em equipe e administração de projetos.
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Ementa
Apresenta os princípios e métodos de engenharia e suas inter-relaçõese aplicações, através de aulas, palestras, projetos e laboratórios. Deveenvolver mecânica dos fluidos, transferência de calor, materiais,estruturas, controle, circuitos, propulsão, informação, softwares, etc. Osassuntos deverão ser apresentados na forma de tópicos e serãodesenvolvidos projetos simples, sobre supervisão dos professores,envolvendo temas das diversas áreas de engenharia.
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Conteúdo e cronograma
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Avaliação
A nota final será composta de uma avaliação parcial individual e umaavaliação final em grupo, com ponderações de 30% e 70%,respectivamente.A frequência mínima deve superar o 75% para não ter conceito O(reprovado por falta).
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Metodologia
Aprendizado "ativo":
Centrado no aluno e não no professor;
Baseado em trabalho de equipe;
Desenvolvendo a iniciativa e a criatividade;
Aumentando as capacidades de comunicação.
Serão abordados tópicos que consigam criar laços entre as diferentesdisciplinas individuais de um curso de engenharia e estruturem ummétodo lógico de projeto.
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Metodologia
As principais disciplinas a serem abordadas são todas as obrigatórias asda engenharias como:
mecânica dos fluidos;
transferência de calor;
mecânica dos sólidos;
sistemas de controle;
circuitos eletrônicos e fotônica;
instrumentação e controle;
sistemas de propulsão; etc.
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Avaliação 1
Prova escrita com peso 10.
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Avaliação 2
Os critérios de esta avaliação serão fornecidos na aula seguinte, juntocom a apresentação da proposta do projeto.
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Referências básicas
1 BAZZO, W. A.; Pereira, L. T. do V. Introdução à engenharia,Florianópolis, SC: Ed. UFSC, 2006.
2 HOLTZAPPLE AND REECE, Introdução à Engenharia, Ed. LTC, Riode Janeiro - RJ, 2006.
3 LEGO Mindstorms Masterpieces (Building and ProgrammingAdvanced Robots) by Syngress Publishing, Inc., 2003.
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Referências complementares
1 G. PAH, W. BEITZ, J. FELDHUSEN and K.H. GROTE, "EngineeringDesign - A Systematic Approach", Springer-Verlag London Limited2007.
2 R. TIMINGS, "Engineering Fundamentals". Elsevier Science Press,2002.
3 J. W. MARTIN, "Materials for engineering", CRC Press, 3 Ed., 2006.4 ROBERT J. GLUSHKO and TIM MCGRATH, document engineering
- analyzing and designing documents for business informatics & webservices, The MIT Press, 2005.
5 COLIN H SIMMONS and DENNIS E MAGUIRE, "Manual ofEngineering Drawing", Elsevier Newnes, 2004.
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Introdução
Veículo submarino remotamente operado sendo construído na UFABC.
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O Engenheiro
é o ’cara’ que utiliza os conhecimentos da ciência, da matemática e daeconomia com o objetivo de dar solução aos problemas técnicos dahumanidade [1].
Foto ilustrativa, fonte (sites.ieee.org)
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O Engenheiro
O engenheiro busca soluções como:Serviços de eletricidade, água e esgoto,gás, e telefonia;
Sistemas de comunicações "wireless", porsatélite, internet;
Sistemas de transportes por ar, mar eterra;
Indústria do Petróleo, indústria"Offshore"de gás e óleo;
Sistemas estruturais, hidráulicos;
Sistemas de automação para a indústriaalimentar, farmacêutica.
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Fatos relevantes da Engenharia [2]
1600 a.c., o primeiro manual doengenheiro foi criado (Papiro Rhind);
250 a.c, o grego Arquimedes projetoumaquinas militares e a bomba=parafuso;
140 a.c., o Aqueduto Marcia foi construído;
1000 d.c., o ábaco foi introduzido naEuropa (trazido do oriente);
1696 d.c., o britânico Thomas Saverydesenvolveu a primeira máquina a vaporprática para bombear minas (J. Wattsaprimorou em 1765);
1831 d.c., Michael Faraday mostrou aindução da corrente elétrica de umcondutor quando se move em um campomagnético.
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Fatos relevantes da Engenharia [2]
1879 d.c., Thomas Edison inventou alâmpada elétrica;
1888 d.c., Nikola Tesla patenteou ummotor elétrico multifásico c.a.;
1905 d.c., A. Einstein propõe a teoria darelatividade (E = mc2);
1945 d.c., o primeiro computador ENIACfoi construído (usava válvulas);
1948 d.c., Schockley inventou o primeirotransistor;
2005 d.c., o GPS torna-se de usocomercial;
2014 d.c., Toyota coloca a vendacomercial o Mirai, veículo movido porcélula combustível de hidrógeno;
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Fatos relevantes da Engenharia [2]
2016 d.c., se confirma a existência dasondas gravitacionais;
2016 d.c., ainda não temos vacina contrao Zika.
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Pensando no método
Durante a faculdade o aluno é testado com milhares de problemas;
No mundo real um erro pode ser catastrófico;
Objetivo: desenvolver um estratégia sistemática para a solução deproblemas que leve à respostas corretas (coerentes).
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Pensando no método: características
Aptidão do engenheiro: habilidade de fazer estimativas derespostas a partir de informações incompletas;
Praticamente todos os projetos devem considerar estimativas: aúnica diferença entre os problemas é a quantidade de incertezasconsideradas na solução final.
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Pensando no método: processos
Praticamente todos os objetos, feitos pelo homem, que você vê a suavolta são resultado do esforço de engenheiros. Por exemplo, ao analisartodos os processos necessários para disponibilizar um produto (cadeiraou mesa), observamos que:
Os componentes metálicos vieram de processos de extração deminério, projetados por engenheiros de minas;
Os minérios foram refinados por engenheiros metalúrgicos emusinas que engenheiros civis e mecânicos ajudaram a construir;
Engenheiros mecânicos projetaram os componentes da cadeira,assim como as máquinas em que foram construídos;
Os polímeros e tecidos presentes na cadeira foram, provavelmente,obtidos a partir de óleo produzidos por engenheiros de petróleo erefinado por engenheiros químicos.
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Pensando no método: processos
A cadeira pronta foi transportada até você em um caminhãoprojetado por engenheiros mecânicos, aeroespaciais e eletricistasem instalações que engenheiros industriais otimizaram para melhorutilização de espaço, capital e trabalho;
As estradas nas quais o caminhão trafegou foram projetadas econstruídas por engenheiros civis;
Os engenheiros desempenham, obviamente, um papel importanteao trazer objetos comuns até o mercado.
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Lego Mindstorms
Reconhecimento do material de laboratório;
Reconhecimento da interface homem máquina para programação,telemetria;
Reconhecimento de características mecânicas/elétricas doscomponentes;
Identificando restrições;
Visualização de vídeos.
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