As dificuldades, quase sempre, impõem desafios que podem ajudar o aprendizado. Isso aconteceu com muitas pessoas. Incluo-me aí nesse grupo.
Fui professor de Física por cerca de 20 anos e em quatro escolas em que lecionei (Julinho, Farroupilha, Souza Lobo e Colégio Batista) lembro-me de organizar e montar os laboratórios de Física e as respectivas práticas a serem realizadas. Tive uma boa fundamentação teórico-prática e o estímulo de um grande professor, entusiasta da divulgação da ciência, o Professor Ernst Julius Sporket.
Em 1993, fui convidado (e aceitei) a desenvolver o projeto do Curso de Engenharia Elétrica da UNISINOS. Coordenei esse curso por oito anos. Lembro-me do cuidado que tive com o seu projeto pedagógico. Todas as disciplinas eram consideradas teórico-práticas, isso para tentar sanar um problema que tive (assim entendia) durante a minha formação acadêmica, em que os laboratórios eram disciplinas individuais, que, muitas vezes, se referiam a uma disciplina teórica sem a menor ligação (por exemplo: eletrônica II e laboratório de eletrônica II), e com professores diferentes.
Bom, e aí, veio a pandemia e eu fui, como muitos outros, afastado do laboratório e da presença física dos alunos e alunas.
O que fazer? Iniciei, já em março, as chamadas “aulas remotas”. Muito antes de a escola decidir os meios, por sugestão (e ajuda) dos alunos comecei a usar o Discord, aplicativo que usam para jogos eletrônicos pela WEB. Tive alguns problemas iniciais que foram resolvidos, sempre com a ajuda das turmas.
Preocupado com as práticas e, como tenho em casa um pequeno laboratório de eletrônica, fiz algumas montagens e filmei. Percebi que esse não era um bom caminho. Para mim que montava, fazia as medições, visualizava resultados em aparelhos era ótimo, até mesmo como distração, mas percebi que o resultado da montagem era fruto do conhecimento adquirido, das relações entre causa e efeito, da modelagem (matemática) do sistema estudado. Aquela montagem era o resultado, daquilo que aprendi, portanto, muito antes da prática de laboratório vem a teoria. E como provocar o aprendizado das teorias de Processamento de Sinais e Eletrônica de Potência nos alunos e alunas, quando estamos longe do laboratório, onde se comprova se “a teoria funciona na prática”?
Tenho escrito textos mais detalhados do que eram aqueles que colocava no quadro durante as aulas presenciais. Esses textos, muitas vezes, podem ser “interativos”, pois, em uma explicação de uma máquina, por exemplo, é possível colocar logo em seguida um link com um vídeo ilustrativo que esteja disponível na WEB sobre o tema.
Esses textos são explicados ao vivo às respectivas turmas, pelo Discord. As dúvidas, que surgem são elucidadas e outras que poderão surgir nos exercícios propostos, são esclarecidas, também de forma remota.
Mas e a “prática”? Para isso, tenho usado simuladores, que sejam bons e não tenham custo. Isso existe para o ensino médio profissional. No caso de Eletrônica de Potência, quando desejo precisão uso o PSIM; para Sinais, o TINA e o MULTISIM. Mediante o cadastro em seus respectivos SITES podem ser baixados (versão para estudante ou um demo) sem custo.
A título de ilustração, imagine que o assunto seja o controle de velocidade de uma máquina CC, por PWM, realizado por um MOSFET.
Desenvolvida a teoria, embasada matematicamente (cada vez mais se dá menos importância a isso), é possível simular esse sistema, e de forma muito didática. Veja:
Figura 1 – Controle de velocidade de motor CC
A figura mostra um sistema bem completo. Não dispensa o diodo de roda livre, o tacômetro, a carga no eixo do motor (momento de inércia e torque). A máquina é muito bem caracterizada:
Figura 2 – parâmetros do motor
É possível ajustar o ciclo de trabalho do chaveamento do MOSFET, a carga no eixo do motor. O resultado para um ciclo de trabalho, próximo a 100%, torque de 50N.m, é mostrado na figura 3.
Figura 3 Corrente de armadura, rotação em rpm, PWM e torque no eixo
Comparando com um PWM com 50% de ciclo de trabalho.
Figura 4 – Máquina da figura 2 com ciclo de trabalho de 50%
Fica aqui a advertência, de que a compreensão dos resultados, só será possível, depois de a teoria ser fundamentada e discutida com os alunos e alunas.
Finalmente viria então o laboratório… se possível.
Espero que assim sejam as minhas futuras aulas.
Prof. Irineu Alfredo Ronconi Junior
Prof. do Curso Técnico de Eletrônica
Fundação Liberato