Prototipagem de circuitos impressos: estudo, concepção e produção de placas de circuitos eletrônicos como laboratório didático de apoio ao ensino de eletrônica
Resumo
O Campus Canoas do IFRS possui diversos equipamentos que permitem a confecção de protótipos com diferentes finalidades: um laboratório Maker provido de cortadora a laser e impressoras 3D, um laboratório de manufatura que conta com torno e fresadora computadorizados, além de laboratórios de eletrônica e informática. Pedagogicamente, o campus busca o equilíbrio entre a teoria com rigor científico e a prática com tecnologias atualizadas, valorizando a aprendizagem por projetos, o “fazer e aprender” e o trabalho como elemento formativo. O objetivo deste projeto é fortalecer a realização de práticas e o desenvolvimento de projetos eletrônicos utilizando a usinagem de placas de circuitos impressos (PCI), através da criação de um produto educacional na forma de um curso online para a utilização de uma máquina fresadora de circuitos TTP PCB-Proto-1S, disponível no campus, e do programa KiCAD (ferramenta open source de projeto, simulação e desenho de circuitos e placas). Este curso deverá ser disponibilizado para os estudantes do campus através da página web do curso de engenharia eletrônica, e poderá ser adaptado para ser oferecido amplamente na plataforma de educação a distância do IFRS e/ou licenciado para ampla divulgação pelo fabricante do equipamento. Dessa forma se busca que os estudantes de eletrônica, tanto no ensino técnico quanto superior, produzam seus próprios projetos em PCI de forma autônoma, compreendendo todo o fluxo real de produção de circuitos eletrônicos, desde a concepção, criação de um esquemático, simulação em software, layout da placa, visualização 3D, usinagem em substrato dielétrico com lâminas de cobre, teste e caracterização do circuito produzido em bancada de eletrônica. O curso desenvolvido tem formato digital para ser acessado de modo assíncrono e conta tanto com conteúdo escrito quanto audiovisual. Inclui orientações básicas para uso do programa CAD e dos programas específicos da prototipadora: um programa de conversão das imagens de layout em trajetórias (código G) das ferramentas (fresas e brocas) e outro programa de gerenciamento que inclui a localização e mapeamento da placa e a troca de ferramentas. Além disso, considera as convenções e melhores práticas para elaboração de PCIs, sendo rico em dicas originadas da experiência no campus. Também inclui o desenvolvimento detalhado de um exemplo de projeto para demonstração de cada uma das ferramentas, para que os alunos possam aprender na prática e produzir seus próprios projetos. Até o momento da submissão deste resumo, o primeiro módulo do curso foi publicado, testado, e avaliado favoravelmente por estudantes que completaram a produção final dos seus circuitos in-loco com o auxílio do bolsista do projeto. Nas próximas etapas, até a conclusão do projeto dia 15 de dezembro de 2024, será completada a publicação incluindo exercícios de avaliação que permitirão emitir certificado aos estudantes que completarem o curso com aproveitamento.
