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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.14.2020.tde-04032020-171907
Documento
Autor
Nome completo
Ubiratan de Campos
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2019
Orientador
Banca examinadora
Teixeira, Ramachrisna (Presidente)
Boczko, Roberto
Santucci, Rafael Miloni
Título em português
Ensino de Astronomia: dispositivo de apontamento e acompanhamento automático de objetos celestes
Palavras-chave em português
Astronomia
Coordenadas Celestes
Ensino de Astronomia
Movimento diário
Observação
Stellarium
Resumo em português
O processo de ensino-aprendizagem tem se tornado uma tarefa complicada para as escolas já que diversos Provedores de Informação (Youtube, FaceBook e outras Redes Sociais) têm concorrido significativamente para disseminar informação, muitas vezes de forma sensacionalista e/ou errônea. Por outro lado, cabe aos agentes escolares elaborarem estratégias que promovam um ambiente mais desafiador e criativo capaz de conectar os alunos de forma mais atraente e motivadora aos conhecimentos oferecidos. Nesse contexto surge a ideia de desenvolver um dispositivo automatizado de baixo custo, que auxilie o professor de Física no desenvolvimento de temas de física experimental, de observações do céu, de conceitos de Astronomia, História, Geografia, Filosofia, Mecânica, Eletrônica e Programação. Concebemos um dispositivo de tal forma a permitir que um telescópio ou uma mira laser a ele acoplado seja apontado automaticamente para um alvo previamente selecionado no planetário virtual Stellarium. Dessa forma, qualquer pessoa, mesmo sem conhecimentos prévios, poderá encontrar e observar objetos de seu interesse no céu. Permite também, compensar o movimento de rotação da Terra de maneira que o alvo permaneça no campo do telescópio durante o processo observacional. Como uma das premissas desse desenvolvimento é o baixo custo, a parte eletrônica é composta de hardware simples, barato e de fácil aquisição, como a placa RaspberryPi (centro de controle de todo o sistema), a bússola eletrônica, motores de passo e seus drivers. Todo o algoritmo foi desenvolvido em aplicativos de código aberto, como a linguagem de programação Python, o Sistema Operacional Raspbian e o planetário virtual Stellarium. Para desenvolver o dispositivo, usamos a montagem altazimutal. Essa decisão foi tomada para facilitar a compreensão do algoritmo por professores que optarem em usar e/ou aprimorar o sistema, já que o plano horizontal nos parece mais familiar e mais intuitivo para esse público.
Título em inglês
Astronomy Teaching: Automatic device for pointing and monitoring celestial objects
Palavras-chave em inglês
Astronomy
Celestial Coordinates,Astronomy Teaching
Daily Movement
Observation
Stellarium
Resumo em inglês
The teaching-learning process has become a complicated task for schools, as several Information Providers (Youtube, FaceBook and other Social Networks) have been competing significantly to disseminate information, usually in a sensational or erroneous way. On the other hand, it is up to the school agents to devise strategies that promote a more challenging and creative environment capable of connecting students in a more attractive and motivating way to the knowledge offered. In this context, the idea of developing a low-cost automated device that assists the physics teacher in the development of themes of experimental physics arises, as well as observations of the sky, concepts of Astronomy, History, Geography, Philosophy, Mechanics, Electronics and Programming. The device is designed to allow a telescope attached to it to be automatically aimed at a previously selected target in the Stellarium virtual planetarium. Considering this, anyone without even prior knowledge can find and observe objects in the sky. It also allows tracking the earth's rotation movement so that the target remains in the telescope's field during the observational process. As one of the premises of this development is the low cost, the electronics are made up of simple, inexpensive and easily purchased hardware such as the RaspberryPi (whole system control center) card, the electronic compass, stepper motors and their drivers. The entire algorithm was developed in open source applications, such as Python, the Raspbian Operating System, and the Stellarium virtual planetarium. In order to develop the device we use the altazimuth mount. This decision was made to facilitate the understanding of the algorithm by teachers who choose to use and / or improve the system, since the horizontal plane seems more familiar to this audience.
 
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Data de Publicação
2020-03-17
 
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