Um projeto de casa inteligente ganha numa feira de ciências quando responde a um número, não quando faz acender uma luz. Os jurados já viram muitas construções que ligam quando se bate palmas ou se acena. O que dá pontos é uma pergunta clara e mensurável, um ensaio justo com um controlo e dados apresentados de forma credível. Com a época de expos do 4.º período aí à porta, é assim que se pega numa construção que funciona e se transforma numa verdadeira experiência, mais seis propostas de projeto que pode adaptar.

O que os jurados estão realmente a avaliar

Uma demonstração mostra que uma coisa acontece. Uma experiência responde a se uma coisa altera outra, e em que medida. É nessa distância que a maioria dos projetos de casa inteligente perde pontos. Uma luz que se acende quando entramos numa divisão é uma demonstração. «A regulação de intensidade em função da luz natural reduz a energia da iluminação sem descer abaixo de um brilho utilizável?» é uma experiência.

Quando se lê uma grelha de avaliação, repetem-se sempre os mesmos itens: uma pergunta específica, uma hipótese, um controlo com que comparar, variáveis mantidas fixas, medições repetidas e uma análise honesta do que dizem os números. Construa a pensar nisso, não no momento de espanto.

Transformar o «funciona» numa pergunta mensurável

Escolha uma grandeza a que possa dar uma unidade e formule o projeto como uma comparação. Boas grandezas para uma construção doméstica incluem:

• Energia consumida — estime-a como a potência nominal do aparelho multiplicada pelo tempo em que esteve ligado. Não precisa de um contador sofisticado para comparar tempos de funcionamento entre duas montagens.
• Tempo de resposta (latência) — os segundos entre um estímulo e a reação do sistema, medidos com um cronómetro ou registados com data e hora.
• Fiabilidade — num dado número de ensaios, quantos detetou, falhou ou disparou em falso.
• Qualidade do controlo — com que rigor mantém uma temperatura, um nível de humidade ou um brilho alvo, e quanto ultrapassa esse valor.

Todas elas precisam de uma referência com que comparar. «A minha ventoinha é inteligente» não quer dizer nada por si só. «A minha ventoinha mantém a divisão dentro de uma faixa mais estreita do que ligar e desligar à mão» é testável.

Seis projetos de casa inteligente para feiras de ciências

Cada um destes pode ser construído num fim de semana e medido ao longo de algumas noites. O que interessa são as duas colunas do meio: juntar uma pergunta mensurável a um controlo honesto.

Projeto	Pergunta mensurável	O que medir	Controlo
Luz sensível à luz natural	A regulação automática para um brilho definido consome menos energia ao longo de um dia do que uma lâmpada fixa sempre acesa?	Tempo ligada e potência; nível de luz	A mesma lâmpada num interruptor manual
Luz ativada por movimento	Quanto tempo ligada poupa o controlo por movimento em relação a deixar a luz acesa, e com que frequência não deteta uma pessoa?	Minutos ligada por hora; deteções falhadas e falsos disparos	Luz acesa durante toda a sessão
Ventoinha controlada por temperatura	O controlo em malha fechada mantém uma temperatura alvo com mais rigor do que ligar e desligar à mão?	Temperatura ao longo do tempo; sobre-elevação; tempo dentro da faixa	Ligar e desligar manualmente por uma pessoa
Rega por humidade do solo	A rega acionada pela humidade gasta menos água do que um horário diário fixo, mantendo o solo numa faixa saudável?	Volume de água; leituras de humidade do solo	Rega fixa uma vez por dia
Temporizador inteligente do termo	Aquecer a água apenas em janelas definidas consome menos energia do que mantê-la quente todo o dia, continuando a estar quente à hora do duche?	Tempo de aquecimento; temperatura da água às horas de utilização	Termo deixado ligado em permanência
Alerta de porta ou janela	Com que rapidez e fiabilidade comunica o sistema uma abertura?	Latência entre a abertura e o alerta; falsos negativos e positivos	Uma pessoa a vigiar à vista

O temporizador do termo merece destaque para um público sul-africano. Um esquentador ou termo é muitas vezes a maior carga isolada de uma casa e, com os cortes de energia a obrigar-nos a pensar em quando a energia é usada, um projeto que concentra o aquecimento em janelas curtas é mensurável e genuinamente útil.

Desenhar um ensaio justo

Um ensaio justo muda uma coisa de cada vez e mantém tudo o resto constante. É fácil de dizer e fácil de fazer mal. Ponha a versão inteligente e o controlo a correr nas mesmas condições: mesma divisão, mesma hora do dia, mesma carga, mesma temperatura inicial. Depois repita. Uma única corrida não diz quase nada a um jurado, porque uma noite estranha pode inverter o resultado. Aponte a pelo menos cinco a dez corridas de cada montagem e registe todas as leituras com data e hora.

Anote também as suas fontes de erro. Uma janela deixada aberta, um dia nublado, uma tarde quente — nomeá-las mostra que percebe o ensaio, e os jurados reparam nisso.

Apresentar os dados de forma credível

Um gráfico simples vale mais do que uma parede de texto. Ponha a versão inteligente e o controlo no mesmo gráfico, para que a diferença se veja num relance, e mantenha por baixo uma tabela com as corridas em bruto, para que ninguém pense que escolheu a dedo. Identifique os eixos e indique as unidades. Termine com uma frase simples que responda à pergunta inicial e outra sobre os limites do que descobriu. Uma fotografia da montagem real, e não uma imagem de banco, diz ao jurado que foi mesmo você que a construiu.

Em que construir

A maioria destes projetos assenta num único microcontrolador e alguns sensores: um sensor de luz, um sensor de movimento, um sensor de temperatura, uma sonda de solo, um interruptor de lâmina magnético. Nós construímos os nossos na placa sheenbot∞, que tem as entradas e um ecrã integrado para registar leituras durante uma corrida, e um kit inicial da loja cobre os sensores mais comuns. Se preferir construir com acompanhamento, os nossos workshops de férias guiam os alunos por um projeto medido, da pergunta ao gráfico. Ainda assim, os conselhos acima servem para qualquer placa — o que conta é a experiência, não a marca do chip.

Lista de verificação para construir e testar

1. Escreva a pergunta como uma comparação com um número lá dentro.
2. Enuncie uma hipótese e o resultado que a comprovaria ou refutaria.
3. Construa a versão inteligente e um controlo que possa correr lado a lado.
4. Fixe tudo o resto: mesma divisão, mesma hora, mesma carga.
5. Faça pelo menos cinco a dez ensaios de cada e registe todas as leituras.
6. Represente graficamente o tratamento contra o controlo; guarde a tabela em bruto.
7. Escreva uma frase a responder à pergunta e outra sobre as limitações.
8. Ensaie uma explicação de dois minutos que um jurado consiga acompanhar.

Em resumo

Os projetos que impressionam raramente são os mais vistosos. São os que têm uma pergunta afiada, uma referência honesta e um gráfico que torna a resposta óbvia. Escolha uma construção da tabela, acrescente um controlo, meça-a como deve ser e terá algo que um jurado pode mesmo avaliar. Para mais relatos de projetos, veja a newsroom.

Quantos ensaios devo fazer?

Quantos mais, melhor. Aponte a pelo menos cinco a dez corridas iguais, para que uma leitura estranha não decida o resultado. Comunique a dispersão das leituras, e não apenas a média.

E se a versão inteligente não poupar nada?

Um resultado negativo continua a ser um resultado. Os jurados valorizam mais um ensaio honesto e bem feito do que uma vitória encenada. Explique por que razão os números saíram assim e o que mudaria da próxima vez.

Preciso de Internet ou de uma aplicação?

Não. Um projeto que regista num ecrã integrado ou escreve as leituras num ficheiro é mais fácil de repetir, e mais fácil de defender, do que um que depende de o wifi aguentar-se durante a avaliação.