В детстве я не расставался с конструкторами. У меня их было 2 типа: аналог LEGO (пластмассовый и с пупырышками) и металлический с болтиками. После поста на Хабре, я понял, насколько скудный был в те времена выбор. Пару недель назад мембер хакспейса Костя Костюк подсказал мне, что в Москве есть люди, которые занимаются продвижением и обучением FISCHERTECHNIK.
(на фото: Электромобиль с заправочной станцией и водородный топливный элемент, солнечная батарея)
В Германии вокруг этого конструктора сложилось свое сообщество, они гордятся своим изобретателем и ставят свои рекорды.
Чем понравился мне этот конструктор —хардкорностью научно-технической серьезностью и отсылками ко множеству реальных механизмов/устройств (от принтера, CD-привода и механизмов Леонардо да Винчи, до шаговых экскаваторов, роботов и электромобилей). В наборы входит и контроллер с графической средой программирования, что позволяет учить детей основам алгоритмов и программирования.
Под катом немного про автомобиль на водородном топливном элементе (из конструктора «Экологическая
энергетика» + «Топливный элемент»), про изобретателя конструктора и короткий обзор существующих в Москве наборов для конструирования (можно только позавидовать тем гикам, кому сейчас 8+ лет, ибо на новый год их ждут такие подарки).
(Осторожно! Под катом боль за бесцельно прожитые годы)
Топливный элемент (электрохимический генератор) — устройство, которое преобразует химическую энергию топлива (водорода) в электрическую в процессе электрохимической реакции напрямую, в отличие от традиционных технологий, при которых используется сжигание твердого, жидкого и газообразного топлива. Прямое электрохимическое преобразование топлива очень эффективно и привлекательно с точки зрения экологии, поскольку в процессе работы выделяется минимальное количество загрязняющих веществ, а также отсутствуют сильные шумы и вибрации.
У существующих топливных элементов КПД составляет 60-80 %, что происходит благодаря прямому превращению энергии топлива в электроэнергию (минуя сгорание).
Пока искал информацию, узнал много новых слов
ru.wikipedia.org/wiki/Ионистор
ru.wikipedia.org/wiki/Электрохимические_суперконденсаторы
ru.wikipedia.org/wiki/Хемотроника
Видео с демонстрацией работы водородного топливного элемента на столе (1.2 V; 440 mA)
Протонная мембрана, электролиз воды, солнечная батарея и все это в одном наборе детского конструктора. Не знаю что меня сможет удивить в следующий раз, разве только что атомная батарейка в детском конструкторе или графеновые запчасти для карманного детского 3d-принтера с мемристорами на магнетричестве.
Artur Fischer — изобретатель фотовспышки и пластикового дюбеля (первый дюбель состоял из конопляного шпагата и клея из крови животных, я же использовал деревянные чопики)
Арутр Фишер — автор 1080 патентов, чуть отстает от Эдисона которыйотжал запатентовал 1093 изобретения
Чуть позже Артур изобрел дюбеля для лечения переломов костей, а так же детский биоразлагаемый конструктор из картофельного крахмала.
Скорее всего, конструкторы FISCHERTECHNIK были первыми на рынке, в составе которых появились электронные модули для компьютерного управления моделями. Первый такой набор под названием «COMPUTING EXPERIMENTAL» поступил в продажу в 1983 г. и предполагал подключение игрушечных роботов к компьютерам Atari, Commodore и BBCmicro.
Робо-черепашка из набора «COMPUTING EXPERIMENTAL» 1983 г.
В настоящее время в составе конструкторов FISCHERTECHNIK серии «Робототехника» имеется игрушечный программируемый контроллер ROBOTICS TXT с вполне взрослыми характеристиками:
Контроллер используется для управления моделями механизмов, машин и роботов, которые вы собираете из конструктора. Чтобы собранная вами система ожила необходимо разработать управляющую программу и загрузить её в контроллер. Для этого можно использовать учебную среду программирования ROBO Pro.
В ROBO Pro программы составляются в виде классических блок-схем, которые представляют собой графическое отображение (или диаграмму), показывающее последовательность основных шагов выполнения алгоритма.
Взрослые дяди используют блок-схемы для планирования разработки программы и правильного упорядочения её шагов. Вот как выглядит блок-схема алгоритма для управления светофором:
Блок-схема в ROBO Pro
Каждая фигура на этой блок-схеме отображает отдельный этап действий: овалы с зеленым и красным человечками соответствуют началу и окончанию цепочки действий. Стрелки показывают последовательность действий.
Обычно после того как блок-схема разработана, у нас фактически готов план для составления программы на алгоритмическом языке программирования. При этом каждый блок превращается в один или несколько её операторов. В ROBO Pro процесс превращения схемы в код программы происходит автоматически после нажатия на кнопку «Запустить программу». Таким образом, мы можем выполнить отладку алгоритма на реальном железе без ручного кодирования программы.
Составление блок-схем очень полезно на первых порах при изучении программирования, так как позволяет выработать привычку составлять логический и к тому же полный план создаваемой программы.
Фигуры, использующиеся в ROBO Pro для изображения программных элементов, в некоторой степени повторяют элементы, перечисленные в ГОСТ 19.701-90.
Преимущество перед LEGO — у LEGO свой собственный «замкнутый» язык программирования, который используется только в лего. У FISCHERTECHNIK язык основан на тех же принципах что и «взрослые» языки программирования. Дети знакомятся с общепринятой формой записи алгоритмов и блок схем.
Управление по Wi-Fi:
ROBOTICS TXT Набор первооткрывателя/Учебная лаборатория. Рабочая тетрадь на русском PDF
Робот-футболист
Робот-разведчик и робот-следопыт
Поворотная камера и видеооператор
Сушка для рук с датчиком пересечения линии и светофор
ROBO TX Исследователь: тоннельный робот, детектор цветы, следопыт, спасатель и тд.
Рабочая тетрадь на русском PDF
ROBO TX ЭлектроПневматика: пинболл, робот цветосортировщик, трасса для шарика с захватом и вакуумным манипулятором
Рабочая тетрадь на русском PDF
Реалистичные полностью функциональные промышленные роботы: робот для склада, трех-осевой манипулятор и робот с захватным устройством
Теория из рабочей тетради:
Рабочая тетрадь на русском PDF
Экологическая энергетика: ветросиловая установка, слежение за солнцем, электромобиль, водородный топливный элемент
Теория из рабочей тетради:
Рабочая тетрадь на русском PDF
11 интересных моделей, которые повторяют различные выдающиеся изобретения 17-19 веков.
Технические революции: «вечный двигатель», вертолет, электродвигатель и электрогенератор, стеклоочиститель для авто (раньше протирали руками), центробежный регулятор (первый девайс киберентика), телеграф Морзе и др.
Пример описания из рабочей тетради:
Рабочая тетрадь на русском PDF
Из конструктора можно собрать механизмы, которые изобрел Леонардо да Винчи: кузнечные клещи, катапульта, механический барабан, грейфер, храповый механизм, крылья, раздвижной мост, и машину для насечки напильников:
Раздвижной мост и боевая колесница
Теория из рабочей тетради:
Рабочая тетрадь на русском PDF
С помощью этого набора можно изучить такие физические явления как инерция, ускорение, сохранение энергии, импульс и другие темы.
Теория из рабочей тетради:
Рабочая тетрадь на русском PDF
Набор для экспериментов с электронными и автоматическими устройствами. С помощью этого конструктора инженеры смогут познакомиться с основами электроники и изучить: простые электрические цепи, параллельное и последовательное соединение элементов, схемы с транзисторами, конденсаторами, резисторами и светодиодами.
Карусель с сенсорным выключателем и сдвижная дверь
Теория из рабочей тетради
Рабочая тетрадь на русском PDF
Если у вас есть подрастающий гик, который может самостоятельно или с вашей помощью разобраться с конструктором — берите коробочный вариант. Есть множество мануалов и видео на русском языке. В следующей публикации я поделюсь где и как в Москве проходят обучающие курсы для юнлингов а так же рекомендации по поводу того, как организовать кружок самостоятельно.
P.S.
(на фото: Электромобиль с заправочной станцией и водородный топливный элемент, солнечная батарея)
В Германии вокруг этого конструктора сложилось свое сообщество, они гордятся своим изобретателем и ставят свои рекорды.
Видео
Чем понравился мне этот конструктор —
Под катом немного про автомобиль на водородном топливном элементе (из конструктора «Экологическая
энергетика» + «Топливный элемент»), про изобретателя конструктора и короткий обзор существующих в Москве наборов для конструирования (можно только позавидовать тем гикам, кому сейчас 8+ лет, ибо на новый год их ждут такие подарки).
(Осторожно! Под катом боль за бесцельно прожитые годы)
Водородный топливный элемент
Топливный элемент (электрохимический генератор) — устройство, которое преобразует химическую энергию топлива (водорода) в электрическую в процессе электрохимической реакции напрямую, в отличие от традиционных технологий, при которых используется сжигание твердого, жидкого и газообразного топлива. Прямое электрохимическое преобразование топлива очень эффективно и привлекательно с точки зрения экологии, поскольку в процессе работы выделяется минимальное количество загрязняющих веществ, а также отсутствуют сильные шумы и вибрации.
У существующих топливных элементов КПД составляет 60-80 %, что происходит благодаря прямому превращению энергии топлива в электроэнергию (минуя сгорание).
Пока искал информацию, узнал много новых слов
ru.wikipedia.org/wiki/Ионистор
ru.wikipedia.org/wiki/Электрохимические_суперконденсаторы
ru.wikipedia.org/wiki/Хемотроника
Общая информация про топливные элементы
малогабаритный водородный топливный элемент для электрических беспилотников
самый маленький в мире топливный элемент
топливный элемент для мобильника
топливные элементы использовались в советской лунной программе, были установлены на «Apollo», на «Буране», даже в 1982 году выпустили автобус.
малогабаритный водородный топливный элемент для электрических беспилотников
самый маленький в мире топливный элемент
топливный элемент для мобильника
топливные элементы использовались в советской лунной программе, были установлены на «Apollo», на «Буране», даже в 1982 году выпустили автобус.
Видео с демонстрацией работы водородного топливного элемента на столе (1.2 V; 440 mA)
Протонная мембрана, электролиз воды, солнечная батарея и все это в одном наборе детского конструктора. Не знаю что меня сможет удивить в следующий раз, разве только что атомная батарейка в детском конструкторе или графеновые запчасти для карманного детского 3d-принтера с мемристорами на магнетричестве.
Изобретатель
Artur Fischer — изобретатель фотовспышки и пластикового дюбеля (первый дюбель состоял из конопляного шпагата и клея из крови животных, я же использовал деревянные чопики)
Арутр Фишер — автор 1080 патентов, чуть отстает от Эдисона который
еще фотки Артура Фишера
Страница из патента на изобретение
Страница из патента на изобретение
Чуть позже Артур изобрел дюбеля для лечения переломов костей, а так же детский биоразлагаемый конструктор из картофельного крахмала.
Из этого конструктора (fischer TiP) можно лепить клевые 3d-штуковины (ручной цветной 3д-принтер)
Уровень «Робототехника и обучение программирование»
Скорее всего, конструкторы FISCHERTECHNIK были первыми на рынке, в составе которых появились электронные модули для компьютерного управления моделями. Первый такой набор под названием «COMPUTING EXPERIMENTAL» поступил в продажу в 1983 г. и предполагал подключение игрушечных роботов к компьютерам Atari, Commodore и BBCmicro.
Робо-черепашка из набора «COMPUTING EXPERIMENTAL» 1983 г.
В настоящее время в составе конструкторов FISCHERTECHNIK серии «Робототехника» имеется игрушечный программируемый контроллер ROBOTICS TXT с вполне взрослыми характеристиками:
Характеристики контроллера ROBOTICS TXT:
Главный процессор ARM Cortex A8: два ядра, 32 бит, 500 МГц
Периферийный процессор: Cortex M3
Память: 128 МБ DDR3 RAM, 64 МБ FLASH
Дисплей: Цветной сенсорный 2,4 дюйма (320х240 пикселов)
Внешняя память: карта флеш-памяти формата MicroSD
Универсальные входы: 8 штук цифровые/аналоговые 0-9В или 0-5 кОм
Счетные входы: 4 штуки (Fвх < 1 кГц)
Комбинированный модуль беспроводной связи Bluetoot/WiFi: BT 2.1 EDR+ 4.0, WLAN 802.11 b/g/n
ИК фотоприемник для пульта управления из комплекта «Набор для дистанционного управления»
USB разъем mini-USB для подключения к ПК
USB разъем USB-A с функцией хост-контроллера для подключения USB-камеры, USB-флеш накопителя и других девайсов.
Подключение видеокамеры через интерфейс USB, драйвер для ОС Linux
Разъем 10 пин для подключения модулей расширения с интерфейсом I2C
Встроенный динамик
Встроенные часы реального времени со сменной батарейкой для измерений через заданные промежутки времени
Подключение к смартфонам/планшетам через Bluetooth или WiFi позволяет использовать их как терминал для контроллера.
Питание: от аккумулятора через стандартные штекеры fischertechnik 2.5 мм или от блока питания 9 В через цилиндрический разъем 3.45 мм.
Размеры: 90х90х25 мм
Периферийный процессор: Cortex M3
Память: 128 МБ DDR3 RAM, 64 МБ FLASH
Дисплей: Цветной сенсорный 2,4 дюйма (320х240 пикселов)
Внешняя память: карта флеш-памяти формата MicroSD
Универсальные входы: 8 штук цифровые/аналоговые 0-9В или 0-5 кОм
Счетные входы: 4 штуки (Fвх < 1 кГц)
Комбинированный модуль беспроводной связи Bluetoot/WiFi: BT 2.1 EDR+ 4.0, WLAN 802.11 b/g/n
ИК фотоприемник для пульта управления из комплекта «Набор для дистанционного управления»
USB разъем mini-USB для подключения к ПК
USB разъем USB-A с функцией хост-контроллера для подключения USB-камеры, USB-флеш накопителя и других девайсов.
Подключение видеокамеры через интерфейс USB, драйвер для ОС Linux
Разъем 10 пин для подключения модулей расширения с интерфейсом I2C
Встроенный динамик
Встроенные часы реального времени со сменной батарейкой для измерений через заданные промежутки времени
Подключение к смартфонам/планшетам через Bluetooth или WiFi позволяет использовать их как терминал для контроллера.
Питание: от аккумулятора через стандартные штекеры fischertechnik 2.5 мм или от блока питания 9 В через цилиндрический разъем 3.45 мм.
Размеры: 90х90х25 мм
Контроллер используется для управления моделями механизмов, машин и роботов, которые вы собираете из конструктора. Чтобы собранная вами система ожила необходимо разработать управляющую программу и загрузить её в контроллер. Для этого можно использовать учебную среду программирования ROBO Pro.
В ROBO Pro программы составляются в виде классических блок-схем, которые представляют собой графическое отображение (или диаграмму), показывающее последовательность основных шагов выполнения алгоритма.
Взрослые дяди используют блок-схемы для планирования разработки программы и правильного упорядочения её шагов. Вот как выглядит блок-схема алгоритма для управления светофором:
Блок-схема в ROBO Pro
Каждая фигура на этой блок-схеме отображает отдельный этап действий: овалы с зеленым и красным человечками соответствуют началу и окончанию цепочки действий. Стрелки показывают последовательность действий.
Обычно после того как блок-схема разработана, у нас фактически готов план для составления программы на алгоритмическом языке программирования. При этом каждый блок превращается в один или несколько её операторов. В ROBO Pro процесс превращения схемы в код программы происходит автоматически после нажатия на кнопку «Запустить программу». Таким образом, мы можем выполнить отладку алгоритма на реальном железе без ручного кодирования программы.
Составление блок-схем очень полезно на первых порах при изучении программирования, так как позволяет выработать привычку составлять логический и к тому же полный план создаваемой программы.
Фигуры, использующиеся в ROBO Pro для изображения программных элементов, в некоторой степени повторяют элементы, перечисленные в ГОСТ 19.701-90.
Преимущество перед LEGO — у LEGO свой собственный «замкнутый» язык программирования, который используется только в лего. У FISCHERTECHNIK язык основан на тех же принципах что и «взрослые» языки программирования. Дети знакомятся с общепринятой формой записи алгоритмов и блок схем.
Управление по Wi-Fi:
ROBOTICS TXT Набор первооткрывателя/Учебная лаборатория. Рабочая тетрадь на русском PDF
Робот-футболист
Робот-разведчик и робот-следопыт
Поворотная камера и видеооператор
Сушка для рук с датчиком пересечения линии и светофор
ROBO TX Исследователь: тоннельный робот, детектор цветы, следопыт, спасатель и тд.
Рабочая тетрадь на русском PDF
ROBO TX ЭлектроПневматика: пинболл, робот цветосортировщик, трасса для шарика с захватом и вакуумным манипулятором
Рабочая тетрадь на русском PDF
Реалистичные полностью функциональные промышленные роботы: робот для склада, трех-осевой манипулятор и робот с захватным устройством
Теория из рабочей тетради:
Рабочая тетрадь на русском PDF
Видео промышленных роботов
Уровень «Профи»
Набор «Экологическая энергетика»
Экологическая энергетика: ветросиловая установка, слежение за солнцем, электромобиль, водородный топливный элемент
Видео
Поворотная солнечная батарея, но уже с дополнительного набора:
Поворотная солнечная батарея, но уже с дополнительного набора:
Теория из рабочей тетради:
Рабочая тетрадь на русском PDF
Набор «Технические революции»
11 интересных моделей, которые повторяют различные выдающиеся изобретения 17-19 веков.
Технические революции: «вечный двигатель», вертолет, электродвигатель и электрогенератор, стеклоочиститель для авто (раньше протирали руками), центробежный регулятор (первый девайс киберентика), телеграф Морзе и др.
Пример описания из рабочей тетради:
Рабочая тетрадь на русском PDF
Набор «Машины Леонардо Да Винчи»
Из конструктора можно собрать механизмы, которые изобрел Леонардо да Винчи: кузнечные клещи, катапульта, механический барабан, грейфер, храповый механизм, крылья, раздвижной мост, и машину для насечки напильников:
Раздвижной мост и боевая колесница
Теория из рабочей тетради:
Рабочая тетрадь на русском PDF
Набор «Динамика»/«Динамика XL»
С помощью этого набора можно изучить такие физические явления как инерция, ускорение, сохранение энергии, импульс и другие темы.
Теория из рабочей тетради:
Рабочая тетрадь на русском PDF
Видео
Набор «Электроника»/«Электротехника»
Набор для экспериментов с электронными и автоматическими устройствами. С помощью этого конструктора инженеры смогут познакомиться с основами электроники и изучить: простые электрические цепи, параллельное и последовательное соединение элементов, схемы с транзисторами, конденсаторами, резисторами и светодиодами.
Карусель с сенсорным выключателем и сдвижная дверь
Теория из рабочей тетради
Рабочая тетрадь на русском PDF
Заключение
Если у вас есть подрастающий гик, который может самостоятельно или с вашей помощью разобраться с конструктором — берите коробочный вариант. Есть множество мануалов и видео на русском языке. В следующей публикации я поделюсь где и как в Москве проходят обучающие курсы для юнлингов а так же рекомендации по поводу того, как организовать кружок самостоятельно.
P.S.
Хардкорное видео с мега поделками FISCHERTECHNIK
Практически 3д принтер:
STEM:
Моделирование производства:
Практически 3д принтер:
STEM:
Моделирование производства:
