Поколение Arduino. Что изобретают современные школьники

    Что скрывать, все мы в детстве пытались сконструировать что-нибудь техническое. Олдфаги еще помнят электроконструктор-радиоприемник, игры на программируемом калькуляторе и самодельные машинки на радиоуправлении. Сейчас, с появлением Arduino и LEGO Mindstorms, современным школьникам доступны новые горизонты. ПСБ совместно с Фондом содействия инновациям провели конференцию финалистов всероссийского конкурса «Шустрик» и выбрали 6 неплохих технических идей. Ваши оценки и истории о собственных первых изобретениях пишите в комменты.


    Для современных школьников в больших городах России созданы тепличные условия для технического творчества. Было бы желание изобретать. В инженерных классах, школах цифровых технологий и дворцах творчества есть все необходимые материалы, станки, 3D-принтеры и электронная рассыпуха. Так что можно воплощать в жизнь самые смелые мысли, особо не заботясь об их практической применимости и экономической обоснованности.

    Мобильный принтер


    Разработчик: Алексей Ашарин, 16 лет

    Когда надо распечатать что-то больше стандартного А4, возникают проблемы. Обычно для этого требуется громоздкое и дорогое оборудование. А что, если не лист вставлять в принтер, а сам принтер заставить ползать по листу? Так родился этот мутировавший робот-пылесос с пером.
    Корпусные детали были спроектированы в 3D и отпечатаны на принтере, электроначинка собрана на базе Arduino Mega ATmega2560, 4 шаговых двигателей 28BYJ-48 с драйверами ULN2003, сервомотора SG90 и 4 всенаправленных колес. Оставалось лишь запрограммировать движения принтера и поднимание/опускание пера. На Arduino IDE это не сложно.
    Прототип в итоге выглядит внушительно, по запчастям стоит всего 3-4 тысячи рублей, но вот скорость и точность явно недостаточны. Да и первоначальная загрузка изображения не реализована, нужно задавать все передвижения в коде. Зато рисует.


    Техническая система профилактики и преодоления заикания во время выступления


    Разработчик: Арина Филимонова, 12 лет

    Можно ли заикание «выключить» на время, чтобы сделать презентацию или поучаствовать в дискуссии? Оказывается, можно. Надо, с одной стороны, задать мозгу темп, чтобы синхронизировать речь, а с другой – отвлечь нервную систему от спазма в районе гортани.
    Система состоит из метронома, Bluetooth-наушника и миостимулятора. Метроном создан на базе платы Arduino Mega 2560 и пульта Keystudio IR Receiver. Частота сигналов регулируется в пределах 40-100 ударов в минуту. Звук подается на пьезоизлучатель или по Bluetooth на наушник. Сам метроном убирается в карман.

    Миостимулятор собран также вручную. Он выдает импульсный ток силой 10-15 мА длительностью 1-100 мс. Прибор крепится на кожу в районе диафрагмы. Под действием тока возникает изолированное безболезненное сокращение мышц живота.

    Что в итоге? Арина тестировала прибор на себе. Он позволил ей на время забыть о заикании, методиках контролирования дыхания, избегании определенных согласных, и просто рассказывать презентацию. Система работает.


    Спутник


    Александра Соколова, 9 лет


    Плох тот изобретатель, кто с раннего возраста не придумывал что-то космическое: прототип ракеты, супердвигатель или новое чудо-оружие. Уже с детства нужно мыслить глобально. Модель спутника как раз укладывается в эту концепцию.

    Сам наноспутник представляет собой кирпич с крылышками, оснащенный источником питания, датчиками температуры и ориентации в пространстве, а также радиопередатчиком. Данные отправляются на пульт, отображающий телеметрию на экране.

    Начинка собрана и запрограммирована на Arduino. Модуль ориентации включает в себя 3-х осевые гироскоп, акселерометр и магнитометр, что дает возможность точно определить положение спутника относительно первоначального положения. Цифровой датчик измеряет температуру с точностью до десятых долей градуса, а модуль связи передает телеметрию на расстояние до 1500 метров по прямой видимости.

    Конечно, если такой спутник запустить на орбиту, он превратится в груду железа: начинка не предназначена для работы в космосе, дальности передачи сигнала крошечная. Но для развития навыков программирования и ощущения сопричастности с космосом вполне пойдет.


    Танцующий робот-артист


    Глеб Загорский, Тимур Цибиков, Филипп Самборский, 10-12 лет


    Человекоподобный робот, выполняющий все твои команды, артист, способный петь и танцевать на организованных тобой представлениях. Чтобы почувствовать себя этаким Карабасом Барабасом, сейчас нужно не так много. Разработать 3D-модель корпуса робота и распечатать на 3D-принтере, собрать на Arduino платформу, обеспечивающую движения, запрограммировать ее – и театр кукол готов.

    Ребята использовали микроконтроллер Arduino Nano 3.0 ATMEGA328P, серводвигатели SG90, ультразвуковые датчики расстояния HC-SR04, пьезо-динамики и светодиодные матрицы. Запрограммировали его в визуальной среде MBlock. Написали с помощью AppInventor приложение для Android, позволяющее управлять роботами.

    Да, роботы не очень похожи на людей, набор действий ограничен, но стоит добавить немного фантазии, и уже можно ставить домашние спектакли.


    Куртка с подогревом


    Никита Скурков, 13 лет

    Куртка с подогревом особенно актуальна в северных и восточных областях России, поэтому мы включили этот проект в статью. Да, в ней нет электронной начинки, схема максимально проста: источник питания и сопротивление. Фокус в том, чтобы рассчитать сопротивление проводов, необходимое для достаточного, но не чрезмерного нагрева.

    В данном случае потребовалось 8 метров провода диаметром 0,5 кв. мм. Из провода сформирована сетка, прикреплена к подкладке куртки. Остается только установить выключатель, подключить источник питания – и вперед. Правда, у автора проекта не оказалось под рукой пауэрбанка, и он использовал блок питания от компьютера формата ATX.

    Куртка-самогрейка – полезное решение, хотя есть ряд очевидных минусов. Аккумулятора хватит максимум часа на 3, при переразряде без платы защиты он запросто может загореться. Постирать такую куртку будет сложно – в машинку не бросишь. Ну и хотелось бы посмотреть на глаза охранников в метро, когда они увидят провода, торчащие из куртки…


    Трубофон+


    Александр Дорохов, 8 лет


    Изобрести свою собственную барабанную установку из подручных средств? Почему бы нет. В лучших традициях шоу-группы Stomp инструмент собран из канализационных труб ПВХ диаметром 32 мм. Высота звука зависит от длины трубы, для игры используются лопатки наподобие ракеток для пинг-понга.

    Электрическая часть представлена в виде вставленных в трубы светодиодов, загорающихся при замыкании контакта при ударе лопаткой (кстати, весьма оригинальное решение с пружинкой). Питание – от пальчиковых батареек.

    Играть на таком трубофоне просто: берешь лопатки и стучишь по горловинам. Звук получается весьма необычный.

    Как видите, сегодняшняя молодежь бурлит идеями, ищет себя, пробует найти что-то новое даже там, где, казалось бы, все навеки зацементировалось. Хорошо, что у них есть подходящие инструменты, с помощью которых это можно делать быстро и недорого.

    Обязательно поделитесь своим опытом, что вы изобретали в детстве, насколько сложно это было, и как вам это помогло во взрослой жизни. Посмотрим, как трансформировались творческие увлечения.
    ПСБ
    62,61
    Компания
    Поделиться публикацией

    Комментарии 41

      +4

      Учитывая возраст авторов, любое изделие прекрасно. Молодцы ребята!

      • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
        +7
        Я не специалист в детской психологии и поведении, но видно же что девочка со спутником мало что понимает из того что говорит. Да и часть проектов выглядит так как будто за них все сделали родители чтобы выйграть конкурс. Ну или это просто моя зависть.
          –1
          Думаю, помощь родителей/учителей, с кем совместно собирались данные проекты, никак не отменяет заслугу детей.
            +1
            Помощь — это когде ребенок делает сам, а учителя/родители задают направление и подсказывают и объясняют сложные вещи. Тут больше не на помощь похоже, а на то, что девочке дали готовый проект и заставили зазубрить презентацию.
              +3
              Как бы не хотелось верить в это поколение, но все что вы показали-просто фарс.Единицы из миллионов заражены техникой и электроникой с малых лет.Любому ребёнку хочется бегать, прыгать, лазать по деревьям(если он конечно здоров).Но только не сидеть зубрить и изучать предметы и понятия, полный смысл которых он поймёт годам к восемнадцати.Дети в вашей статье не понимают и половину из необходимых знаний, нужных даже просто для того, чтобы написать более менее годный код или спаять хотя бы с третьего раза работающий мультивибратор.Все это ужас и печаль печальная.Увы, современные дети-поколение окей-гугл, википедия и ctrl-c ctrl-v.Ребёнку от горшка два вершка, он говорит: хочу собирать роботов.Нормальный отец говорит: да, вот тебе учебник, вот сначала научись собирать светофор, машинку, радиоприёмник, ещё два десятка каких-либо простеньких автоматов, вот тебе математика, вот через пару лет мы с тобой соберем робота.А хреновый папаша ведёт ребёнка в школу робототехники, где ребёнок ничему увы не научится, разве собирать из готовых модулей готовое изделие и задавать примитивную конфигурацию для его работы.
                0
                Частично я с вами согласен. Но мы же сейчас не вырезаем ложки из дерева, чтобы поесть, а берем готовые. Я регулярно наблюдаю как «дети-поколение окей-гугл» играют с камнями и палками так же ловко как и со смартфонами.
                На мой взгляд в этом и заключается смысл эволюции и прогресса. Каждое следующее поколение должно поднимается на следующую ступень абстракции, умело используя наработки и достижения своих предков.
                  +1
                  Ничего подобного, как учили аз-буки-веди — так и будут учить еще тысячу лет, как читали по слогам, как считали палочками-так и будут.Технологии технологиями.Знать путь и пройти его-не одно и тоже.Есть очень важный инструмент — опыт.Его не скачать и не нагуглить.С каждым решенным примером, с каждым выполненным упражнением, с каждой решенной задачей нейронные связи расширяются, разрастаются, усложняются.Откуда это будет у ребенка, если ему дают все готовое? По поводу ложек-вырезали в детстве, и кораблики из говна и палок собирали, и поджиги делали, и самолеты клеили из картона и бумаги, потом радиокружок, и авиамодельный, и т.д. Все постепенно. А им сейчас все покупают, дети сейчас просто неспособны к творчеству, к анализу, к чему то более сложному чем повторить чужой проект на ардуине(который реализовал человек, прошедший все с самого начала). Это печально все.Дети не виноваты, это все заслуга родителей.
                  0
                  Эм… Я написал первую программу в 8 лет на ZXSpectrum. Да, программка была лажовая: ездила машинка и управлялась клавишами. Как сейчас помню: jkim. Ну и небольшие навыки паяния — спектрум был собран отцом и клава была просто припаяна к ножкам на плате. В итоге, шлейф постоянно отпаивался и я его подпаивал.
                  Потом был кружок радиолюбителей, где я паял первые программно-управляемые схемы. Ну как… электрическое пианино с набором звуков из папки(это уже было на 80086 и с++). И для 12 лет это было весьма неплохо.
                +9
                Я бы ещё понял, если бы девятилетняя девочка использовала Ардуино. Но девятилетняя девочка использовала несколько pic18f25, которые программируются в среде MPLAB X. Саму по себе среду разработки нельзя вот просто так взять и скачать и настроить девятилетнему ребёнку. Есть нюансы. Я не программирую PIC, но программирую stm32. Так вот чтобы на stm32 читать данные с акселерометров, датчиков температуры, работать с шиной SPI и GPIO нужно программировать регистры микроконтроллера, что не очень-то возможно без понимания его архитектуры. Микроконтроллеры PIC это не проект Ардуино, где 100500 разных библиотек написаны огромным сообществом. Это Tabula Rasa, где обитают только профессионалы. Нельзя вот просто так взять и начать программировать микроконтроллеры в девять лет (С) Боромир. Для меня совершенно очевидно, что (наверное) папа выполнил постановку задачи, планирование работы, разработку ПО и всю слесарную части работы. Не говоря уже о написании тех. документации на проект. Зато какая подача!
                  0
                  Александра Соколова, 9 лет
                  Плох тот изобретатель, кто с раннего возраста не придумывал что-то космическое:

                  Начинка собрана и запрограммирована на Arduino

                  Вы про это? Тут что-то исправили или удалили?
                  Но и 8-битные пик/авр всё же заметно проще армов, да и библиотек на них разных тоже не мало. ИМХО для девятилетнего ребенка посильная задача, с некоторыми оговорками.

                    +1
                    Тут что-то исправили или удалили?

                    Если вы посмотрите само видео, то на доске будет блок-схема этого устройства. Там написано «pic18f25k22» на каждом блоке.
                    Вот ссылочка на конкретное время в этом видео, где изображена доска.

                  +4
                  Вы бывали на выставках поделок в садике? Вот где шедевры, достойные галерей! Очень способные детки 3-4 лет легко переплюнут 9-летних спутникостроителей! :)

                  А теперь без сарказма. Я думаю, что основная цель таких вот детских творческих конкурсов — это заставить родителей провести время со своими детьми за совместным занятием, узнать их таланты и интересы. Плюс помочь ребятам попробовать себя в разных видах деятельности — понравится ли рисовать, клеить, строить роботов или паять чего-нибудь.

                  Но, как это всегда бывает, не может быть всё идеально — многие родители самоутверждаются за счёт своих детей. Участие ребёнка в таких случаях — иногда стоял рядом и просил поиграть уже с ним, а не с паяльником.
                    +1
                    Я думаю, что основная цель таких вот детских творческих конкурсов — это заставить родителей провести время со своими детьми за совместным занятием, узнать их таланты и интересы.

                    Да! Ради одного этого можно закрыть глаза на многое, если бы не жирное «но».

                    Иногда родители так увлекаются конкурсом (чествуя своё эго), что ради победы (своего чада в нем) готовы забыть про все. Комфорт, интерес, удовольствие, а иногда и здоровье ребенка, топя за результат. Любой ценой.
                      +1
                      Согласен, и это не плохо и может привести к чему-то дельному.
                      На мой ДР в 6 лет папа подарил мне конструктор из проводочков, лампочек, батарейки, моторчиков и прочих выключателей, свою реакцию я тогда не помню, но помню, когда на 7-ми летие он подарил мне конструктор из которого собирался радиоприемник на 9-ти транзисторах я заплакал (мне хотелось машинку). Но мы его собрали и он долгое время еще работал, несколько лет. А вот я уже лет в 12-13 начал сам собирать свои поделия из рассыпухи и схем из серии брошюр «Массовая радио библиотека», всякие пищалки и мяуколки, светофоры и тут пошло-поехало, папины журналы «Радио» и т.д. Когда дома появилась первая персоналка, начался Pascal, потом TASM, потом микроконтроллеры… Правда ни в каких конкурсах я не участвовал никогда, «паял» для себя.
                      Я про что… Для детей, на мой взгляд это полезно, если им это зайдет, то они потом уйдут далеко вперед такого папы, а если нет, то хотя бы проведут хорошо время вместе.
                      +3
                      Позвольте поинтересоваться. Меня всегда интересовало — ну вот где вы берете эту Й в частности в
                      выйграть

                      ?
                      этож даже на как слышица так и пишица не натянешь при всем желании…
                        –1
                        У меня есть ощущение, что в разных регионах России говорят по-разному. Иначе я не могу объяснить форсинг написания «биткойн» википедией. Я, например, даже выговорить такое не могу.
                          0
                          А как надо? Биткоин? Почему coin — койн, но bitcoin — биткоин?
                            0
                            Потому что я произношу coin как коин.
                              +1
                              А я говорю — выйграть, хоть и пишу выиграть. Вы-играть у меня в сознании на 2 части разваливается.
                      +4
                      Миостимулятор собран также вручную. Он выдает импульсный ток силой 10-15 мА длительностью 1-100 мс. Прибор крепится на кожу в районе диафрагмы. Под действием тока возникает изолированное безболезненное сокращение мышц живота.

                      А это уже тянет на медицинский прибор. От чего осуществляется питание? Надеюсь, не от USB? Как сделана защита по току?

                      P. S. Какие могут быть требования к 12-летней девочке по схемотехнике и знанию гостов по защите медоборудования… А вот прицепить на кожу электроды… И кто там куратор, что такое разрешил?
                        +1
                        Это детский исследовательский проект. Не думаю, что стоит так углубляться в медоборудование и тп. Как сложиться путь этого проекта сложно предугадать, но при этом данное устройство помогло ей уверенно выступить на конференции. И это успешный опыт дальше развивать в себе научно-технически навыки.
                        P.S. При участии наставников и учителей конечно же.
                          +3
                          Так какое там питание? Батарейное или нет?
                            0
                            Да, батарейка.
                            +1
                            Тут два момента:
                            1. Устройство с питанием от сети опасно для жизни при мелких неисправностях.
                            При батарейном питании все чуть лучше
                            2. Одну из премий дарвина получил человек, измерявший свое сопротивление. В процессе, он проткнул щупами пальцы на левой и правой руке. Сердце остановилось. За полную достоверность не ручаюсь, но ссылку на статью, которая это описывала, видел здесь на хабре.

                            Поэтому даже в детском проекте, если что-то присоединяем к человеку — требования по безопасности должны быть «взрослыми»
                          +2
                          Разрешите немного докопаться до проектов:
                          — Техническая система профилактики и преодоления заикания во время выступления — указан контроллер Arduino Mega, а на картинке Arduino UNO. И где картинка устройства? Вижу ардуинку с динамиком, вижу, скорее всего, мышку разобранную, а где «система профилактики»?

                          — Танцующий робот-артист — это уже известный проект Otto

                          — Куртка с подогревом — тоже общеизвестный проект, например, тот же AlexGyver делал.

                          Это я все к тому, что, по-моему, автор слабо вник и раскрыл разработки и заслуги самих ребят.
                            0
                            Это же дети. И, возможно, у каждого из них это первые шаги в научно-техническое творчество. Сорри, если вам показалось недостаточно информации, то подробнее вы можете почитать на сайте проекта contest.shustrik.org
                              +4
                              Вы просили писать оценки проектов, извольте))))
                              Странный аргумент «это же дети». Я сам работаю с детьми, готовлю к подобным конкурсам. Уровень детей и их возможности мне знакомы. Эти проекты либо какая-то «залипуха» и организаторы оценивали откровенно списанные из интернета проекты, либо автор слабо раскрыл работу самих участников (они взяли что-то из интернета и дополнили).
                                0
                                >и дополнили

                                Ага, пластиковый конус-колпачек к роботу приклеили.
                            +4
                            Мальчик с канализационными трубами молодец. И куратор проекта, тоже молодец.
                              +1
                              Можно заметить, что ролики таких установок на Ютубе уж лет 10 лежат?
                                +4

                                Да роликов для свободного повторения лежат тонны, даже на том же канале кипкея или алексгайвера, только многие ли из нас оттуда хоть что-то повторяют дальше уровня "о, прикольно, сохраню в закладки и сделаю как-нибудь"? :-)

                                  0
                                  В заголовке есть слово «изобретают», не «повторяют» или хотя бы «создают». Изобретать — это придумывать что-то новое. А тут и не новое, и значительную часть работы не дети делали.

                                  С точки зрения участия детей в интересных развивающих проектах — это очень здорово. Но зачем писать заведомо неверный заголовок?
                                0
                                Группу blueman гляньте youtu.be/dOLBn8GKBlA
                                +2
                                Для трубофона не нужен микроконтроллер, хотя если это первая работа из серии «помигать светодиодом» то зачет ) Интересны высказывания типа, это же все есть в сети, повторы… и т.д., А помоему все так и учатся, начинают с повтора каких то проектов, от простого к сложному, приходя к собственным идеям, разработкам. Ну и совместная работа с старшими, родителями… Респект ребятам!
                                  0
                                  Полностью собранное и работающее устройство важно для поддержания интереса, но оценивать видимо стоит именно ту часть работы которую проделал сам ребенок.
                                    0
                                    Дети молодцы. Это правильные увлечения.

                                    А у меня тут сразу возник маленький вопрос по Arduino. Кто в теме, Arduino хорош как платформа для обучения или на нем можно собирать не только любительские поделки, а какие-либо практические вещи?
                                      0

                                      Смотря какие практические вещи нужны. Если включать-выключать свет в саду по таймеру + освещённости, то если грамотно код писать, можно и ардуиной обойтись. Если рулить маленьким ядерным реактором, то лучше уже спуститься куда-то поближе к железу, где меньше неконтролируемого кода извне.

                                      0
                                      — Папа, папа! Тут конкурс объявили! Давай участвовать!
                                      — что за конкурс?
                                      — изобретения, уже принимают!
                                      — …
                                        0
                                        Эх ну почему этого не было в моем детстве, даже батареек толком не было, двигатели на 12 в выдерал из старых магнитофонов. Сейчас могу себе это позволить, но уже не так интересно. Эх…
                                          0
                                          Нам капец :) Куртка — особенно огонь :)
                                          ps сам немного вёл радиокружок если что.

                                          Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                          Самое читаемое