Как выглядит электронный конструктор

Обновлено: 07.12.2022

Мы достаточно последовательно отсматриваем «педагогические» конструкторы, в связи с чем решили обратиться еще к одному отечественному производителю, который выпускает конструкторы «Знаток». Для тех, кто ни разу не сталкивался, я коротко расскажу об одной из самых простых моделей «Первые шаги в электронике» для детей 5+.




«Знаток» — один из типов конструкторов «по образцу», может быть «метонимический», когда какая-то часть, функция чего-либо переносится и дает название целому. По этому принципу созданы схемы и для этого набора: «Скорая помощь», «Защита от воров» и т. п. Всего таких схем в модели, которая досталась мне — 15:


  • Звук полицейской машины при разрыве провода
  • Звук пожарной машины при разрыве провода
  • Звук пулеметной стрельбы при разрыве провода
  • Звук кареты скорой помощи при разрыве провода
  • Проблесковый светодиодный сигнал для защиты от воров
  • Карета скорой помощи со световым и звуковым сигналом
  • Полицейская машина со световым и звуковым сигналом
  • Пожарная машина со световым и звуковым сигналом
  • Звук полицейской машины
  • Звук пулеметной стрельбы
  • Медленно моргающий светодиод
  • Полицейская машина с красным светом
  • Предупредительный красный свет и звук пулеметной стельбы
  • Тестер проводимости
  • Пожарная машина

Все схемы проиллюстрированы, так что ошибиться практически невозможно, и все они так или иначе «работают» со светом и звуком. Всего же в наборе 19 элементов, каждый из которых охарактеризован в инструкции, что делает сборку осмысленным процессом, а не просто копированием инструкции.


  • Динамик
  • Сигнальная интегральная схема
  • Резистор 100 кОм
  • Транзистор PNP
  • Монтажная плата
  • Красный светодиод
  • Батарейный отсек
  • Провода

Под проводами в данном наборе имеются в виду синие «пластинки» разной длины, а все детали крепятся друг к другу и к плате по принципу «кнопок-пуговиц»:


Для удобства и устойчивости все это располагается на «плате», которая представляет собой пластмассовую пластину, и когда модель готова вы увидите свет или звук.


Звук пожарной машины:

Вот так, с помощью «разрыва» провода предлагается сделать сигнализацию для дома. Например, если злоумышленник проникает в дом, нарушая провод, связывающий два контакта, то диод начнет мигать:

Микроник vs Знаток

Достаточно большой обзор конструктора «Микроник» мы уже писали. В общем, как и Микроник — «детская версия» продукция Амперки, хорошо знакомой вам своими «Матрешками», так и «Первые шаги в электронике» — упрощенная версия конструкторов, количество схем которых достигает 1000!

Оба конструктора продаются в хорошо оформленных коробках, правда, коробка «Микроника», несмотря на большее количество деталей, сильно компактнее:


При этом, детали конструктора «Знатока» разложены по ячейкам, в то время, как внутри «Микроника» вы найдете десятки целлофановых пакетов, каждый из которых, правда, подписан.


Что касается «плат», то в «Микронике» и она — сильно меньше, что с одной стороны позволяет собирать чуть большее количество схем (в Микронике их 20), но и работу делает кропотливее:


«Питаются» оба конструктора аналогично: от «пальчиковых» батареек, но с разницей в количестве. Для «Микроника» нужно 3 шт., для этой версии «Знатока» — 2 шт.


В обоих случаях работать предлагается по инструкции:


Попутно хочу отметить, что «Знаток» прочнее, а его элементы крупнее, что сделает его более удобным и практичным для детей заявленного возраста — 5 лет и старше. «Микроник» компактнее, серьезнее, и у него значительно большее количество элементов. Это в каком-то смысле делает его надежнее, потому как дети (Микроник предлагается от 7-ми лет) могут что-то поломать, потерять.


Не знаете, как спасти домашнюю технику от юного изобретателя с инженерными задатками? Или не можете придумать, чем увлечь скучающего ребенка, которому приелись обычные игрушки? Тогда купите необычную! Например, электронный конструктор.

Набор схем, датчиков и проводов позволит занять ваше чадо на несколько часов или даже дней, поспособствует его развитию и, возможно (чем черт не шутит!), поможет определиться с выбором будущей профессии. Только не факт, что у вас появится больше свободного времени: просто такая крутая штука как электронный конструктор обязательно заинтересует и родителей.

«Комсомолка» составила для вас свой рейтинг лучших электронных конструкторов. И бонус – советы от эксперта.

Рейтинг топ-10 по версии КП


Лего, если вы не знали, делает не только обычные сборные игрушки, но и электронные. В этом наборе – почти 900 деталей! Понятно, что понадобится немало времени, терпения и сил, чтобы собрать нечто интересное. Зато по итогу получится очень забавный робот Верни с развитой мимикой, который перемещается на гусеницах в любом направлении, умеет стрелять дротиками, переносить разные предметы, реагирует на звуки и даже различает цвета, объекты и расстояние между ними. Но и это не все! Из деталей можно собрать милейшего робо-кота Фрэнки, гитару и даже целую автомастерскую.

Характеристики:

  • Возраст: от 7 лет
  • Материал: пластик
  • Количество деталей: 847
  • В комплекте: детали, игровой коврик, учебно-методический комплекс
  • Дополнительно: работает на батарейках; взаимодействие с мобильным приложением, с двигателем, с микрокомпьютером
  • Производитель: Индонезия


Игрушка для начинающих. Причем, для начинающих самостоятельно. Да, этот комплект настолько прост в деталях, что родителям не придется часами корпеть над сборкой вместе со своим чадом. При этом, из элементарного набора можно собрать 30 разных проектов: например, устройство, которое напомнит про важные дела, или шуточный «детектор лжи», или охранную сигнализацию для шоколадки (если в семье есть хитрый младший брат или папа-сладкоежка).

Идеально для того, чтобы делать первые шаги в электронике, кодировании и программировании.

Характеристики:

  • Возраст: от 5 лет
  • Материал: пластик, металл
  • Количество деталей: 7 деталей
  • В комплекте: детали, инструкция
  • Дополнительно: работает на батарейках
  • Производитель: Китай

Этот конструктор даже игрушкой назвать язык не повернется. Конструктор работает на плате Arduino, которая с одной стороны проста, потому что не требует специальных знаний в электронике, и одновременно сложна – потому что все-таки это настоящая электроника. Поэтому если вы решили купить «Матрешку Y» в подарок наобум, не зная пристрастий одаряемого, подумайте еще. Зато если ребенок - человек интересующийся, знает, что такое термистор и микросервопривод, этот набор однозначно приведет его в восторг.

В комплекте: макетная плата, радиодетали, провода. Вот уж где тренируется усидчивость и внимательность! Чтобы не запутаться, особенно, если действительно изучаете науку с нуля, пользуйтесь подробной инструкцией. Брошюрка тоже входит в набор.

Характеристики:

  • Возраст: от 10 лет (рекомендовано от 14 лет)
  • Материал: пластик, металл
  • Количество деталей: 200 деталей
  • В комплекте: радиодетали, провода, макетная плата, обучающая брошюра
  • Дополнительно: с микрокомпьютером
  • Производитель: Россия


Крутая альтернатива обычным «игрушкам» на планшете для любителей новых технологий. Что любят все мальчишки? Правильно, роботов. Этот – боевой красавец на гусеничном ходу, с 32-битным процессором ARM Cortex Mx – покорит сердце любого ребенка. Благодаря аккуратному исполнению деталей, робот даже не выглядит как сборная игрушка. Но – из тысячи деталей можно сконструировать несколько вариантов робота, управляемых через приложение на смартфоне.

И что немаловажно (особенно если ребенок посещает занятия по роботехнике) – производителем заявлена полная совместимость с Lego.

Характеристики:

  • Возраст: от 10 лет
  • Материал: пластик
  • Количество деталей: 1086 деталей
  • В комплекте: программное обеспечение, брошюра-инструкция
  • Дополнительно: с микрокомпьютером, с двигателем
  • Производитель: Китай

Если предыдущий робот был весьма сурового вида, то этот – полная противоположность, что нашло отражение даже в названии. Внешний облик примитивен – грубо говоря, все провода наружу. Но это не лишает робота очаровательности.

Более того, несмотря на свой незатейливый вид, игрушка умеет делать разные интересные вещи. На первых порах с ее помощью ребенок поймет, как работает сенсорный выключатель и прожектор, а на более сложных стадиях можно собрать робота-следопыта или борца сумо.

Все этапы сборки прописаны в брошюре. А чтобы играть было веселее, в комплекте есть набор ярких наклеек.

Важно! Этот комплект является продолжением набора «Йодо». Если такого у вас нет, понадобится приобрести основные детали: собственно, сам мини-компьютер Iskra JS, и ряд других комплектующих.

Характеристики:

  • Возраст: от 10 лет
  • Материал: пластик
  • Количество деталей: 129 деталей
  • В комплекте: детали, роботрасса, наклейки, отвертка, буклет
  • Дополнительно: с двигателем, на радиоуправлении
  • Производитель: Россия

Еще одна альтернатива раскрученному Lego. Из деталей можно собрать разных роботов, схожих по тематике – покорение космоса. Уже готовая игрушка умеет не только быстро перемещаться, обходя препятствия, и поднимать предметы (как и многие другие роботы-конструкторы от разных производителей), но даже подмигивает и разговаривает.

Производитель заранее запрограммировал игрушку на разные фокусы (в том числе, придумал серьезный 24-уровневый приключенческий квест), но при этом оставил место для полета фантазии ребенка. Да-да, здесь можно программировать самому, создавать новых роботов не по инструкции и «обучать» их различным функциям. А управлять через приложение можно не только с планшета, но и с любого смартфона.

Характеристики:

  • Возраст: от 8 лет
  • Материал: пластик
  • Количество деталей: 397 деталей
  • В комплекте: детали, инструкция
  • Дополнительно: управление при помощи устройства на базе ОС IOS, Android
  • Производитель: Китай


Простой, понятный и дешевый вариант для самых маленьких. И здесь не просто набор элементов, правильно собрав которые, загорается лампочка – как это бывает в бюджетных конструкторах. Нет. В этом случае ребенок собирает интересную вещь – проектор, который показывает яркие изображения животных.

Этот конструктор интересен не только с точки зрения обучения: если даже ребенок не заинтересуется электроникой по-настоящему, он как минимум будет увлечен несколько часов кряду. Плюс: сможет «показать фокус» младшему брату или сестре. А благодаря своим скромным параметрам, эту игрушку можно взять с собой в дорогу.

Характеристики:

  • Возраст: от 5 лет
  • Материал: пластик, металл
  • Количество деталей: 14 деталей
  • В комплекте: детали, инструкция
  • Производитель: Россия


А вот и конструктор для любителей всего с приставкой «эко». Это не шутка: с помощью этой игрушки ребенок узнает про механическую и солнечную энергию, поймет принцип работы ветрогенератора.

В наборе всего 24 детали, но, судя по описанию, из них можно собрать 50 разных проектов.

Легкая сборка и отсутствие необходимости пайки позволит окунуться в науку даже дошколенку. Кстати, в линейке производителя есть и другие интересные электронные конструкторы, которые покажут ребенку, например, как работают голосовые приборы и как можно творить волшебство при помощи света.

Характеристики:

  • Возраст: от 5 лет
  • Материал: пластик, металл
  • Количество деталей: 24 деталей
  • В комплекте: детали, учебно-методический комплекс
  • Производитель: Россия


Почти 3 килограмма микросхем, проводов и радиодеталей. Согласитесь, это уже не игрушка, это серьезная вещь для детей увлеченных.

В упаковке с ретро-дизайном – чуть ли не вся физика. По крайней мере, раздел радиоэлектроники. С помощью этого конструктора ребенок сможет ставить около 60 опытов с диодами, резисторами и конденсаторами.

Но здесь однозначно не обойтись без помощи взрослого (который разбирается в электронике), или такой конструктор нужно покупать уже более опытному ребенку. Дело в том, что инструкция есть, но она на чешском.

Характеристики:

  • Возраст: от 10 лет
  • Материал: пластик, металл
  • В комплекте: детали, инструкция на чешском
  • Производитель: Чехия


Необычный конструктор – из картона! Да, бывают и такие.

Схема максимально простая, паять ничего не нужно, составлять длинные сложные электрические цепи – тоже. Поэтому такой комплект можно купить даже четырехлетнему ребенку. Благодаря ему он узнает, что такое электрический ток, а в садике сможет прослыть юным гением, оперируя словами «транзистор» и «резистор».

Из деталей игрушки можно собрать две конструкции: на одной инопланетяне похищают корову, вторая – взмывающая вверх ракета. Правильно присоединив все элементы, игрушки будут светить, мигать лампочками и заставлять ребенка хлопать в ладоши (от радости и удивления, разумеется).

Если и прививать интерес к науке, то с таких конструкторов.

Характеристики:

  • Возраст: от 4 лет
  • Материал: пластик, металл, картон
  • В комплекте: детали, картонная основа, инструкция
  • Количество деталей: 19 компонентов
  • Производитель: Россия

Как правильно выбрать электронный конструктор

Если вы оказались случайно на вкладке с этой статьей, и вам неясно, нужен ли электронный конструктор вашему ребенку и для чего вообще такая игрушка, то вот вам ответ от нашего эксперта.

- В возрасте 4-5 лет дети становятся очень любопытными, они задают много вопросов, стараясь лучше понять мир. Мы часто слышим от них вопросы: «А откуда берется свет?», «Что это за звук?», «Как работает тот или иной прибор?» и т.п. Очень важно родителям быть внимательными к своим детям, стараться удовлетворять их любопытство и поощрять интересы, - говорит магистр психологических наук, детский психолог, автор блога о детской психологии в Instagram Виктория Сухань. – Бывает, что вопросы заводят родителей в тупик. Конечно, все ответы можно найти в интернете, но есть и более интересный вариант. Это всевозможные развивающие научные и познавательные игры и игрушки, в том числе, электронные конструкторы. С их помощью ребенок может собрать свою первую настольную лампу, элементарный радиоприемник и многое другое. Конструктор подарит радость от создания чего-то нового и познакомит ребенка с основными законами физики и электроники.

Если говорить о плюсах для развития ребенка, то, по словам детского психолога, их масса. В частности:

  • Развивает творческое и аналитическое мышление,
  • Тренирует усидчивость, учит концентрироваться на выполняемой задаче,
  • Развивает мелкую моторику,
  • Тренирует память и внимание,
  • Учит выстраивать логические цепочки,

- Если Вы хотите приобрести ребенку такой конструктор, то первое, от чего нужно отталкиваться - это возраст ребенка, - отмечает Виктория Сухань. - Для дошкольников подойдут конструкторы с маленьким количеством схем. Детям постарше придутся по душе сложные конструкторы, которые займут их не на один вечер. Также следует ориентироваться на хобби и увлечения ребенка. Существуют конструкторы, которые помогают создавать звуки, а есть и такие, которые с помощью света позволяют комбинировать и получать самые необычные цвета и оттенки. Такие наборы понравится более творческим детям. Ну а что касается безопасности, то все электронные конструкторы полностью безопасны: детали легко собираются и разбираются, и подходят для ребят с самым разным уровнем знаний. Но если Вы думаете, что ребенок сам с

игрушкой не справится, можете ему помочь в этом. Во-первых, и вам самим будет интересно, а во-вторых, совместно проведенный с родителями досуг делает детей счастливее.

Сегодня мы подготовили небольшую подборку электронных конструкторов, с помощью которых ребенок сможет сделать собственные первые эксперименты и совершить первые шаги в программировании.




Опыты с электроникой в последнее время стали довольно популярны: даже в розничных магазинах можно встретить большое количество однотипных, локализованных разными поставщиками, подарочные коробки, внутри которых инструкции для коротких проектов.


Один из самых простых примеров — это «Картофельные часы», "Природное электричество" и т. п.

Последний — это не совсем электронный конструктор, хотя и грань между ними довольно тонкая: набор простых компонентов — есть; схема для сборки, или активации простых элементов — есть; провода, инструкция… В общем, пытаются соответствовать.


Честно говоря, при довольно-таки богатой коробке — весьма незамысловатое наполнение. В комплекте несколько медных и цинковых пластин, провода, крышки, для которых придется самостоятельно искать бутылки, диод на подставке и очень просто сделанные цифровые часы.


Чем может привлечь? Для того, чтобы активировать что-либо, необходимо приложить какие-то усилия сверх набора: найти соленую воду, цветок в горшке или пару яблок. В этом смысле маленькому ребенку может быть любопытно и полезно узнать, что некоторые вещи, которые нас окружают немного необычны.


Надолго такой игрушки не хватит, но часы, подключенные к маминому фикусу вполне могут простоять какое-то время и даже показывать его же, если не забывать вовремя поливать. Стоимость 790 рублей.

Похожим на этот набор можно назвать "Мастерскую электричества", о которой мы не так давно писали. Набор также кому-то кажется слегка переоцененным, но у него есть ряд достоинств.


Две цветные инструкции: текстовая и визуальная, несложная платка с удобным пружинным креплением проводов, что не требует от ребенка сверхчетких действий. И, также как и в описанном выше наборе, некоторое пространство для творчества вместе с соленой водой и т. п. Всего же «Мастерская» электричества предлагает свыше 20 экспериментов.


В наборе моторчик, динамик и несколько лампочек. При, опять же, некоторой «бедности» комплектации сама коробка оформлена весьма приятно и тянет на хороший сувенир ребенку на время школьных каникул.

Микроник — пожалуй, наш самый любимый образец.

Это проект «Амперки» хорошо знакомого вам производителя наборов для программирования на базе Arduino.

Микроник же стоит особняком: ничего программировать тут не надо. Это начальный набор для первых опытов.


В наборе свыше сотни компонентов, которые последовательно должны занять свое место на маленькой плате.


Плата действительно миниатюрная, за что данный конструктор некоторые критикуют, мол, ребенку трудновато работать на таком пространстве. Тут есть и рацзерно. Но одна из задач, вероятно, и была «конструктор для маленьких» сделать маленьким.

Некоторые эксперименты, а также комплектацию «Микроника» мы уже описывали в одном из давних обзоров аж за 2015 год.

Сильно фантазировать тут не получится: все двадцать моделей, которые предусмотрены, собираются из предложенных в наборе компонентов, то есть без соленой воды, фруктов и пластиковых бутылок можно обойтись.

Простейшие эксперименты собираются довольно легко, так как отсчитать нужное количество клеточек для подключения в относительной пустоте не очень сложно.


Иные же модели потребует большего усердия и внимательности.


Из относительно недорогих проектов «Амперки» также хотелось бы упомянуть "Технокуб". Он любопытен тем, что поможет создать ребенку первое смарт-устройство самостоятельно.

Работает он на базе платформы Iskra Neo с микроконтроллером ATmega32U4, что, как уточняют авторы, аналог Arduino Leonardo.


Всего в наборе не так много компонентов, из которых предлагается собрать куб с диодной нотификацией о разных событиях.


С учетом того, что многие подобные вещи нас окружают, начиная от умных браслетов, которые оповещают о звонках, до датчиков движения, смарт-камер с многочисленными пушами, такое занятие кажется очень своевременным.

Вернемся к обычным конструкторам. Из аналогов «Микроника» следует упомянуть конструкторы "Знаток". Главное их отличие — большая наглядность, упрощенный и более надежный способ закрепления элементов.


Безусловно, некоторая атмосфера «серьезного» взрослого конструктора теряется, но для постижения простых законов физики и электроники, возможно, она и не нужна. Элементы конструктора крепятся к плате с помощью «кнопок».


Все выполнено из жестких элементов, и значит конструкция не развалится, не рассыпется: это довольно надежно и прагматично. Сама же «плата» в разы больше и «Мастерской электричества», и уже «Микроника» подавно.


Что-то не доделал? Легко убрать с доской и отложить до следующего раза.

Раз уж мы коснулись темы электронных робототехнических конструкторов, то уместно упомянуть пару примеров. Во-первых, электронные конструкторы «ЛАРТ».

Компания известна на рынке аналогичными наборами электронных экспериментов, типа «Природного электричества» и несколькими моделями программируемых простых моделей. Среди них, например: «Робот-скиф», который управляется блоком R-5 с контроллером Arduino nano.


В комплекте вы получаете:

  • Несущая пластина – 1 шт.
  • Мотор-редуктор – 4 шт.
  • Колесо пластиковое – 4 шт.
  • Батарейный отсек на 6 шт. батареек АА – 1 шт.
  • Блок управления R-5 – 1 шт.
  • Контроллер совместимый с Arduino Nano – 1 шт.
  • Инфракрасный датчик ЛМ1-940 – 2 шт.
  • Ультразувковой датчик HC-SR04 – 1 шт.
  • Сервомотор SG90 – 1 шт.
  • Пластиковый держатель УЗ датчика – 1 шт.
  • USB кабель – 1 шт.
  • Стойка латунная 10 мм – 2 шт.
  • Стойка латунная 20 мм – 4 шт.
  • Винт М3 х 25 мм – 8 шт.
  • Винт М3 х 6 мм – 14 шт.
  • Винт М2 х 6 мм — 2 шт.
  • Гайка М3 — 2 шт.
  • Гайка М2 — 2 шт.
  • Комплект проводов – 1 шт.
  • Трубка пластиковая для ИК диодов — 2 шт.
  • CD диск с описанием конструктора — 1 шт.

Чуть более простой и чуть более дешевый «ЛАРТ» — «Робот, следующий по линии».


  • Несущая пластина.
  • Ходовая часть: 2 электромотора с колесом 42 мм, держателем моторов и крепежных винтов с гайками М2. И шариковая опора
  • Батарейный отсек с 6-ю батарейками типа АА и крепежными винтами с гайками М3.
  • Блок управления R5 с контроллером Arduino Nano, металлическими стойками 25 мм и крепежными винтами М3 х 6мм.


  • Набор пластиковых деталей робота.
  • Крепежные элементы
  • Батарейный отсек для 6-ти батареек АА
  • Батарейный отсек для 4-х батареек АА
  • 4 сервомотора SG90
  • Блок управления R-5M
  • Контроллер Arduino Nano
  • Резиновые ножки

Всего есть несколько наборов. Например, «Стартовый набор» первого уровня призван объяснить основы электроники.


Он построен по принципу обучающих уроков: всего их 30, каждый из которых последовательно включает и теоретическую часть и практические навыки.

Урок №1. Основные понятия электричества.
Напряжение, сопротивление, мощность, сила тока, закон Ома.

Урок №2. Светодиод.
Особенности применения и подключения

Урок №3. Тактовая кнопка.
Использование в электрической цепи

Урок №4. Работа с мультиметром.
Методика измерения электрических характеристик

Урок №5. Переменное сопротивление.
Реостат и потенциометр, их назначение и применение.

Урок №6. Транзисторы.
Описание и разновидности. Построение цепи на основе биполярного транзистора

Урок №7. Последовательное соединение проводников.
Характеристики и особенности. Расчет электрической цепи.

Урок №8. Терморезистор и фоторезистор.
Описание и особенности использования.

Урок №9. Делитель напряжения.
Принцип деления напряжения. Расчет параметров цепи.

Урок №10. Вольт-амперная характеристика.
Определение и функциональное предназначение.

Урок №11. RGB-светодиод.
Особенности подключения полноцветного светодиода.

Урок №12. Параллельное соединение проводников.
Характеристики и особенности. Расчет электрической цепи.

Урок №13. Конденсатор.
Разновидности, характеристики и применение.

Урок №14. Однопереходный транзистор.
Принцип работы и практическое использование в схемах.

Урок №15. Создание простого колебательного контура.
Мигающий светодиод.

Урок №16. Начало работы с микросхемами.
Микросхема счетчика импульсов в мини-проекте «Бегущий огонёк».

Урок №17. Применение микросхемы триггера Шмитта в цифровых системах.
Мини-проект «Автоматический бегущий огонёк».

Урок №18. Особенности работы с 7-сегментным цифровым индикатором.
Мини-проект «Змейка».

Урок №19. Знакомство с логическими элементами.
Микросхема с элементом «НЕ» в мини-проекте «Автоматический ночной светильник»

Урок №20. Микросхема с логическим элементом «И».
Понятие обратной связи и мини-проект «Код доступа».

Урок №21. Триггеры в электронике.
Микросхема D-триггера в мини-проекте «Пластификатор цифр».

Урок №22. Изучение 555-го таймера.
Моностабильный режим работы. Мини-проект «Таймер для домофона».

Урок №23. Работа 555-го таймера в режиме генератора непрерывных колебаний.
Мини-проект «Полицейский маяк».

Урок №24. Принципы создания звука. Звуковой динамик.
Мини-проект «Музыкальный синтезатор».

Урок №25. Расширенное управление таймером.
Мини-проект «Спецсигналы».

Урок №26. Применение драйвера 7-сегментного индикатора.
Мини-проект «Секундомер».

Урок №27. Разновидности электродвигателей.
Коллекторный двигатель и управление им с помощью реле.

Мини-проект «Привод автомобильного стеклоочистителя».
Урок №28. Управление электродвителем с применением Н-моста.
Мини-проект «Лебедка».

Урок №29. Микросхема-драйвер для управления электродвигателем.
Мини-проект «Повелитель мотора».

Урок №30. Управление сервоприводом.
Мини-проект «Сервометроном».

В основе каждого урока один или несколько экспериментов для улучшения восприятия и закрепления знаний. Все, как в школе, в общем. В процессе этой «занимательной физики» ребенку объяснят принципы создания колебательных систем, формирования цифровых сигналов, научат создавать собственные устройства из предложенных микросхем и элементов.

Учебное пособие по основам электроники
Часть 1 — 1 шт.
Часть 2 — 1 шт.

Набор светодиодов:
Красный — 5 шт.
Желтый — 5 шт.
Зеленый — 5 шт.

Набор резисторов:
120 Ом — 20 шт.
240 Ом — 20 шт.
1 кОм — 20 шт.
10 кОм — 20 шт.
100 кОм — 20 шт.

Набор тактовых кнопок с колпачками:
Тактовый кнопки — 3 шт.
Цветные колпачки — 3 шт.

Биполярный транзистор — 5 шт.

Переменный резистор (потенциометр) — 2 шт.

Фоторезистор VT93N1 — 1 шт.

Набор перемычек для макетной платы — 1 шт.

Болтовой клеммник — 3 шт

Макетная плата
82х53 — 2 шт.

Соединительные провода
«папа-папа» длиной 20 см — 40 шт

Батарейный отсек на 4 батарейки АА — 1 шт.

Мультиметр цифровой — 1 шт.

Набор электролитических конденсаторов:
1 мкФ — 5 шт.
47 мкФ — 5 шт.
4,7 мкФ — 5 шт.
100 мкФ — 5 шт.
220 мкФ — 5 шт.

Термистор 10 кОм — 1 шт.

RGB светодиод — 1 шт.

Однопереходный транзистор — 5 шт

Батарейки АА — 8 шт.

Серводвигатель — 1 шт.

Бузер — 1 шт.

Соединительные провода
«папа-мама» длиной 20 см — 20 шт

Мотор-редуктор — 1 шт.

Диод выпрямительный — 5 шт

Отвертка — 1 шт.

Набор микросхем (18 шт):
74hc4017 — 1 шт.
74hc14 — 1 шт.
74hc08 — 2 шт.
74hc04 — 2 шт.
74hc02 — 2 шт.
CD4026 — 2 шт.
L293D — 1 шт.
NE555 — 3 шт.
CD4013 — 4 шт.

7-сегментны индикатор — 2 шт.

Набор керамических конденсаторов:
0,1 мкФ — 5 шт.
0,01 мкФ — 5 шт.

Светодиод синий — 5 шт.

Реле одиночное — 1 шт

Динамик — 1 шт.

Батарейный отсек 1хАА — 1 шт

Батарейный отсек 2хАА — 1 шт.

Стабилизатор напряжения — 2 шт

Датчик наклона — 1 шт.
Модуль с тактовыми кнопками — 2 шт.
DVD диск — 1 шт.

Стоимость такого комплекта — 6999 рублей.

Также в линейке есть похожий конструктор, который отчасти решает аналогичные задачи, с более богатой комплектацией на базе контроллера Arduino.

Идея создания электронного конструктора будоражила мои мысли давно. В детстве у меня был конструктор ЭКОН-1 и хотелось создать что-то похожее, но на современном уровне. На рынке бал правит Знаток, за рубежом есть также примеры модульных конструкторов, но цена и курс не радуют глаз.

С другой стороны в СССР были интересные наработки (одна из них живет в Германии до сих пор и выпускается).

Хотелось также чего то «теплого» в материалах, типа дерева. В 2014 году в рамках проекта ПРОСТОРОБОТ родилась идея электронных кубиков, который в 2015 году получили даже приз от АИДТ за идею на одном из отборочных этапов Startup Tour.

image

Также в это время я придумал логическую настольную игру «Цепь», которая позволяла играть в «электрические схемы». Игру можно свободно скачать и распечатать по ссылке.

Шло время. Кубики пришлось отложить в сторону, так как цена магнитов нужной мощности делала их достаточно дорогими. Игра «Цепь» дождалась своей очереди в доработке.

В 2016 году я решил вернуться к проекту и «достал» кубики. Первая идея была использовать те же кубики, но сделать крепления по типу пружинных контактов и склеить из картона поле с ячейками, на стенках которых располагались бы контакты:

image

Конструкция получилась громоздкой, а из-за низкой жесткости стенок кубики не давали нужного качества контакта.

Инженерная мысль двигалась дальше. Небольшое отступление по выбору материала. Вы можете резонно сказать, почему я не воспользовался 3D печатью или лазерной резкой? Ответ прост — у меня нету 3D-принтера (точнее его некуда ставить в квартире), а ближайшая вменяемая резка по цене и качеству находится километрах в 500 от моего города. Даже найти тонкую фанеру оказалось нереальным квестом, не говоря уже об специальной модельной. Плюс давно хотел попробовать привычный любителям настольных игр материал — картон.

Второй вариант был применить способ, который я уже использовал ранее при проектировании Скратчдуино — то есть 2.5 моделирование самих блоков конструктора и магниты для крепления. Этот способ не требовал мощных дорогих магнитов, а у меня дома был запас цилиндрических 5 мм магнитов разной высоты (2 и 3 мм).

Также было решено для начала сделать «физический» аналог настольной игры «Цепь», благо он требовал поля только 4x4, а потом уже собрав все «шишки», сделать поле сборки большего размера (хотя бы 4x6, а лучше 6x8).

Оставался еще один вопрос — из чего сделать контакты. Идеал — медная полоса. Проблема идеала — где ее взять. Также медь немагнитна и надо было бы ставить магниты и на поле и на блоки. С учетом того, что для размещения под контактами надо было бы магниты по мощнее (а это и средства и время на пересылку), поиск подходящего материала продолжился. И взгляд упал на скобы для степлера. Дома были скобы разных размеров, они были стальные (то есть проводили ток и магнитились) и их было много.

В итоге список необходимых компонентов определился — скобы для степлера №35 (26/6 1 упаковка), магниты неодимовые С-5x2-N35 и C-5x3-N35 с никелевым покрытием (проводящим ток), картон (микрогофрокартон, оставшийся от упаковок из-под фотографий и коробок), провод, припой, светодиод, резистор, микролампочка, диод и кнопка. Для склеивания деталей решено было применить клей ПВА, а для пробивания отверстий под магниты подошел обычный дырокол.

Материалы определены, размеры тоже (ячейка 40x40 мм, блок 38x38 мм) и начался непосредственный процесс.

Поле представляет собой лист картона, размеченный на квадраты 40x40 мм, боковые грани которых по центру «простеплерены» блоком скоб.

image

Скобы я брал такие же, как и для блоков-кубиков, но тут же совершил первую ошибку. Я не посмотрел, что скобы покрыты сверху не проводящим ток материалом и поэтому пришлось позже защищать их. Также я попытался облудить их (что получилось не очень качественно) и размер скоб надо брать больше, чтобы не зависеть от погрешностей изготовления блоков. Если решите повторить эту конструкцию, возьмите скобы шириной около 20 мм и делайте блок шириной 1 см.

Скобы были вставлены в прорези картона и загнуты с обратной стороны. На фото боковые провода нужны для «имитации» общей шины настольный игры «Цепь» и в итоговой версии конструктора будут заменены блоками.

Итак, в результате этой кропотливой работы у нас получается поле с контактными площадками, к которым хорошо примагничиваются наши магниты-контакты.

Теперь нужно было сделать сами блоки с проводниками и радиодеталями. Проблема заключалась еще в том, что в настольной игре были элементы с крестообразным пересечением и скрещивающимися проводниками, а обеспечить контакт всех 4-х магнитов было невозможно (вспомните через сколько точек проходит плоскость). Поэтому было решено отказаться от таких блоков и сделать максиму Т-образные элементы. Для скрещивающихся элементов я планирую использовать специальные мостики-провода в будущем.

Сам блок состоит из трех квадратов картона размером 38x38 мм. В среднем проделаны отверстия под магниты и прорези для скоб. На него сверх приклеивается на клей ПВА второй квадрат только с прорезями для скоб. После этого устанавливается в отверстие маленький магнит 5x2 мм, сверху закрывается блоком скоб, которые загибаются с другой стороны. К ним припаиваются радиодетали или проводники. С другой стороны ставим магниты 5x3 мм и приклеиваем квадрат с отверстиями. За счет того, что магниты «прилипают» к магнитам под скобами они очень плотно держатся и не остаются на поле.

image

Таким образом изготавливаем заготовки с двумя и тремя магнитными площадками. Затем припаиваем проводники или радиодетали.

image

Сверху наклеиваем картонные полосы (два или три слоя в зависимости от высоты деталей) и закрываем все картонной «крышечкой», на которой рисуем маркером обозначение (прямой проводник, угловой, Т-образные или радиоэлемент).

В итоге мы получили вот такое поле и набор деталей. Батарею я не стал делать в виде блока (хотя есть идея использовать таблетку на 5 В в будущем), а сделал элемент с двумя проводами, к которым подключаются 3 батарейки.

image

В процессе тестирования оказалось, что лампочка не зажигалась, если в цепи был светодиод или резистор, а светодиод нельзя было использовать без сопротивления (запах горелой пластмассы это отчетливо показал). Поэтому для имитации игрового процесса было решено собрать «сигнальную» цепь из другого светодиода и резистора на макетной плате, а игру чуть упростить, оставив только один светодиод, который нужно «зажечь» для выигрыша. Это оказалось не критично и такой вариант даже более интересным, так как позволял менять стартовые условия игры. Сама игра «Цепь» в настольной версии также будет переработана и перенесена на поле больше размера, с несколькими лампами и светодиодами и различными стартовыми позициями.

Для игры также были заготовлены карточки, вытягивая которые игрок понимает, какой элемент он может использовать. Ниже итоговое фото игры-радиоконструктора, а также процесс игры.

Разновидности электронных конструкторов «Знаток»

Каким бы изменчивым и непредсказуемым ни был современный мир, для мужчины все равно считается полезным и даже почетным хорошо разбираться в различных механизмах, уметь их чинить и даже собирать. При этом используя подручные средства, в наше время проще освоить сложное программирование, нежели сборку даже элементарных электрических механизмов – последней теме внимание практически не уделяется. К счастью, не все так равнодушны к данной проблеме, поэтому существуют специальные конструкторы марки «Знаток».



Что за бренд?

Наверное, все без исключения представители старшего поколения все еще помнят Андрея Бахметьева – ведущего популярной ранее телепередачи «Очумелые ручки». Благодаря этому человеку удивленные зрители узнавали, что из подручных средств и собственными руками можно собрать практически что угодно, и не исключено, что многие современные народные умельцы выросли именно на его передачах.

Сегодня этой передачи больше нет – в частности, потому, что ее бессменный ведущий стал одним из совладельцев и разработчиков компании «Знаток плюс».


Наверное, не станет новой информация о том, что обучение любым вещам, а особенно – довольно сложным, нужно начинать еще в детстве. Правильно замаскировав обучение под игру, можно привить ребенку практически интуитивное понимание законов физики и электрики, в частности – научить его собирать любые механизмы. Обычно такое обучение невозможно без паяния, которое для ребенка и опасно, и не очень интересно, потому Бахметьев придумал достойное решение проблемы – он стал выпускать специальные конструкторы, позволяющее собирать самые разные механизмы, включая сложные, без паяния.

В типичный набор обязательно входят электросхемы, провода, различные выключатели и светодиоды, модули радиоуправления, динамики и многое другое, причем все это можно соединить штекерным способом.



В набор, конечно же, входит и руководство пользователя, помогающее малышу быстрее сориентироваться в сути сборки.

История компании пока насчитывает всего четыре года, но определенные успехи уже есть. Так как продукция позиционируется как та, что предназначена для дома и школы, покупателями нередко выступают специальные учебные заведение, а почти два десятка из них уже даже стали постоянными клиентами. За 2017 год компания продала несколько тысяч таких конструкторов притом, что они все еще не являются популярным подарком для ребенка, поэтому можно смело утверждать, что дальнейшие перспективы у компании весьма радужные.


Почему следует купить такой конструктор?

Если говорить о причинах, почему наборами такого типа интересуются все активнее, можно выделить несколько очевидных причин, подталкивающих взрослых купить ребенку такой подарок.

  • Впервые обучение физике становится реально интересным! Вместо скучных абстрактных рассказов ребенок может воочию увидеть, как работает тот или иной механизм, и даже собрать действующую модель того или иного электроприбора, что станет настоящим поводом для гордости. Очевидно, что с таким набором ребенка не придется специально заставлять учиться – детский интерес гарантирован и без этого.



  • Главный разработчик за годы работы на телевидении заслужил непререкаемый авторитет разбирающегося человека, и он, конечно же, не забыл о безопасности и качестве. Запчасти выпускаются из безопасных материалов, которые к тому же отличаются высокой прочностью и долговечностью.
  • Начинать обучение ребенка основам электротехники можно с раннего детства, поскольку ничего сложного в работе с подобным набором нет. Пайка здесь не требуется, ведь все детали соединяются штекерами и болтами, процесс полностью безопасен. Инструкция снабжена подробным и красочным описанием всего процесса, малышу не придется изобретать велосипед, чтобы самостоятельно собрать нечто сложное.


  • Помимо собственно освоения навыков работы с электротехникой, в процессе работы со «Знатоком» дети еще и развивают собственную внимательность и аккуратность. При всей своей простоте набор все же не является элементарным – над ним нужно немного посидеть, чтобы добиться достойных результатов. Впрочем, тот самый результат оказывается настолько близким, что ребенок не теряет мотивацию в процессе сборки.
  • Отмечается, что самые сложные разновидности конструктора «Знаток» могут быть интересными даже для взрослых, если их профессиональная деятельность напрямую не связана со сборкой электроники. Поскольку подобное занятие в равной степени интересно и малышам, и взрослым, у родителей появляется дополнительная возможность больше времени проводить с детьми, улучшая микроклимат в доме.

Кроме того, такой набор станет отличной возможностью для каждого отца показать своему сыну, что его папа действительно крутой.

Пожалуй, единственный недостаток такого подарка может крыться в неправильном выборе набора. Если ребенок все еще слишком мал, чтобы понимать происходящие процессы, то сборкой он заинтересуется вряд ли. Кроме того, некоторые дети настолько далеки от электроники в принципе, что она не заинтересует их даже в игровом исполнении.


Первые шаги в электронике

Если малышу все еще очень далеко до первых уроков физики, но интерес к технике он проявляет, можно сразу же попробовать сыграть на его интересе, купив ему наиболее детский из всех наборов, посвященных освоению электроники. Такие наборы делятся на два типа: в первом представлено два разных набора по 15 схем, во втором – один, состоящий из 34 схем.



Даже небольшие наборы из 15 схем уже дают возможность собрать полностью работающую, пусть и примитивную конструкцию – например, фонарик или вентилятор, провести опыты с магнитом.

После этого ребенок не станет гением конструирования, но обязательно освоит общие принципы работы электроприборов. После этого можно переходить к набору с 34 схемами, который позволит малышу собрать полноценный радиоприемник со светомузыкой, от чего ребенок должен быть в восторге.

Стоимость маленьких наборов для начинающих стартует от тысячи рублей, набор с 34 схемами может обойтись родителям в сумму более 2 тысяч рублей. Следует заметить, что без батареек ни один из собранных механизмов работать не будет, потому стоит приготовиться покупать их увлекшемуся малышу в большом количестве.



Альтернативные источники энергии

Если тратиться на батарейки все-таки не хочется, зато есть идея показать ребенку, как электрические приборы могут функционировать без розетки, стоит купить ему набор под названием «Альтернативная энергия». Более простая версия этого конструктора включает в себя 50 различных проектов, дающих малышу общее понятие о том, как использовать энергию Солнца и ветра, а также как применять механическую энергию для собственных нужд. Цена такого набора составит до 4 тысяч рублей.


Впрочем, вышеописанный набор составляет лишь упрощенную версию другого конструктора, который включает в себя сразу 126 схем. Расширенная версия дополнительно знакомит с использованием энергии воды и водорода, существенно расширяя список доступных источников электричества в понимании маленького хозяина.

Что интересно, при всей своей «альтернативности» такой набор нуждается в обыкновенных батарейках, однако они нужны, в частности, для перегонки воды, которая в наборе сама по себе не течет, как это было бы в природе. При увеличенном количестве деталей и проектов стоимость набора тоже возрастает, превышая 5 тысяч рублей.

Комплексные наборы

Для тех родителей, которые уверены в стабильном интересе своего ребенка к физике и электронике, интерес должен представлять расширенный набор из 180 схем и комплексный – из 320. Во многом они представляют несколько дополненные комплекты, описанные выше, однако совершенно новых деталей в них тоже довольно много. При этом обилие проектов не должно пугать – такие конструкторы все еще считаются скорее игровыми, нежели серьезными учебными пособиями.


Следует заметить, что в наборе с 320 схемами повторяются все схемы из «урезанного» набора, поэтому их последовательное приобретение выглядит не совсем логично.

Меньший из двух наборов позволяет собрать такие необычные механизмы, как летающий пропеллер или светомузыкальный дверной звонок, и даже охранную сигнализацию. Управлять собранными механизмами можно будет несколькими разными способами, используя разнообразные источники питания и способы регулировки. Цена такого подарка составляет почти 3 тысячи рублей.

Расширение до 320 схем вызвано тем, что в более продвинутый набор включены радиодетали и возможность дистанционного управления механизмами. Бонусом к такой сборке выступят собственноручно сделанные телеграф и мегафон, метроном и радиоприемник. Стоимость, конечно, будет выше – она достигает 4,5 тысячи рублей.


Специальные наборы

В некоторых конструкторах разработчики «Знатока» преследовали цель наглядно показать малышу ту или иную отрасль электротехники. К таковым наборам относятся «Магия голоса» и «Супер Измеритель». Стоимость каждого из таких комплектов составляет почти 7 тысяч рублей.

Как следует из названия, «Магия голоса» посвящена голосовому управлению. Создатели акцентируют свое внимание на том, что голосовое управление является технологией будущего, которая уже сейчас довольно прочно вошла в наши дома, поэтому разбираться в ней стоит. Соответственно, все или почти все механизмы, собираемые из этого набора, допускают возможность управления голосом.


«Супер Измеритель» учит работать с измерительными приборами. Разве что самые простые механизмы вовсе не используют таковых, а вот тот же автомобиль буквально напичкан различной измерительной техникой, и от правильности ее монтажа во многом зависит функциональности модели в целом. Уровень освещения и шума, температуры и электрического напряжения в сети – вот лишь небольшой перечень показателей, которые можно измерить с таким набором.

Самодельные игрушки на базе электроники

Машина на радиоуправлении – мечта любого мальчишки, но большинство разновидностей такой игрушки не умеет и половины того, что сумеет собранная из конструктора «Знаток». Дополнительной гордостью, конечно, станет тот факт, что она собрана самостоятельно, пусть и из готовых деталей. Ключевой особенностью таких комплектов является отсутствие многочисленных схем для сборки – собрать можно будет только одну модель, но зато какую!

К таким наборам «Знатока» относятся радиоуправляемый вездеход «Лидер» и так называемая «Умная машина». Если «Лидер» фактически является обыкновенной машиной на радиоуправлении, которая отличается разве что возможностью включать фары, то «Умная машина» допускает даже такие продвинутые опции, как управление голосом и подача сигнала. Что интересно, последний набор может ехать даже без внешнего управления, безошибочно объезжая возникающие на пути преграды, однако стоят оба варианта одинаково – по 7 тысяч рублей.



999 схем

Производитель только один из своих наборов отнес к категории средней сложности, но фактически здесь показана абсолютно вся электротехника в разрезе. Это – настоящий супернабор №1, который даже выигрывал награды на различных международных конкурсах. Обычной инструкции для него маловато, поэтому он содержит сразу две книги о физике, показывающие привязку школьной программы к реальной жизни.Отзывы свидетельствуют, что малыши с соответствующими интересами испытывают огромное удовольствие от работы с таким набором, но и взрослым он даст немало пищи для размышлений. На примере такого конструктора можно рассмотреть работу даже детектора лжи, а в состав включено огромное количество комплектующих разных видов.

Такой конструктор рекомендован для школьных занятий, но при этом даже не является самым дорогим среди всего ассортимента компании – его цена составляет около 6 тысяч рублей.

Обзор электронного конструктора "999 схем" смотрите в следующем видео.

Читайте также: