Конструктор для программирования роботов

Обновлено: 25.04.2024

Сейчас мы готовим новую площадку для детских занятий. В процессе подготовки стал вопрос выбора платформы, на которой будем обучать. По такому случаю мы подготовили обзор имеющихся платформ с обоснованием выбора. Документ, вроде, интересный получился, решил его здесь опубликовать. Некоторые вещи изложены сильно упрощенно, поскольку текст предназначен не только для хардкорных технарей.

Большая методическая база на русском языке;
От преподавателя требуется не очень высокая квалификация;
Конструктор очень прочный, детям редко удается что-то сломать.

Изначально это все-таки детский конструктор, для серьезных задач не предназначенный;
Конструктор закрытый, ни с чем не совместим, производитель искусственно создает препятствия к тому, чтобы можно было цеплять к нему компоненты других конструкторов и разрабатывать собственные компоненты;
Программировать можно либо в визуальных средах программирования, либо на С++.

Fishertechnic

Есть и другие конструкторы, основной смысл которых — демонстрировать детям какие-то отдельные интересные инженерные элементы. Они имеют достаточно узкое применение, мы их особо не изучали.
Стоимость Fishertechnic примерно соответствует стоимости Лего.

Arduino

Arduino — самая распространенная платформа для взрослой робототехники и электроники, вторая по распространённости среди детей. Разработка полностью открытая, у нее есть множество ответвлений.

Raspberry Pi и аналоги

Raspberry Pi — это компьютер под управлением операционной системы Linux, имеющий размеры баковской карты. На нем можно запускать те же программы, делать те же вычисления, что и на настольном компьютере (есть видеовыходы, аудиовыходы, USB). Малые размеры вкупе с низким энергопотреблением позволяют устанавливать его на подвижных роботов.

Raspberry поддерживает язык программирования Python. Это наиболее перспективный учебный язык программирования. На западе учебные заведения постепенно переводят на него свои учебные программы. Поддержка этого языка, по нашему мнению, является главным достоинством Raspberry.

По сравнению с Ардуино, Raspberry имеет примерно в два раза более высокую стоимость;
Подключать внешние устройства (датчики, моторчики) к ней существенно сложнее, если не использовать специальные модули расширения.

Например, может быть реализован следующий сценарий использования: сначала, когда ребенок только начинает заниматься робототехникой, он работает с Ардуино в графической среде программирования; далее, когда он вырастает из графической среды, подключаем к ардуине Raspberry, и ребенок начинает программировать на Python, использовать различные дополнительные возможности. Если дорогая Raspberry недоступна, ребенок может программировать имеющуюся ардуину на С++.

Механические конструкторы для Arduino и Raspberri

На наш взгляд, наиболее перспективным является недавно появившийся конструктор Multiplo. В отличии от других конструкторов у него основные детали не металлические, а вырезаны из трехмиллиметрового пластика. Благодаря этому их можно вырезать самостоятельно на специальном станке (тем более, что 3Д-модели деталей выложены в открытый доступ, проект опенсорсный). Если специальный станок недоступен, детали можно вырезать руками с помощью лобзика и дрели.
Помимо винтов в Multiplo широко используются пластиковые заклепки, благодаря этому собирать конструктор гораздо интереснее и быстрее.

Стоимость Huna с Ардуино на борту примерно соответствует стоимости Лего. Стоимость Multiplo с Ардуино на борту примерно в полтора раза ниже.

У детей развивается мелкая моторика;
Нигде на производстве не используются крепления как в Лего, везде крепеж на винтах.

Заключение

Мы остановились на варианте arduino + Raspberry Pi + конструктор Multiplo.

До седьмого класса нужно что-то другое, этот вопрос мы пока мало изучали.

Если стоит задача привить интерес к каким-то узким отраслям промышленности, то нужен Fishertechnic или аналог.

Если стоит задача научить детей самих нарезать и печатать детали, то за основу лучше брать Multiplo.

Отзывов (12) | Оставить отзыв

Обновлённая серия набора начального уровня, предназначенного для изучения и преподавания самых основ робототехники. Позволяет легко освоить конструирование роботов, понять и изучить базовые принципы работы механизмов и основ кинематики. Набор позволяет собирать различные модели шагающих роботов, .

Обновлённая серия набора начального уровня, предназначенного для изучения и преподавания самых основ робототехники. Позволяет легко освоить констру.

Отзывов (12) | Оставить отзыв

Программируемый напольный робот Bee-Bot прекрасно подходит для работы с детьми в начальной школе. Легкость в управлении, прочный корпус делает Пчелку незаменимым помощников в обучении навыкам программирования и развития пространственного и структурного мышления.

Программируемый напольный робот Bee-Bot прекрасно подходит для работы с детьми в начальной школе. Легкость в управлении, прочный корпус делает Пчел.

Отзывов (12) | Оставить отзыв

ПРОГРАММИРУЕМЫЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ НАБОР ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ ДЕТЕЙ8 - 12 ЛЕТ РОБОТОТЕХНИКЕ ПО STEAM ТЕХНОЛОГИИ.

Отзывов (12) | Оставить отзыв

Набор для конструирования мобильных роботов с мультимедийными функциями и возможностью управления через WiFi. В состав конструктора входят программируемый контроллер ROBOTICS TXT и 310 деталей, из которых можно собрать 14 разных моделей, включая планетный роботизированный ровер с видеокамерой и д.

Набор для конструирования мобильных роботов с мультимедийными функциями и возможностью управления через WiFi. В состав конструктора входят программ.

Отзывов (12) | Оставить отзыв

Новый программируемый контроллер ROBOTICS TXT работает под управлением ОС Linux. Он оснащен цветным сенсорным дисплеем и имеет встроенный комбинированный модуль Bluetooth/WiFi, который обеспечивает надежную связь с различными устройствами и приложениями. Программирование контроллера осуществляетс.

Новый программируемый контроллер ROBOTICS TXT работает под управлением ОС Linux. Он оснащен цветным сенсорным дисплеем и имеет встроенный комбиниро.

Отзывов (12) | Оставить отзыв

Мини-боты – конструктор из серии РОБОТОТЕХНИКА открывает новые возможности для создания собственных роботов. Конструктор послужит отличным подарком для маленьких инженеров.

Мини-боты – конструктор из серии РОБОТОТЕХНИКА открывает новые возможности для создания собственных роботов. Конструктор послужит отличным по.

Отзывов (12) | Оставить отзыв

BIOLOID Premium kit – набор для создания различных шагающих роботов на основе моторов Dynamixel и контроллера СМ-530, для образования, игр и соревнований. BIOLOID – это популярная серия программируемых робототехнических конструкторов компании Robotis. Серия представлена разнообразными.

BIOLOID Premium kit – набор для создания различных шагающих роботов на основе моторов Dynamixel и контроллера СМ-530, для образования, игр и .

Отзывов (12) | Оставить отзыв

BIOLOID STEM Kit - это образовательный комплект для изучения науки, технологии, инженерии и математики. Он позволяет сконструировать одного из 7-ми типовых роботов и содержит подробные инструкци. Предлагаемые модели разработаны с использованием высокоскоростных сервомоторов Dynamixel, датчиков ра.

BIOLOID STEM Kit - это образовательный комплект для изучения науки, технологии, инженерии и математики. Он позволяет сконструировать одного из 7-ми.

Отзывов (12) | Оставить отзыв

Дополнительный набор для основного набора STEM Standard. В состав STEM Expansion входят разнообразные детали, инфракрасный приемник, пульт ДУ и серводвигатели. BIOLOID – это популярная серия программируемых робототехнических конструкторов компании Robotis. Серия представлена разнообразными .

Дополнительный набор для основного набора STEM Standard. В состав STEM Expansion входят разнообразные детали, инфракрасный приемник, пульт ДУ и сер.

Отзывов (12) | Оставить отзыв

Конструктор поможет сделать робота своими руками. Робота, который сам принимает решения в какую сторону ему двигаться, как обходить препятствия. ЛАРТ — довольно сложные, но надёжные, конструкторы отечественного производства, предназначенные для продвинутого пользователя.

Конструктор поможет сделать робота своими руками. Робота, который сам принимает решения в какую сторону ему двигаться, как обходить препятствия. ЛА.

Отзывов (12) | Оставить отзыв

Программируемый робот от известного производителя ROBOTIS. Изготовлен на основе пластиковых деталей OLLO с использованием сервоприводов Dynamimel XL и материнской платы OpenCM9.04. Управление роботом осуществляется с помощью смартфона или планшета.

Программируемый робот от известного производителя ROBOTIS. Изготовлен на основе пластиковых деталей OLLO с использованием сервоприводов Dynamimel X.

Отзывов (12) | Оставить отзыв

ClicBot - это уникальный программируемый робот для детей и взрослых. Это не только умная игрушка, но и отличный помощник для всех, кто интересуется программированием и робототехникой, но еще только начинает свои творческие поиски. Конструкция робота ClicBot выполнена в виде набора модулей, которы.

ClicBot - это уникальный программируемый робот для детей и взрослых. Это не только умная игрушка, но и отличный помощник для всех, кто интересуется.

Отзывов (12) | Оставить отзыв

Робототехнические наборы и программируемые конструкторы от LEGO для образования (Lego Education), а также от других ведущих производителей (VEX, BQ, RoboRobo, Fischertechnik, Huna, Matrix, Robotis Bioliod, Tetrix) можно использовать не только для индивидуального, но и для группового обучения. Наборы Lego по робототехнике отлично подходят для детских садов и школ: на их основе можно выстроить программу робототехнического класса. Роботы-конструкторы могут органично вливаться в уроки физики, информатики или программирования.

Образовательные наборы и комплекты для начинающих - это не только сами конструкторы, но и программное обеспечение, а также передовые педагогические методики. Приобрести программируемый робот конструктор можно ребёнку практически любого возраста, начиная с 2 лет уже можно обучать азам программирования. Также вы без проблем всегда сможете у нас любые недостающие комплектующие, запчасти и целые ресурсные наборы. По всем вопросам обращайтесь к менеджерам, они с радостью вам помогут с выбором. И помните: мы знаем, как вырастить настоящего программиста.

*Ежемесячный платеж рассчитан по ставке 18% годовых. Итоговый платеж может отличаться от указанной суммы.

Отзывов (12) | Оставить отзыв

Образовательный робототехнический модуль "Начальный уровень" способствует освоению базовых навыков в области проектирования и моделирования объектов, у детей младшего школьного возраста (начальная школа).

Образовательный робототехнический модуль "Начальный уровень" способствует освоению базовых навыков в области проектирования и моделирования объекто.

Отзывов (12) | Оставить отзыв

Комплект является идеальным решением для обучения программированию на Scratch и Python группы до 12 учеников. Позволяет изучать принципы работы с IoT и AI. Содержит 6 программируемых роботов Codey Rocky, практичное решение для хранения, мультизарядное устройство и книгу с методическими материалами.

Комплект является идеальным решением для обучения программированию на Scratch и Python группы до 12 учеников. Позволяет изучать принципы работы с I.

Отзывов (12) | Оставить отзыв

Серия Lego Mindstorms EV3 разработана специально для обучения детей в образовательных учреждениях робототехнике, а так же естественным наукам – физике, математике, информатике и конструированию. В основе набора – микрокомпьютер Mindstorms EV3, с графическим дисплеем и портами для подк.

Серия Lego Mindstorms EV3 разработана специально для обучения детей в образовательных учреждениях робототехнике, а так же естественным наукам &ndas.

Отзывов (12) | Оставить отзыв

Набор Lego Education WRO Brick Set 45811 был анонсирован для WRO 2016 и используется для изготовления элементов столов для соревнований основной категории Всемирной олимпиады роботов (World Robotics Olympiad) во всех возрастных категориях. Lego Education — это специальные образовательные на.

Набор Lego Education WRO Brick Set 45811 был анонсирован для WRO 2016 и используется для изготовления элементов столов для соревнований основной ка.

Отзывов (12) | Оставить отзыв

Готовое тренировочное полея для соревнований WRO 2018 в Основной категории в средней возрастной группе

Отзывов (12) | Оставить отзыв

Мастер Arduino Light - это образовательный электронный конструктор серии СМАЙЛ. В его основе лежит плата микроконтроллера Arduino Uno. В состав конструктора входят все необходимые для старта элементы. С конструктором МАСТЕР Arduino Вы освоите принципы работы микроконтроллера Arduino.

Мастер Arduino Light - это образовательный электронный конструктор серии СМАЙЛ. В его основе лежит плата микроконтроллера Arduino Uno. В состав кон.

Отзывов (12) | Оставить отзыв

Набор Для малышей - это конструктор для детей дошкольного возраста. Набор знакомит детей с принципами сборки элементов FISCHERTECHNIK. Стартовый комплект обеспечит легкое конструирование в игровой форме. Содержит подробные инструкции, понятные даже самым маленьким.

Набор Для малышей - это конструктор для детей дошкольного возраста. Набор знакомит детей с принципами сборки элементов FISCHERTECHNIK. Стартовый ко.

Отзывов (12) | Оставить отзыв

Один из конструкторских наборов линейки для детей дошкольного возраста. Конструкции теперь крупнее, ярче, веселее и современнее благодаря новому дизайну. Набор познакомит детей с принципами сборки деталей FISCHERTECHNIK и позволит легко конструировать и играть в технику. Содержит подробные инс.

Один из конструкторских наборов линейки для детей дошкольного возраста. Конструкции теперь крупнее, ярче, веселее и современнее благодаря новому д.

Отзывов (12) | Оставить отзыв

Микроник – это электронный конструктор, который станет первым шагом в мир электроники и умных устройств для детей младшего школьного возраста. Главная цель Микроника – показать ребёнку, какие крутые вещицы он способен собирать своими руками, и заинтересовать его робототехникой. Рассчитано на юных.

Микроник – это электронный конструктор, который станет первым шагом в мир электроники и умных устройств для детей младшего школьного возраста. Глав.

Отзывов (12) | Оставить отзыв

Наборы предназначены для занятий школьниками на уроках информатики и технологии, в учреждениях дополнительного образования на занятиях электронике. В комплект включены электронные компоненты, описание, электрические характеристики компонентов.

Наборы предназначены для занятий школьниками на уроках информатики и технологии, в учреждениях дополнительного образования на занятиях электронике.

Отзывов (12) | Оставить отзыв

Данный набор представляет собой простой радиоконструктор для начинающих радиолюбителей, только взявших в руки паяльник, и тех, кто хочет вспомнить пионерское детство и радиокружок в пионерском лагере. Большим плюсом конструктора можно считать и то, что при правильном монтаже приёмник начинает раб.

Данный набор представляет собой простой радиоконструктор для начинающих радиолюбителей, только взявших в руки паяльник, и тех, кто хочет вспомнить .

Отзывов (12) | Оставить отзыв

Привет, Хабр! Мы уже рассказывали о платформе LEGO MINDSTORMS Education EV3. Основные задачи этой платформы — обучение на практических примерах, развитие навыков STEAM и формирование инженерного мышления. В ней можно проводить лабораторные работы по изучению механики и динамики. Лабораторные стенды из кубиков LEGO и утилиты по регистрации и обработке данных делают опыты еще интереснее и нагляднее и помогают детям лучше понять физику. Например, школьники могут собрать данные о температуре плавления и с помощью приложения систематизировать их и представить в виде графика. Но это только начало: сегодня мы расскажем, как дополнить этот набор средой программирования MicroPython и использовать его для обучения робототехнике.

Учим программированию с помощью EV3

Современные школьники хотят видеть красочный результат. Да, им скучно, если программа выводит в консоль числа, и они хотят рассматривать цветные графики, диаграммы и создавать настоящих роботов, движущихся и выполняющих команды. Обычный код тоже кажется детям слишком сложным, поэтому обучение лучше начинать с чего-нибудь полегче.

Базовая среда программирования EV3 создана на основе графического языка LabVIEW и позволяет задавать алгоритмы для робота визуально: команды представлены в виде блоков, которые можно перетаскивать и соединять.

Такой способ хорошо работает, когда нужно показать, как строятся алгоритмы, но он не подходит для программ с большим количеством блоков. При усложнении сценариев необходимо переходить на программирование с помощью кода, но детям трудно сделать этот шаг.

Здесь есть несколько хитростей, одна из которых — показать, что код выполняет те же задачи, что и блоки. В среде EV3 это можно сделать благодаря интеграции с MicroPython: дети создают одну и ту же программу в базовой среде программирования с помощью блоков и на языке Python в Visual Studio Code от Microsoft. Они видят, что оба способа работают одинаково, но кодом решать сложные задачи удобнее.

Переходим на MicroPython

Среда EV3 построена на базе процессора ARM9, и разработчики специально оставили архитектуру открытой. Это решение позволило накатывать альтернативные прошивки, одной из которых стал образ для работы с MicroPython. Он позволяет использовать Python для программирования EV3, что делает работу с набором еще ближе к задачам из реальной жизни.

Чтобы начать работать, нужно скачать образ EV3 MicroPython на любую microSD-карту, установить ее в микрокомпьютер EV3 и включить его. Затем нужно установить бесплатное расширение для Visual Studio. И можно приступить к работе.

Программируем первого робота на MycroPython

На нашем сайте есть несколько уроков для освоения базовых понятий робототехники. Модели на EV3 знакомят детей с азами, которые используются в самоуправляемых автомобилях, заводских роботах-сборщиках, станках с ЧПУ.

Мы возьмем для примера чертежную машину, которую можно научить рисовать узоры и геометрические фигуры. Данный кейс является упрощенным вариантом взрослых роботов-сварщиков или фрезеровщиков и показывает, как можно использовать EV3 совместно с MicroPython для обучения школьников. А еще чертежная машина может разметить отверстия в печатной плате для папы, но это уже другой уровень, требующий математических расчетов.

Для работы нам понадобятся:

базовый набор LEGO MINDSTORMS Education EV3;
большой лист клетчатой бумаги;
цветные маркеры.

Сначала инициализируем библиотеку модулей EV3:

Настраиваем платформу, которая вращает ручку как мотор в порте B. Задаем передаточное отношение двухступенчатой зубчатой передачи с количеством зубьев 20-12-28 соответственно.

Настраиваем подъемный механизм для ручки как мотор в порте C:

Настраиваем гироскоп, измеряющий угол наклона ручки, в порте 2:

Настраиваем цветовой датчик в порте 3. Датчик используется, чтобы определять белую бумагу под чертежной машиной:

Настраиваем датчик касания в порте 4. Робот начинает рисовать, когда датчик нажат:

Определяем функции, которые поднимают и опускают ручку:

Определяем функцию для поворота ручки на заданный угол или до определенного угла:

Если целевой угол больше, чем текущий угол гироскопического датчика, продолжаем движение по часовой стрелке с положительной скоростью:

Если целевой угол меньше, чем текущий гироскопического датчика, то двигаемся против часовой стрелки:

Останавливаем вращающуюся платформу, когда целевой угол будет достигнут:

Устанавливаем начальное положение ручки в верхнем положении:

Теперь идет основная часть программы — бесконечный цикл. Сначала EV3 ожидает, когда датчик цвета обнаружит белую бумагу или синюю стартовую клетку, а датчик касания будет нажат. Затем он рисует узор, возвращается в исходное положение и повторяет все заново.

Когда устройство не готово, светодиоды на контроллере принимают красный цвет, и на ЖК-экране отображается изображение «палец вниз»:

Дожидаемся, когда датчик цвета считает синий или белый цвет, устанавливаем цвет светодиодов зеленым, отображаем на ЖК-экране изображение «палец вверх» и сообщаем, что устройство готово к работе:

Дожидаемся нажатия датчика касания, присваиваем гироскопическому датчику значение угла 0 и начинаем рисовать:

Поднимаем держатель ручки и возвращаем его в исходное положение:

Вот такая несложная программа у нас получилась. И теперь запускаем ее и смотрим на робота-чертежника в деле.

Что дают такие примеры

EV3 — это инструмент для профориентации в рамках профессий STEM и точка входа в инженерные специальности. Так как на нем можно решать практические задачи, дети получают опыт технических разработок и создания промышленных роботов, учатся моделировать реальные ситуации, понимать программы и анализировать алгоритмы, осваивают базовые конструкции программирования.

Поддержка MicroPython делает платформу EV3 подходящей для обучения в старших классах. Ученики могут попробовать себя в роли программистов на одном из самых популярных современных языков, познакомиться с профессиями, связанными с программированием и инженерным проектированием. Наборы EV3 показывают, что писать код — это не страшно, готовят к серьезным инженерным задачам и помогают сделать первый шаг к освоению технических специальностей. А для тех, кто работает в школе и связан с образованием, у нас подготовлены программы занятий и учебные материалы. В них детально расписано, какие навыки формируются при выполнении тех или иных задач, и как полученные навыки соотносятся со стандартами обучения.

Программируемый робот конструктор – это первый шаг для самостоятельного изучения робототехники . В разделе представлены робототехнические конструкторы и наборы для создания робота своими руками.
Например, конструкторы OLLO и Engino для начинающих, а конструкторы VEX и Bioloid для продвинутых. Эти конструкторы позволяют собирать разнообразные модели роботов такие как роботы-пауки, гуманойдные роботы, мобильные роботы на танковых или колесных шасси, манипуляторы и многое другое. Наборы укомплектованы датчиками и программируемыми контроллерами, позволяющими задавать роботам поведение и наделять их интеллектом.

ROBOTIS PLAY 300 DINOs (Динозавры)

Робототехнический набор для детей младшего возраста. Позволяет создавать подвижные модели небольших динозавров, приводимых в движение электродвигателем.

Производитель:	Robotis
Страна производитель:	Корея
Возраст:	6-7 лет
Категория Я.Маркет:	Конструкторы

ROBOTIS PLAY 600 PETs (Домашние животные)

Робототехнический набор с крупными деталями для самых маленьких конструкторов. Позволяет создавать модели домашних животных, которые приводятся в движение электродвигателем.

Производитель:	Robotis
Страна производитель:	Корея
Возраст:	4-5 лет,6-7 лет
Категория Я.Маркет:	Конструкторы

HEXBUG Космическая Одиссея: Команда спасателей

Эта серия космических конструкторов создана для того, чтобы пробудить в детях интерес к изучению космоса, наук, технологий, инжиниринга и математики (STEM). Благодаря легко стыкующимся вместе частям, конструкторы просты в сборке.

HEXBUG Космическая Одиссея: Команда исследователей

HEXBUG Космическая Одиссея: Вездеход

HEXBUG Простые механизмы (1): Инерционная машина

Конструктор позволяет не только собрать гоночную машину, но и наглядно показывает как потенциальная энергия преобразуется в кинетическую, а несколько передаточных связей демонстрируют связь между скоростью и крутящим моментом.

HEXBUG Простые механизмы (1): Запускатель

Конструктор позволяет собрать роботехнический гаджет, который запускает пропеллеры выше, чем на 9 метров без использования элементов питания.

HEXBUG Простые механизмы (1): Шариковая пушка

Всего за несколько минут из конструктора вы можете собрать пушку, которая метает снаряды на расстояние свыше 6 метров!

HEXBUG Простые механизмы (2): Баллиста

С помощью конструктора можно собрать макет античной римской баллисты в трех разных вариантах и запускать поролоновые стрелы на расстояние свыше 1,8 метров.

HEXBUG Простые механизмы (2): Катапульта

Конструктор позволяет собрать катапульту, которая метает шары на расстояние более 3 метров. Также возможны альтернативные варианты сборки - два вида гоночных машин.

HEXBUG Простые механизмы (2): Бластер

Конструктор позволяет собрать космический бластер, позволяющий выстреливать пластиковыми шариками на расстояние свыше 3 метров.

HEXBUG Простые механизмы (2): Арбалет

Набор позволяет собрать арбалет, который запускает бумажные самолеты на расстояние свыше 9 метров!

HEXBUG Автоматизированные линии: Шариковая машина

С помощью конструктора можно собрать конвейер с подъемником вилочного типа. Также доступны два альтернативных варианта сборки - гоночный болид и реактивный самолёт.

HEXBUG Автоматизированные линии: Гекскалатор

Набор позволяет собрать Гекскалатор - своеобразный подъемник, который с помощью шестигранных колес поднимает шарики. Также доступны два альтернативных варианта сборки - стрекоза и одноместный вертолёт.

HEXBUG Автоматизированные линии: Подъемник

Набор позволяет собрать винтовой подъемник и создать непрерывный цикл движения шариков. Кроме того, возможны два альтернативных варианта сборки - танк и реактивный самолёт.

HEXBUG Автоматизированные линии: Пусковая установка

Набор позволяет собрать пусковую установку, которая приводит в движение шарики в непрерывном цикле и наглядно демонстрирует физику движения тел по инерции. Кроме того, возможны два альтернативных варианта сборки - вертолёт и пиратский корабль.

Читайте также: