Обзор конструкторов от года

Обновлено: 01.05.2024

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.

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.

В последние десятилетия специалисты по детскому развитию достигли полного консенсуса относительно того, что конструктор для малышей можно считать одной из наиболее полезных игрушек. В принципе, и без этого решения конструкторы продавались массово, но сегодня без них уже совершенно невозможно представить себе набор детских игрушек – такой набор, и не один, должен быть дома у каждого ребенка.

При этом ученые рекомендуют приобретать конструктор с как можно более раннего возраста, в то же время инструкция к большинству наборов гласит, что использование не рекомендуется до момента достижения 3 лет. Впрочем, для детей от 1 до 3 лет подобрать набор тоже можно – нужно лишь больше знать о подходящих вариантах.

Почему подойдет не любой?

Возраст до 3-4 лет в жизни ребенка смело можно назвать одним из самых сложных, потому что маленький любопытный человечек изо всех сил старается познать мир, но из-за банального непонимания простейших угроз для своего здоровья такие попытки могут оказаться опасными. Естественно, малыша это не останавливает, потому все что остается родителям – тщательнее выбирать набор.

На большинстве наборов написано, что для детей младше 3 лет они не подходят. Эта цифра несколько условна, потому что развитие малыша происходит постепенно, и не может быть так, что вчера этот конструктор ему все еще не рекомендовался, а буквально сегодня его уже можно использовать без каких-либо предостережений. Тем не менее, соблюдать такую рекомендацию, если она есть на упаковке, нужно обязательно. Есть четкие критерии, почему большинство наборов не подходят для самых маленьких, и родители, выбирая конструктор для таких детей, должны убедиться, что предполагаемая покупка таким препятствующим критериям не соответствует.

Эти критерии стоит рассмотреть подробнее.

Размер деталей

Самое страшное, что может случиться с ребенком во время игры с конструктором – это проглатывание детали. В силу естественного стремления познать мир каждый малыш тянет в рот буквально все, что видит, а ведь деталь сложной формы запросто может застрять в узком пищеводе ребенка или причинить ему страдания, добравшись до желудка.

Практически любой конструктор содержит маленькие детали, а вот набор для малышей должен состоять только из крупных элементов, чтобы большой кусок нельзя было проглотить. При этом внимание следует обратить и на крупные детали сложной формы – недопустимо, чтобы маленькая часть могла отсоединиться от основы, иначе величина деталей не будет иметь никакого значения. В конце концов, из-за плохо развитой мелкой моторики ребенок пока неспособен возиться с конструктором слишком маленьких размеров, и это тоже нужно учесть.

Гигиена

Поскольку малыш пытается попробовать на вкус все вокруг, родителям придется задуматься, как сделать так, чтобы конструктор всегда был чистым, ведь сам хозяин пока совершенно не задумывается о таких вещах. В первую очередь, следует быть уверенными, что производитель не использовал в процессе производства вредных добавок, в противном случае их попадание в детский организм практически гарантировано.

Но и на этом выбор не заканчивается – следует выбирать только тот набор, у которого детали не имеют исключительно ровную поверхность, не способствующую накапливанию загрязнений и бактерий. Простота мытья деталей является еще одним жизненно важным критерием.

Травмоопасность

Когда ребенок вырастет и станет инженером, тогда пусть и собирает свои взрослые поделки из чего угодно, а пока что он маленький и довольно неуклюжий, поэтому даже незначительные дефекты или непродуманная форма деталей могут представлять для него опасность. Элементы с острыми краями не приветствуются в конструкторах для любого возраста, а уж в наборах для самых маленьких в принципе нежелательны даже детали тонкой продолговатой формы – таковую можно засунуть не только в рот, но и в нос или ухо.

Сложность сборки

У каждого человека может быть собственное представление о том, какой конструктор считать сложным, а какой нет, но у малыша до 3 лет сложности вызовет сборка практически чего угодно, поскольку он все еще находится на стартовом этапе обучения таким премудростям. Даже если речь идет о простейших кубиках, малышу в 2 года может быть сложно собрать целостную конструкцию из 20 элементов, к 2,5 годам количество деталей может возрасти до 30, но 100 фрагментов малыш такого возраста использовать точно не станет – для этого не хватит ни усидчивости, ни фантазии.

Кроме того, детали должны легко собираться в целое и так же легко разбираться обратно на отдельные фрагменты, иначе игра превратится для малыша в муку, и он быстро потеряет к ней интерес.

Можно долго петь оды в пользу развивающих игрушек, однако развитие невозможно без самостоятельного понимания следующего этапа.

Кубики

Собственно, наиболее очевидным решением можно считать обыкновенные кубики, которые считаются простейшим конструктором. Они вовсе никак не соединяются между собой – их просто нужно устанавливать друг на друга, при этом выглядят они довольно наивно, представляя собой простые геометрические фигуры. Такое решение не понравилось бы детям старшего возраста, но для детей 1-3 лет такой выбор оптимален, поскольку он прекрасно подходит как для мальчиков, так и для девочек.

Основной выбор теперь заключается в определении лучшего материала. Едва ли не идеалом считаются пустотелые пластмассовые кубики (при условии, что пластик – качественный и экологичный), ведь такие детали легкие, ими сложно травмироваться, а еще они выглядят очень ярко.

Деревянные кубики отличаются высокой прочностью и натуральностью использованного сырья, однако они сравнительно тяжелые, кроме того, являются хорошей средой для размножения бактерий и плохо моются. Иногда для малышей делают еще и кубики из фетра – они легкие и приятные на ощупь, однако их довольно легко порвать.

При выборе кубиков для самых маленьких советуют выбирать яркие цвета (кроме совсем уж «кислотных»), однако при этом не налегать на разнообразие палитры: 3-5 основных цветов будет достаточно.

Магнитные наборы

Такое решение позволяет увидеть трехмерные фигуры как бы в разрезе, но при этом тоже не требует никаких усилий для соединения деталей, поскольку они соединяются силой магнитного притяжения.

Внешне детали выглядят как обыкновенные пластиковые фрагменты, которые в некоторых случаях ограничены контуром простой геометрической формы. Благодаря использованию пластика удается добиться значительной яркости игрушки и ее сравнительно небольшого веса, но внутри прячется самое интересное – магнит.

Детям такой подарок очень интересен в виду того, что они не понимают, за счет чего детали держатся вместе, ведь зачастую поделку можно даже поднять над полом, держа за верх, и она не рассыплется. Чего-то особо содержательного из такого конструктора не соберешь, но специалисты хвалят его за наглядную демонстрацию трехмерности различных объектов – благодаря игре с фигурными магнитами у ребенка улучшается пространственное воображение и фантазия.

Блочные наборы

Именно блочные конструкторы обычно не рекомендуют детям до 3 лет, но из каждого правила можно найти исключения. Для начала стоит выбрать набор с крупными деталями, которые нельзя проглотить, далее следует обратить внимание на простоту соединения. Наборы с огромным количеством деталей покупать пока не нужно: малыш окажется не в состоянии собрать даже очень интересную поделку. Пожалуй, играть с такими конструкторами стоит хотя бы лет с двух, да и то при активном участии родителей.

В последние годы выпуск блочных конструкторов для самых маленьких заметно увеличился – в частности, в нашей стране набирает популярность специальная серия Lego Duplo. Этот производитель в каких-либо представлениях вряд ли нуждается, ведь у большинства современных людей именно наборы этого бренда ассоциируются с конструкторами в целом. Выбор в пользу блочного конструктора всегда является вкладом в развитие мелкой моторики рук ребенка.

Другим, не менее важным преимуществом является развитие фантазии, ведь тот же Lego предлагает собрать красивую и интересную игровую площадку для любых игр с человечками, которые, как правило, тоже входят в набор.

Нельзя не упомянуть и о популярной альтернативе – конструкторах Mega Bloks. В этом случае компания-производитель и вовсе ориентируется практически исключительно на детей младше подросткового возраста, потому ее серии для самых маленьких отличаются глубоким пониманием потребностей ребенка.

Тематика наборов обычно касается транспорта и небольших игрушечных городов, которые можно соорудить на особом игровом столе, в который при необходимости превращается чемоданчик из-под конструктора. Пазы и шипы таких наборов взаимно совместимы с вышеописанной серией от Lego, что еще больше расширяет возможности для применения фантазии.

Необычные наборы

На самом деле для малышей до 3 лет подойдет практически любой набор, лишь бы он соответствовал критериям, описанным в начале статьи. Стоит выделить несколько оригинальных решений, которые пользуются спросом среди малышей и их родителей, чтобы показать, что не стоит себя ограничивать в игровых возможностях:

цветные счетные палочки, напоминающие красивые яркие спички, станут чудесным решением для плоского конструирования и помогут сделать запоминание чисел и цветов более интересным;
резиновый конструктор с гнущимися деталями поможет ребенку создавать самые неожиданные поделки и гарантирует, что они не разобьются при падении с высоты;

конструктор «Дорога» – это практически паззл, но он очень понравится мальчикам, которые смогут «ездить» по нему машинками;
набор Zolo позволяет собирать фигурки странных существ в любом порядке.

В следующем видео смотрите обзор деревянного конструктора "Паровозик".

Под катом мы попытались как-то обобщить и систематизировать наш опыт по выбору платформы для занятий с детьми. Если вы организуете кружок робототехники, возможно, вам это будет полезно.
К прошлой серии было много справедливых замечаний, по такому случаю я полностью переработал материал.

Введение

механика;
периферийная электроника;
управляющий модуль;
софт (среда разработки).

Сначала лирическое отступление.
В свое время я был одним из самых счастливых детей в Екатеринбурге, потому что отец привез мне из Германии целый чемодан Лего (тогда в России его еще совсем мало было). И я думаю, это очень здорово повлияло на мое умственное развитие — мелкая моторика, пространственное мышление. Однако у людей есть такое свойство: взрослея они иногда начинают нелюбить ту среду, из которой вышли, так и меня часто упрекают в предвзятости к Лего. Сейчас я все-таки попытаюсь это преодолеть.

Итак, главное достоинство леговской механики — это скорость сборки. Наверно, раз в десять выше, чем на винтах, раза в два выше, чем на заклепках. По большому счету главный соединительный элемент Lego Technic — это та же заклепка, которую не нужно зажимать, раскрывается сама за счет упругости:

Второй элемент — ось с крестообразным сечением:

По сути это заменитель винта, только “гайки” на ней не закручиваются, а держатся за счет продольного трения.
Плюс к этому в Лего есть специальные детали для сборки некоторых специфичных узлов, например, дифференциала. Все это позволяет быстро собирать очень сложные механизмы, и для детей это действительно здорово. Жаль только, что не навсегда мы остаемся детьми, и вот тогда возникает проблема: во взрослой жизни такие соединения нигде не используются, и плавный переход с Лего на что-то другое, насколько мне известно, еще никому не удавалось реализовать. Кроме того, возникает еще одна неприятность, с которой я сам при взрослении столкнулся: в Лего все из коробки подогнано идеально, до микронов, ребенок к этому привыкает, принимает как данность. В реальности для такой точности нужно прикладывать огромные усилия, и я этому уже в студенчестве долго учился, кажется, до сих пор толком не научился.

Управляющий модуль у Лего скучный.

С одной стороны, он очень прочный, почти не ломается, с другой имеет всего 8 разъемов и туда не влезает ничего, кроме кроме фирменных леговских проводов (кстати, насколько я знаю, самая ломкая часть). Разумеется, штатно с ним работают только леговские датчики и моторы.
С точки зрения преподавателя Леговская электроника самая малохлопотная: все легко подключается, почти никогда ничего не ломается, однако и простора для творчества очень мало.

Поскольку Лего — это большая компания, об инфраструктуре она позаботилась: подавляющее число соревнований по робототехнике имеют ограничение — только Лего.

Кроме того проводится множество разных конференций и мероприятий для преподавателей.

Резюме следующее: вещь невероятно классная, это действительно так, однако, как и для всех игрушек, чем раньше ребенок с нее соскочит, тем лучше, по нашему опыту седьмой класс — в самый раз. Так же Лего — единственный конструктор, который не требует от преподавателя серьезной технической подготовки. Ну а еще по идеологии своей он очень похож на Майкрософт, некоторые Майкрософт не любят.

Fischertechnik

По этой причине какие-то простые механизмы на Fischertechnik делать не очень удобно, но зато там есть множество специальных элементов, с которыми можно делать совершенно невероятные вещи: пневмоприводы, хемотроника, ионисторы, электрохимические суперконденсаторы и др. (подробнее см. ссылку выше). Кроме того, есть специализированные наборы, моделирующие то или иное производство.
В целом идеология Fischertechnik повторяет идеологию Лего, все-таки это игрушка, но очень технически продвинутая.

Кроссплатформенные управляющие модули

Сначала немного терминологии. Вся переферийная электроника для взрослой робототехники имеет стандартные разъемы, работает по стандартным протоколам. Fischertechnik, Лего и другие закрытые продукты создает искусственные препятствия для подключения через эти разъемы и протоколы. Продукты по-проще, например, Raspberry, хотя и не являются опенсорсными, но все стандарты поддерживают. Вообще по нашему опыту в данном случае опенсорсность железа не имеет столь большого значения: все разъемы стандартны, среды разработки тоже стандартны и, как правило, опенсорсны, и железная прокладка между ними существенной роли не играет, переход на другую железку никаких проблем не вызовет. Здесь еще можно по-рассуждать о нашей миссии по развитию опенсорсного железа, но для краткости опустим это, к теме не очень относится.

Низкая цена.
Быстрый старт: воткнул USB-провод, открыл среду разработки, загрузил пример, поехали. С Raspberry придется еще помучиться: образ на карточку загрузить, подключиться, настроить автозапуск скриптов и т.д.
Большее удобство подключение периферии (например, на плате уже есть аналоговые входы, к Raspberry АЦП подключить сложно), большое количество разнообразных шилдов.
Низкое энергопотребление.

По сравнению со своими аналогами Raspberry является самой распространенной и дешевой, по характеристикам последняя ее версия аналогам ничем особо не уступает, поэтому мы работаем с ней.

Среди ардуин мы выбрали Uno, поскольку, опять же, самая распространенная и дешевая (в Китае стоит порядка 30 юаней или ~ 300 рублей). Характеристики у нее не самые, но нам вроде хватает.

Конструкторы

Из других конструкторов наиболее популярен Huna (кстати, вроде бы отчасти российская разработка):

Трик предлагает неплохой конструктор, но, опять же, уж очень дорогой.

Общий принцип у всех конструкторов примерно один и тот же: плоские детали и уголки соединяемые винтами, по сути старый советский железный конструктор. При этом у каждого свои особенности: в Мультипло основные детали вырезаны из трехмиллиметрового пластика + маленькие алюминиевые уголки + пластиковые заклепки; в Huna плоский металл дополняется объемными пластиковыми деталями, похожими на Лего; Трик просто очень массивен.

Заключение

Наш выбор — ардуино + Raspberry + Multiplo. Цена самая низкая, простор для творчества самый большой. В то же время от преподавателя требуется очень высокая квалификация.
Вообще мы работаем с детьми с третьего класса, но это скорей исключение, все-таки до седьмого класса нужно что-то другое, типа Лего или Fischertechnik.

Читайте также: