На волне восторга от знакомства с Fischertechnik. Как используют инженерные конструкторы в кружках

Конструкторы для обучения детей робототехнике

Share Button

Разработчик электронных конструкторов Руслан Тихонов делится впечатлениями от занятий «Робокурса», где школьники занимаются с наборами Fischertechnik.

Отзыв о конструкторах роботов фишертехник

Когда-то, давным-давно, я был в гостях в кружке, который вел Григорий Зайцев из компании ПАКПАК. Естественно, в кружке использовали наборы Fischertechnik.

С той поры у меня остался достаточно подробный отчет-зарисовка по итогам визита. Не знаю, жив ли этот кружок сейчас, и есть ли другие кружки на базе Fischertechnik. Но то, что я увидел, мне понравилось.

Потом на волне восторга от знакомства с Fischertechnik я попытался организовать с только что запустившимся «Новатором» акцию. Раздали несколько конструкторов среди школ и кружков в обмен на фидбек в публичном пространстве. Что-то вышло из этого, а что-то — нет. Понятно, что цена этих конструкторов не способствует большим продажам. Но все равно Fischertechnik по-прежнему в числе моих любимчиков с тех пор, как я впервые увидел этот конструктор в Мюнхене в 2008 году.

Отзыв о конструкторах роботов фишертехник

Меня всегда интересовали инженерные конструкторы Fischertechnik. К сожалению, эти конструкторы не частый гость в наших образовательных организациях, редко где их можно увидеть в деле. Поэтому, как только у меня появилась возможность попасть на занятия «Робокурса», где школьники занимаются с наборами  Fischertechnik, я тут же ею воспользовался. Особенно интересно было то, что в группе, куда я был приглашен, занимаются ученики младших классов – дети от 7 до 10 лет. А у меня же, как и у многих,  Fischertechnik ассоциировался с серьезными учебными моделями — реалистичными манипуляторами, конвейерными лентами, моделями станков, при помощи которых старшеклассники и студенты изучают настоящую промышленную автоматизацию.

Пригласил меня на занятия руководитель кружка робототехники и автоматики «Робокурс» Григорий Зайцев. Он как будто сошёл с портрета идеального преподавателя кружка технического творчества – выпускник Бауманки, специалист в области промышленной автоматизации, а не какой-нибудь там диванный теоретик. В его личной копилке кейсов больше сотни проектов автоматизации разных объектов и производственных участков, и он продолжает работать с новыми проектами в области автоматизации, а кружок ведет по субботам. И само собой, он ходил в кружок радиоэлектроники в детстве (лично я вообще не встречал кружководов, которые сами бы в школьные годы не посещали занятий в кружках).

Еще из первых впечатлений от знакомства с кружком отмечу, что особый интерес у меня вызвал книжный шкаф в помещении. Он битком набит разными книгами и учебниками по основам электроники, автоматики и робототехники для детей, много научно-популярной литературы. Есть современные англоязычные книги, ориентированные на нынешних мейкеров, но особое почетное место занимают книги советских авторов для детей. «Юный кибернетик» Ю.М.Отряшенкова, «Юный радиолюбитель» В.Г.Борисова – первые, которые попались на глаза, но их там несколько десятков.

Офтопик: диву даешься – сколько же издавали в то время научно-популярных и технических книг для детей! А какие были тиражи: 300 тысяч или 500 тысяч экземпляров – был вполне себе обычный тираж для научпопа лет эдак так тридцать-сорок назад. Однако эти книги – не ностальгия по прошлому, а источник вдохновения и дидактических материалов для руководителя кружка. В них можно найти подсказки — как лучше объяснить теоретическую часть, принцип действия того или иного устройства, вдохновиться идеями для новых проектов и самоделок.

Я пришел не к самому началу занятия, и когда открыл дверь, дети уже с воодушевлением заканчивали собирать свои конструкции. Это были модели стиральных машин – автоматов с горизонтальной загрузкой (белье имитировала бумажная салфетка). Легко можно было узнать вращающийся барабан для стирки белья, который был присоединен к мотору. Барабан закрывался дверцей. Виднелась пара выключателей и индикаторная лампа, и всё это юные инженеры как раз на моих глазах соединяли проводами с управляющим контроллером.

Отзыв о конструкторах роботов фишертехник

Я пропустил теоретическую часть занятия, где участники кружка с Григорием обсуждали, как стирали в разные времена люди в разных странах, и как стирают сейчас. Какие есть режимы стирки у машины, чем они отличаются и почему при отжиме барабан крутится так быстро? Дети познакомились с историей возникновения и развития стиральных машин. Мне же для этого пришлось использовать Википедию. Из неё я узнал, что первая стиральная машина, запущенная в серийное производство, была создана в 1874 году, у неё был ручной привод. Машины с электрическим приводом появились в 1908, а первая автоматическая стиральная машина появилась только в 1949 году, в США.

Дальше началась сама интересная часть занятия. Модель стиралки нужно было оживить и запрограммировать. Но перед этапом важно было проверить все электрические соединения и убедиться, что мотор при подаче напряжения вращается, лампочка горит, а выключатели замыкают и размыкают электрические цепи. Так будет проще потом искать ошибку, и если что-то не заработает, мы будем знать, что наша ошибка – программная, а с «железом» и электрическими соединениями — всё в порядке.

Проверка эта проходит на удивление легко. Не нужен мультметр, который использовал бы хардкорный электронщик. Я не против мультиметра, а даже двумя руками «за», но с учетом возраста и малого опыта будущих инженеров, самому младшему из которых семь исполнится лишь через пару месяцев, это для них пока ещё сложно.

Поэтому для проверки используется сам контроллер BT Smart, к которому дети подключили датчики и исполнительные устройства, и учебная среда программирования ROBO Pro Light. (Дети! Сразу приучайтесь использовать правильную терминологию, а не всякие там кнопочки – моторчики)

В окне отладки, в правой части интерфейса программы, можно включать и отключать исполнительные устройства, просто щелкая мышкой по соответствующим кнопкам. Это удобно для проверки правильности электрических соединений. Например, пробуем включить и выключить мотор с помощью мышки. Барабан вращается? Отлично, проверяем теперь лампочку, и так далее. А с мультиметром дети познакомятся скоро, уже на следующем курсе, когда будут изучать электронику.

Отзыв Руслана Тихонова о фишертехник

Еще офтопик: учебная среда программирования ROBO Pro Light заслуживает чуть более подробного рассказа. Программы в этой среде составляются в виде классических блок-схем, которые показывают последовательность основных шагов выполнения алгоритма. Фигуры, которые используются в ROBO Pro Light для изображения элементов программы, практически те же, что перечислены в ГОСТе для условных обозначений схем алгоритмов. Дети учатся не только алгоритмическому мышлению, но и сразу знакомятся с общепринятой формой записи алгоритмов и блок-схем. Программа ROBO Pro Light – бесплатная, скачать её можно на русскоязычном сайте fischertechnik.ru.

И пару слов нужно сказать и о других возможностях программирования штатного контроллера BT Smart. Для тех школьников, которые изучают Scratch, можно использовать и эту среду. Для Android и iOS есть приложение ROBO Pro Smart, которое позволяет связываться с контроллером беспроводным путем благодаря интерфейсу Bluetooth 4.0 и программировать собранные устройства с любимого планшета.

Считаете, что уже переросли штатный контроллер? Можно поменять его, например, на плату Arduino или Micro:bit. Благо, в отличие от других конструкторов, у Fischertechnik есть возможность подключать моторы с датчиками к другим управляющим платам – у этих конструкторов никаких специальных разъемов, только провода и штыревые контакты.

Вернусь к рассказу о том, что происходило дальше в кружке юных инженеров. У них как раз началось самое интересное. Если для сборки модели и электрических соединений им была предоставлена инструкция, то теперь нужно было думать и рассуждать самостоятельно, программировать, запускать программу, исправлять ошибки и снова пробовать запускать модель.

Проверив электрические соединения и устранив ошибки, кружковцы стали обсуждать – какую программу им нужно составить. Тут инициативу захватили девочки, им уже были знакомы основные циклы работы машины: стирка, полоскание и отжим. Начали с простой программы – просто имитировать стирку путем медленного вращения барабана. Дальше стали усложнять программу – добавили запуск по нажатию кнопки, индикацию с помощью лампочки о работе машины.

Теперь безопасность – пока дверца не закрыта, стирка не должна начинаться. Добавили циклы стирки – полоскание, отжим. Для тех, кто всё уже сделал – дополнительное задание: отобразить название рабочего цикла на экране компьютера в виде текста, например «Стирка» или «Полоскание».

Занятие подошло к концу. Наступает этап защиты своих проектов перед родителями – тут уж никак не обойтись без смартфона, дети с удовольствием рассказывают перед камерами гаджетов о своих работах, тренируют навыки презентации.

На прощание Григорий задал кружковцам хитрый вопрос про дверцу стиральной машины — можно ли ее открыть в процессе стирки? Оказывается, нельзя – у кого-то из детей уже был такой опыт. А вот собранная на занятии модель в этом плане несовершенна — дверцу можно открыть во время цикла работы. Поэтому, напоследок, домашнее задание звучит таким образом – узнать, что «держит» дверцу машины в процессе стирки и как можно реализовать эту защиту в собранной модели?

Дети разобрали свои работы и сложили их в специальные ящики. Очередной раз восхищаюсь продуманности немецкого конструктора – для каждого элемента есть свой отсек для хранения, а чтобы не перепутать – куда какой элемент положить, на дне ящиков есть вкладыш с цветными рисунками – что именно в этом отсеке должно храниться.

Фото — сайт РобоКурс.

Share Button

Нет комментариев.

Оставить комментарий

© 2014-2019 Занимательная робототехника, Гагарина Д.А., Гагарин А.С., Гагарин А.А. All rights reserved / Все права защищены. Копирование и воспроизведение в любой форме запрещено. Политика кофиденциальности. Соглашение об обработке персональных данных.
Наверх