...

понедельник, 8 декабря 2014 г.

FISCHERTECHNIK: хемотроника, ионисторы, электрохимические суперконденсаторы внутри детского конструктора для программистов

В детстве я не расставался с конструкторами. У меня их было 2 типа: аналог LEGO (пластмассовый и с пупырышками) и металлический с болтиками. После поста на Хабре, я понял насколько скудный был в те времена выбор. Пару недель назад мембер хакспейса Костя Костюк подсказал мне, что в Москве есть люди которые занимаются продвижением и обучением FISCHERTECHNIK.



(на фото: Электромобиль с заправочной станцией и водородный топливный элемент, солнечная батарея)


В Германии вокруг этого конструктора сложилось свое сообщество, они гордятся своим изобретателем и ставят свои рекорды.


Видео





Чем понравился мне этот конструктор — хардкорностью научно-технической серьезностью и отсылками ко множеству реальных механизмов/устройств (от принтера, CD-привода и механизмов Леонардо да Винчи, до шаговых экскаваторов, роботов и электромобилей). В наборы входит и контроллер с графической средой программирования, что позволяет учить детей основам алгоритмов и программирования.

Под катом немного про автомобиль на водородном топливном элементе (из конструктора «Экологическая

энергетика»
+ «Топливный элемент»), про изобретателя конструктора и короткий обзор существующих в Москве наборов для конструирования (можно только позавидовать тем гикам, кому сейчас 8+ лет, ибо на новый год их ждут такие подарки).




(Осторожно! Под катом боль за бесцельно прожитые годы)



Водородный топливный элемент




Топливный элемент (электрохимический генератор) — устройство, которое преобразует химическую энергию топлива (водорода) в электрическую в процессе электрохимической реакции напрямую, в отличие от традиционных технологий, при которых используется сжигание твердого, жидкого и газообразного топлива. Прямое электрохимическое преобразование топлива очень эффективно и привлекательно с точки зрения экологии, поскольку в процессе работы выделяется минимальное количество загрязняющих веществ, а также отсутствуют сильные шумы и вибрации.

У существующих топливных элементов КПД составляет 60-80 %, что происходит благодаря прямому превращению энергии топлива в электроэнергию (минуя сгорание).


Пока искал информацию, узнал много новых слов

http://ift.tt/1woPKV9

http://ift.tt/1woPJAk

http://ift.tt/1vvWDNp


Общая информация про топливные элементы
image

малогабаритный водородный топливный элемент для электрических беспилотников

image

самый маленький в мире топливный элемент


image

топливный элемент для мобильника


image

топливные элементы использовались в советской лунной программе, были установлены на «Apollo», на «Буране», даже в 1982 году выпустили автобус.




Видео с демонстрацией работы водородного топливного элемента на столе (1.2 V; 440 mA)


Протонная мембрана, электролиз воды, солнечная батарея и все это в одном наборе детского конструктора. Не знаю что меня сможет удивить в следующий раз, разве только что атомная батарейка в детском конструкторе или графеновые запчасти для карманного детского 3d-принтера с мемристорами на магнетричестве.


Изобретатель





Artur Fischer — изобретатель фотовспышки и пластикового дюбеля (первый дюбель состоял из конопляного шпагата и клея из крови животных, я же использовал деревянные чопики)

image


Арутр Фишер — автор 1080 патентов, чуть отстает от Эдисона который отжал запатентовал 1093 изобретения


еще фотки Артура Фишера


Чуть позже Артур изобрел дюбеля для лечения переломов костей, а так же детский биоразлагаемый конструктор из картофельного крахмала.


Из этого конструктора (fischer TiP) можно лепить клевые 3d-штуковины (ручной цветной 3д-принтер)

Уровень «Робототехника и обучение программирование»




Скорее всего, конструкторы FISCHERTECHNIK были первыми на рынке, в составе которых появились электронные модули для компьютерного управления моделями. Первый такой набор под названием «COMPUTING EXPERIMENTAL» поступил в продажу в 1983 г. и предполагал подключение игрушечных роботов к компьютерам Atari, Commodore и BBCmicro.



Робо-черепашка из набора «COMPUTING EXPERIMENTAL» 1983 г.



В настоящее время в составе конструкторов FISCHERTECHNIK серии «Робототехника» имеется игрушечный программируемый контроллер ROBOTICS TXT с вполне взрослыми характеристиками:


Характеристики контроллера ROBOTICS TXT:

Главный процессор ARM Cortex A8: два ядра, 32 бит, 500 МГц

Периферийный процессор: Cortex M3

Память: 128 МБ DDR3 RAM, 64 МБ FLASH

Дисплей: Цветной сенсорный 2,4 дюйма (320х240 пикселов)

Внешняя память: карта флеш-памяти формата MicroSD

Универсальные входы: 8 штук цифровые/аналоговые 0-9В или 0-5 кОм

Счетные входы: 4 штуки (Fвх < 1 кГц)

Комбинированный модуль беспроводной связи Bluetoot/WiFi: BT 2.1 EDR+ 4.0, WLAN 802.11 b/g/n

ИК фотоприемник для пульта управления из комплекта «Набор для дистанционного управления»

USB разъем mini-USB для подключения к ПК

USB разъем USB-A с функцией хост-контроллера для подключения USB-камеры, USB-флеш накопителя и других девайсов.

Подключение видеокамеры через интерфейс USB, драйвер для ОС Linux

Разъем 10 пин для подключения модулей расширения с интерфейсом I2C

Встроенный динамик

Встроенные часы реального времени со сменной батарейкой для измерений через заданные промежутки времени

Подключение к смартфонам/планшетам через Bluetooth или WiFi позволяет использовать их как терминал для контроллера.

Питание: от аккумулятора через стандартные штекеры fischertechnik 2.5 мм или от блока питания 9 В через цилиндрический разъем 3.45 мм.

Размеры: 90х90х25 мм



Контроллер используется для управления моделями механизмов, машин и роботов, которые вы собираете из конструктора. Чтобы собранная вами система ожила необходимо разработать управляющую программу и загрузить её в контроллер. Для этого можно использовать учебную среду программирования ROBO Pro.


В ROBO Pro программы составляются в виде классических блок-схем, которые представляют собой графическое отображение (или диаграмму), показывающее последовательность основных шагов выполнения алгоритма.

Взрослые дяди используют блок-схемы для планирования разработки программы и правильного упорядочения её шагов. Вот как выглядит блок-схема алгоритма для управления светофором:




Блок-схема в ROBO Pro


Каждая фигура на этой блок-схеме отображает отдельный этап действий: овалы с зеленым и красным человечками соответствуют началу и окончанию цепочки действий. Стрелки показывают последовательность действий.


Обычно после того как блок-схема разработана, у нас фактически готов план для составления программы на алгоритмическом языке программирования. При этом каждый блок превращается в один или несколько её операторов. В ROBO Pro процесс превращения схемы в код программы происходит автоматически после нажатия на кнопку «Запустить программу». Таким образом, мы можем выполнить отладку алгоритма на реальном железе без ручного кодирования программы.


Составление блок-схем очень полезно на первых порах при изучении программирования, так как позволяет выработать привычку составлять логический и к тому же полный план создаваемой программы.


Фигуры, использующиеся в ROBO Pro для изображения программных элементов, в некоторой степени повторяют элементы, перечисленные в ГОСТ 19.701-90.


Преимущество перед LEGO — у LEGO свой собственный «замкнутый» язык программирования, который используется только в лего. У FISCHERTECHNIK язык основан на тех же принципах что и «взрослые» языки программирования. Дети знакомятся с общепринятой формой записи алгоритмов и блок схем.


Управление по Wi-Fi:


image


ROBOTICS TXT Набор первооткрывателя/Учебная лаборатория. Рабочая тетрадь на русском PDF




Робот-футболист




Робот-разведчик и робот-следопыт




Поворотная камера и видеооператор




Сушка для рук с датчиком пересечения линии и светофор




ROBO TX Исследователь: тоннельный робот, детектор цветы, следопыт, спасатель и тд.

Рабочая тетрадь на русском PDF




ROBO TX ЭлектроПневматика: пинболл, робот цветосортировщик, трасса для шарика с захватом и вакуумным манипулятором

Рабочая тетрадь на русском PDF




Реалистичные полностью функциональные промышленные роботы: робот для склада, трех-осевой манипулятор и робот с захватным устройством


Теория из рабочей тетради:




Рабочая тетрадь на русском PDF


Видео промышленных роботов






Уровень «Профи»




Набор «Экологическая энергетика»





Экологическая энергетика: ветросиловая установка, слежение за солнцем, электромобиль, водородный топливный элемент

Видео



Поворотная солнечная батарея, но уже с дополнительного набора:






Теория из рабочей тетради:




Рабочая тетрадь на русском PDF






Набор «Технические революции»



11 интересных моделей, которые повторяют различные выдающиеся изобретения 17-19 веков.



Технические революции: «вечный двигатель», вертолет, электродвигатель и электрогенератор, стеклоочиститель для авто (раньше протирали руками), центробежный регулятор (первый девайс киберентика), телеграф Морзе и др.


Пример описания из рабочей тетради:




Рабочая тетрадь на русском PDF


Набор «Машины Леонардо Да Винчи»



Из конструктора можно собрать механизмы, которые изобрел Леонардо да Винчи: кузнечные клещи, катапульта, механический барабан, грейфер, храповый механизм, крылья, раздвижной мост, и машину для насечки напильников:



Раздвижной мост и боевая колесница


Теория из рабочей тетради:




Рабочая тетрадь на русском PDF


Набор «Динамика»/«Динамика XL»



С помощью этого набора можно изучить такие физические явления как инерция, ускорение, сохранение энергии, импульс и другие темы.


Теория из рабочей тетради:




Рабочая тетрадь на русском PDF


Видео



Набор «Электроника»/«Электротехника»



Набор для экспериментов с электронными и автоматическими устройствами. С помощью этого конструктора инженеры смогут познакомиться с основами электроники и изучить: простые электрические цепи, параллельное и последовательное соединение элементов, схемы с транзисторами, конденсаторами, резисторами и светодиодами.



Карусель с сенсорным выключателем и сдвижная дверь


Теория из рабочей тетради



Рабочая тетрадь на русском PDF


Заключение




image

Если у вас есть подрастающий гик, который может самостоятельно или с вашей помощью разобраться с конструктором — берите коробочный вариант. Есть множество мануалов и видео на русском языке. В следующей публикации я поделюсь где и как в Москве проходят обучающие курсы для юнлингов а так же рекомендации по поводу того, как организовать кружок самостоятельно.

P.S.


Хардкорное видео с мега поделками FISCHERTECHNIK

This entry passed through the Full-Text RSS service - if this is your content and you're reading it on someone else's site, please read the FAQ at http://ift.tt/jcXqJW.


Комментариев нет:

Отправить комментарий