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 [embedded content]
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 дополнения к конструктору «Экологическая энергетика»), 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 словru.wikipedia.org/wiki/Ионисторru.wikipedia.org/wiki/Электрохимические_суперконденсаторыru.wikipedia.org/wiki/Хемотроника
Общая информация про топливные элементы
малогабаритный водородный топливный элемент для электрических беспилотников
самый маленький в мире топливный элемент
топливный элемент для мобильника
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)[embedded content]
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
[embedded content]Artur Fischer — изобретатель фотовспышки и пластикового дюбеля (первый дюбель состоял из конопляного шпагата и клея из крови животных, я же использовал деревянные чопики)
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 МГцПериферийный процессор: Cortex M3Память: 128 МБ DDR3 RAM, 64 МБ FLASHДисплей: Цветной сенсорный 2,4 дюйма (320×240 пикселов)Внешняя память: карта флеш-памяти формата MicroSDУниверсальные входы: 8 штук цифровые/аналоговые 0–9В или 0–5 кОмСчетные входы: 4 штуки (Fвх < 1 кГц)Комбинированный модуль беспроводной связи Bluetoot/WiFi: BT 2.1 EDR+ 4.0, WLAN 802.11 b/g/nИК фотоприемник для пульта управления из комплекта «Набор для дистанционного управления»USB разъем mini-USB для подключения к ПКUSB 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 LinuxРазъем 10 пин для подключения модулей расширения с интерфейсом I2CВстроенный динамикВстроенные часы реального времени со сменной батарейкой для измерений через заданные промежутки времениПодключение 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:
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 манипуляторомРабочая 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 [embedded content][embedded content]
Уровень «Профи»
Набор «Экологическая энергетика»
Экологическая энергетика: ветросиловая установка, слежение за солнцем, электромобиль, водородный топливный элементВидео
[embedded content]Поворотная солнечная батарея, но уже с дополнительного набора:
[embedded content]
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 [embedded content]
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
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
