На образовательном рынке существуют множество образовательных конструкторов, которые в разной степени решают задачи в области обучения таким точным дисциплинам как: физика, математика химия, инженерия, программирование и т.д. Как показала многолетняя практика преподавания робототехники, в наборах ценят две вещи:
модульность и наличие разнообразия видов крепления и их простота (под силу ребёнку с 9 лет) с разнообразием деталей
обширная функциональная возможность набора: разнообразие датчиков, количество актуаторов (моторов).
Лидирующую позицию по первой категории оценивания занимает наборы lego, а по второй arduino. И эволюционным звеном двух этих продуктов стал NikiRobot.
Сайт на продукцию.
NikiRobot – представляет собой набор, состоящий из деталей, схожих по инженерному решению с деталями lego technic, но имеющих ряд разнообразных преимуществ и электрокомпонентами, разработанными на базе плат arduino и датчиков с модулями, совместимых с платами arduino. Данное решение даёт ряд преимуществ:
понижает возрастной порог обучения робототехнике
расширяет диапазон разработок роботов и роботизированных систем в научно-исследовательском, инженерно-техническом и спортивно-соревновательном ключе.
Первое преимущество вытекает из-за дизайна продукта и технических решений. Все электронные компоненты вложены в защитные пластиковые контейнеры. Данное решение защитит датчик или модуль от механических повреждений или случайном возникновении короткого замыкания. Очень хорошо развита система соединений деталей. Детали обладают от двух до трёх степеней свободы в области крепления и полностью совместимы с деталями lego technic. Соединительные провода прочные и крепятся только в определённом положении. Данная технология позволяет снизить возрастной порог обучения робототехнике до 7 лет.
Второе преимущество связано с разнообразием аппаратной части arduino систем. На сегодняшний день насчитываются более 90 датчиков и модулей, которые, непосредственно, разрабатывались под платы arduino, не считая той электроники, которая может быть совместима по техническим характеристикам. Набор содержит универсальный переходник для подключения любого датчика, совместимого с arduino.
Программное обеспечение на данном моменте так разнообразно, что позволяет программировать устройства на arduino с 7 лет как на графико-визуальном языке (разновидность Scratch), так и текстовом языке высокого уровня C++, java и т.д.
Робототехника развивается и расширяет горизонты познания. Будущее технического прогресса, как и науки – это комбинирование множества решений и направлений.
Содержание набора NikiRobot
За основу управления электронной частью робота отвечает плата arduino. Все электронные компоненты совместимы с данной платой. Весь набор выдержан в едином стиле. Материал несущей конструкции и крепёжной системы служит пластик ABS, который устойчив к механическим, термическим и химическим воздействиям. Все корпуса, в которых заключена электроника съёмные.
Структура базового набора NikiRobot
Комплектация Базового набора:
В комплект входит
- Процессорный блок .- Моторы- 2 шт. -Серводвигатель.-Датчик расстояния.-Датчик цвета.-Датчик линии.-Датчик касания.-Датчик ИК пульта.-Датчик Bluetooth.-ИК пульт.-Аккумулятор.-Соединительные кабели.-Блок питания-Детали конструктора -500 шт.
Ниже представлен электронная начинка базового набора NikiRobot.
Мозгом роботизированного устройства является блок управления, который имеет два вывода для подключения DC моторов и шесть выводов для подключения датчиков и модулей.
Отдельно выведен USB порт для загрузки программы и порт питания для зарядки аккумулятора. Блок оснащён пьезоэлементом для подачи звуковых сигналов и светодиодом — для подачи световых сигналов. Также присутствуют кнопка включение/выключения и перезагрузка(сброс). Четвёртый порт необходим для подключения Bluetooth модуля.
Условные обозначения
- – кнопка ВКЛ/ВЫКЛ
- — кнопка Reset (перезагрузка)
- – USB вход
- – Питание аккумулятора
- – выводы для подключения DC моторов
- – Световой индикатор
- – Вывод звука
П1, П2, П3, П4, П5, П6 – порты для подключения датчиков, модулей и сервоприводов.
Есть специальный бокс в блоке управления для аккумулятора.
Условное обозначение:
- Аккумулятор на 300 мАч, 7.2В
Мы рассмотрели внешнюю часть конструкции, теперь настало время заглянуть внутрь.
На рисунке 5 и 6 представлена внутренняя часть блока управления.
- – arduino uno
- – расширение под плату arduino uno
Бокс для аккумулятора сделан так, чтобы можно подключать аккумуляторы разного габаритного размера.
Программное обеспечение
Так как в основе «мозга» набора CyberBot лежат микроконтроллеры arduino, то работа с ними можно с помощью таких программных сред, как:
Arduino ide
ArduBlock
MBlock3
MBlock5
Можно использовать и другое программное обеспечение, но, перечисленные среды уже оптимизированы для данных плат и не требуют сложных настроек. Кратко рассмотрим их.
Arduino ide
Данная среда была разработана производителями плат arduino, поэтому в программировании и управлении плат не должно возникнуть проблем.
Официальный страница для [скачивания программы]
(https://www.arduino.cc/en/Main/Software)
ArduBlock
— это адаптированная среда программирования arduino ide под scratch подобный язык. Данная вариация использования графико-визуального языка программирования была обусловлена обучением детей от 8 лет.
Более подробная установка дополнения для arduino ide представлена здесь
MBlock3
Очень хорошая и продвинутая среда для программирования плат arduino. Здесь можно писать код как на текстовом языке С++ (arduino ide), так и на scratch подобном языке.
Ссылка для скачивание программного обеспечения.
Чтобы непосредственно программировать для NikiRobot в среде MBlock3, необходимо установить расширение, разработанной компанией CyberTechnic.
MBlock5
Данная среда аналогична среде MBlock3, но с существенными дополнениями и расширениями.
Страница для скачивания MBlock5
Как видно из рисунка, есть множество вариаций для установки на разные операционные системы. Кроме локальной программы, есть онлайн редактор MBlock5.
Сопровождающая литература и техподдержка
Совместно с комплектом набора идёт методическая литература:
инструкции по сборке
методический сборник по проведению занятий ( на 36 академических часов с целями и задачами).
На сайте производителя вы можете получить консультацию по набору или оставить свои пожелания по улучшению или дополнению набора — наборы могут комплектоваться под заказ.
Ниже представлены некоторые варианты роботов на базе данного набора:
