Программное обеспечение
Посмотрев код видно, что мы используем стандартную раскладку WASD для движения и T для остановки.
После того как зальете программу в плату, проверьте что моторы подключены правильно и крутятся в нужную сторону, открыв терминал в Arduino IDE и передавая символы команд. Также можете поэкспериментировать со значением PWM.
Теперь приложение для Android. Тут тоже все достаточно просто: мы воспользуемся конструктором приложений MIT AppInventor 2 и создадим вот такую программу. В ней мы используем события TouchUp и TouchDown к элементам управления, передавая символ движения при его касании и остановки при отпускании.
Вы можете установить на смартфон специальное приложение для отладки или сформировать пакет для установки на Android смартфон, подключить к тележке батарею (я использовал внешний аккумулятор для смартфона), подключить bluetooth устройство (HC-06 в моем случае) и наслаждаться тем, что вы сами создали радиоуправляемую тележку.
А далее дело за вашей фантазией по превращению в робота. Можете поставить ультразвуковой датчик расстояния и сделать так, чтобы тележка не натыкалась на препятствия. Можете прикрутить фотодатчики и заставить робота ездить по линии. Можете поставить по периметру датчики касания или прикрутить видеокамеру и погрузиться в мир CV. Основа у вас есть, а металлический конструктор не так страшен в создании новых элементов.
Виды
Разновидностей металлических конструкторов довольно много – они могут быть маленькими или большими, предназначенными для детей разного возраста, универсальными или узконаправленными, способствовать сборке моделей из какой-то определенной отрасли. Если покупка осуществляется не для класса или кружка, а для одного ребенка, все эти детали обязательно должны быть учтены.
Следует понимать, что возрастные рекомендации указаны на коробке не просто так. Хотя ребенок может опережать своих сверстников по развитию или немного отставать от них, в целом такие указания весьма ценны, позволяя понять, будет ли интересно малышу, и сможет ли он справиться с задачей.
А чтобы он не заскучал, придется выбирать набор с определенным сюжетом, который близок ребенку. Следует признать, что подобная продукция в большей степени ориентирована все же на мальчиков, как ни стараются производители расширить ассортимент, все равно наборы касаются преимущественно сборки техники. Но и здесь не все так просто, поэтому стоит лишний раз поинтересоваться наборами, предлагаемыми в наше время.
Тема будущего всегда была популярной среди детей, поэтому набор, из которого получается прекрасный робот-трансформер, станет отличным подарком для малыша. Как правило, такие наборы не предполагают большого количества собираемых моделей. Однако сам факт трансформера предполагает наличие хотя бы двух вариаций готовой модели, непохожих друг на друга.
Не стоит игнорировать и тот факт, что сейчас производители отошли от канона, согласно которому металлический конструктор должен представлять собой банальный набор гаек и шайб. Сейчас даже в металлический набор нередко входят детали из других материалов, чаще всего подразумевается, конечно же, пластик, способный имитировать шины автотранспорта, прозрачные стекла, и многое другое.
Другим популярным материалом для изготовления отдельных деталей выступает резина, которая также позволяет добиваться большей правдоподобности собранных моделей, чем обычно не грешат классические версии конструктора из железа. Однако революционной разработкой является классический винтовой конструктор с электромотором.
С одной стороны, ничего невероятного в таком решении нет, с другой – советские разработчики почему-то не догадались предусмотреть такой вариант. В результате добавления простого механического моторчика, аналогичного тому, что используется в игрушечных пластиковых машинках, собранные модели могут самостоятельно двигаться!
Естественно, детали обрабатываются таким способом, чтобы максимально совпадать с креплениями мотора, однако у юного инженера самооценка после работы с таким подарком просто зашкаливает: он ведь в буквальном смысле собрал самоходный механизм! После такого детства выбор в пользу какой-либо технической либо конструкторской профессии уже не должен никого удивлять, а ведь такой путь в нашей стране все еще считается почетным и прибыльным.
Электроника
Переходим к электронике. Так как у нас экспериментальный робот, то все соединения мы будем делать на макетной плате, а также использовать для управления плату Arduino Leonardo.
Из Панели, 4-х Уголков I, пластика 50×20, Скобы большой и 6 стоек под плату 10×3 (можно использовать три стойки и три винта M3x5) сооружаем каркас для установки макетной платы и платы Arduino.
Далее закрепляем на двусторонний скотч макетную плату 10×17 со сдвигом, так как нам надо будет разместить драйвер двигателя. Если у вас драйвер двигателя с прямыми ножками подключения, вы можете не делать такой сдвиг — главное, чтобы после установки платы Ардуино у вас было место для установки остальных плат. Прикручиваем плату Arduino (я использовал опять же стойки, так как у меня их был избыток, а гаек M3 недостаток.
Устанавливаем на макетную плату Bluetooth модуль, плату драйвера и подключаем все провода к макетной плате и плате Arduino по схеме. Энкодеры можно подключить к питанию и Arduino, но я пока их не использовал.
После решил защитить провода и зафиксировать блютус модуль от разбалтывания, поэтому собрал вот такую «защиту» для передней части нашего робота (у нас передние колеса ведущие). Для этого использовали детали: Скоба II — 2 шт, Планка с 10 отв. — 2 шт., Пластик 75×100.
Колеса
Наша тележка пока имеет только два колеса. Так как мы не планируем делать балансирующего робота, то ей надо добавить еще точки опоры. Вариантов было несколько — третье колесо, два колеса на одной оси или колеса на независимых осях.
От одного колеса сразу отказались — сделать шарнир нужного свойства из оставшихся деталей было проблематично. Решил сделать конструкцию с независимыми колесами (на фото показана тележка уже со смонтированной электроникой, так как сначала собрал неудачный вариант с колесами на общей оси и в итоге переделывал конструкцию уже после сборки всего робота).
Для сборки одной оси нам понадобятся шпилька L=75M4, колесо большое, уголок I, диск большой и винты с гайками. Главная задача при сборке — ось должна быть закреплена неподвижно и законтрена вторыми гайками, а колесо, наоборот, должно вращаться свободно с небольшим люфтом.
Недостатки
К сожалению, не существует таких товаров, у которых недостатков не было бы вовсе, и всеми любимые металлические конструкторы, естественно, тоже обладают определенными чертами, которые могут натолкнуть на сомнения относительно того, стоит ли вообще выбирать такой подарок. Детский железный конструктор обладает рядом недостатков, о которых нужно знать еще до покупки.
Подарки такого рода подходят разве что для старших дошкольников, потому что детям до 6 лет покупка этой игрушки фактически противопоказана. Даже если детали конструктора выполнены в довольно крупных размерах, в наборе все равно присутствуют гайки и винтики с шайбами, которые очень легко проглотить. Следовательно, такой набор нередко воспринимается, как школьный, тогда как сама взаимосвязь со школой и обязанностями может уменьшить интерес малыша к конструированию.
- Безумная популярность пластиковых конструкторов для детей во многом обусловлена их яркостью, по этому показателю они существенно опережают любых конкурентов. Сегодня производители стараются раскрашивать даже металлические наборы, однако тягаться с яркостью пластиковых конкурентов им нереально. В результате ребенок воспринимает школьное конструирование как не очень удачную имитацию игры, вместо того, чтобы учиться непринужденно.
- Благодаря своей прочности, металлические детали обладают повышенной степенью травматизма. Понятно, что в качественном наборе не должно быть заострений или плохо обработанных поверхностей, но как минимум крупной деталью один ребенок может бросить в другого, и удар может оказаться довольно сильным. Дети, увы, не понимают опасности таких игр и потасовок, а потому, не раздумывая, могут нанести травму сверстнику при помощи игровых деталей.
Производители
В определенных ситуациях следует просто довериться производителю, зарекомендовавшему себя благодаря качественной продукции. Основная масса потребителей не зря выбирает тот или иной бренд: в век информационных технологий любой серьезный недочет быстро стал бы достоянием общественности, поэтому известные производители просто не позволяют себе делать свою работу плохо.
Среди российских торговых марок стоит выделить «Десятое королевство», которое ориентируется преимущественно на продукцию, рассчитанную на школьные уроки труда
Нельзя не обратить внимание и на продукцию бренда «Самоделкин», взявшего себе название в честь советского мультипликационного персонажа, собранного из деталей похожего конструктора. Российские отличаются неплохим качеством и довольно демократичной ценой
Заслуживают уважения также импортные наборы. Хотя западные игрушки традиционно воспринимаются как нечто яркое и красивое, и, будем честными, превосходящее отечественные аналоги, даже у американцев есть вариации на тему нашего железного конструктора. Другое дело, что выглядит подобная продукция куда красивее, например, снаружи может быть и не видно перфорации, проделанной для вкручивания болтов.
С другой стороны, такой конструктор обычно менее универсален, поскольку является своеобразным Lego, только сделанным из металла. Хорошим образцом такого товара можно назвать наборы, выпускаемые американской фирмой Meccano. Такая игрушка заняла бы достойное место в детской. Однако справедливым будет предположение, согласно которому импортная продукция обойдется родителям значительно дороже российской.
А вот у китайской продукции качество нередко такое же низкое, как и цена. Не стоит утверждать, что абсолютно все китайские конструкторы из металла вредны, хрупки или плохо обработаны, но подобные жалобы являются не таким уж редким явлением. Достойные образцы попадаются, но большой проблемой является то, что средний российский потребитель не запоминает китайские названия брендов, из-за чего товар из Китая для него – всегда абстракция.
Такие металлические конструкторы в последние годы приобретают все большую популярность в России, в том числе благодаря различным сервисам доставки покупок напрямую из Китая по буквально бросовым ценам.
Обзор металлического конструктора №7 (производство РФ, Нижний Новгород) смотрите в следующем видео.
Собираем основание тележки с мотор-редукторами и энкодерами.
Основание тележки мы собираем из двух симметричных половинок. Я буду использовать терминологию для деталей из официальной инструкции набора. Сначала прикрепляем к большой панели пластик 50×20 двумя винтами. Это будет изолирующее основание для энкодеров. Вы можете их не ставить — для управления по блютус или базовых задач по робототехнике они не обязательны.
К боковой стороне прикручиваете две детали — планку сегментную 2 и планку с тремя отверстиями.
Далее устанавливаете скобу I и уголок I как показано на фото. Энкодеры прикручиваете винтами с гайками М3 (у меня под рукой были только M3x15). Скобы чуть отгибаете. Наклон будет нужен для размещения мотор-редуктора в правильном положении.
Устанавливаете мотор-редуктор с припаянными проводами и заизолированной зоной пайки, так чтобы он попал выступом в паз на сегментной планке и закрепляете на ней же винтом с гайкой M3. У меня не было длинного винта M3 длиной 25-30 мм, поэтому я использовал просто винт M3x15, который вставил в отверстие мотор-редуктора
Обращаем внимание на энкодеры, если вы их поставили
Фиксируем мотор уголком I и зеркально собираем вторую половину основания и скрепляем их между собой.
Преимущества
Популярность пластикового конструктора кажется очевидной: такой материал и ярче, и удобнее, и легче, и не ядовит, да и травму с его помощью нанести намного сложнее, чем металлической деталью. Однако именно набор из металла намного лучше развивает ребенка, причем разносторонне.
- Пластмассовые детали конструктора обычно характеризуются очень высокой привлекательностью для малышей, поскольку имитируют то, что должны имитировать в конкретно взятой сборке, но из-за этого их нельзя применить ни в каком другом варианте.
- Железные наборы комплектуются из универсальных деталей, давая возможность детской фантазии разыграться и создать нечто оригинальное, в том числе, благодаря компиляции деталей из двух разных наборов. При этом инструкция, позволяющая быстро собрать что-то конкретное, тоже присутствует.
- У деталей железного конструктора отсутствуют пазы, которые просто вставляются друг в друга, поэтому каждую деталь приходится привинчивать к другой при помощи винтиков, гаек и гаечного ключа – все необходимое, конечно, поставляется в комплекте. Получается, что процесс сборки становится куда более сложным, а потому и развивающий эффект получается более выразительным.
- Железный конструктор не создан для одних только мальчиков, им могут пользоваться и . Пожалуй, девочке будет несколько сложнее придумать необычную идею для интересной сборки, но все же это возможно.
- Сегодня компании производят широчайший ассортимент наборов железного конструктора, потому подобрать нечто соответствующее для ребенка любого возраста (от дошкольника до подростка) не составит труда.
