Лучшие электронные конструкторы-роботы. Выбор ZOOM

На рынке сегодня присутствует множество видов конструкторов. Деревянные (экологичные!), железные, пластмассовые… Все они в той или иной степени интересны, увлекательны и полезны как для детей и подростков, так и для взрослых.

Но, как нам кажется, в наибольшей степени привлечь внимание могут конструкторы, позволяющие создать робота – аппарат, устройство или машину, способную самостоятельно выполнять различные действия под управлением процессора и программного кода.

Наши эксперты отобрали четыре варианта подобных конструкторов.

Отметим, что мы старались обращать внимание на оригинальные и полноценные конструкторы, которые комплектуются как электронными компонентами, так и строительными элементами. Также мы отбирали именно конструкторы – то есть, наборы, с помощью которых можно собрать не один конкретный вариант, а несколько различных роботов.

LEGO Mindstorms

LEGO Mindstorms, наверное, самый известный широкой аудитории конструктор для создания роботизированных конструкций. В настоящее время на рынке присутствует его третье (не считая NXT 2.0) поколение, а первый LEGO Mindstorms был выпущен в 1998 году.

За это время конструктор развивался, регулярно получая обновление центрального блока в соответствии с требованиями времени. При этом, сохранялась программная обратная совместимость блоков, прочие электронные компоненты конструктора также были обратно совместимы из поколение в поколение. К настоящему времени LEGO Mindstorms имеет огромную базу конкретных наработок и множество реализованных проектов роботизированных устройств.

Ещё одно важное достоинство LEGO Mindstorms – это полная совместимость к другими наборами LEGO. Из обилия их элементов на его базе можно создать устройство любой сложности, размера и функциональности. При этом необходимые «строительные материалы» для проекта всегда легкодоступны в любых количествах.

На рынок LEGO Mindstorms третьего поколения поступил в двух вариантах: EV3 Home (артикул 31313) и Education EV3 Core Set (артикул 45544). В основе обоих лежит новый центральный программируемый блок EV3. Он включает в свою конструкцию процессор TI Sitara AM1808 с архитектурой ARM9 частотой 300 мегагерц, монохромный дисплей с разрешением 178 на 128 точек, порт USB, 64 мегабайта ОЗУ, 16 мегабайт рабочего пространства, слот для карт памяти microSD ёмкостью до 32 гигабайт и модуль Bluetooth. К порту USB можно подключать модули Wi-Fi, а с карт памяти microSD загружать альтернативные программные среды.

Для управления внешними модулями EV3 оборудован 8 портами: 4 вводных для подключения сенсоров и 4 вывода для сервомоторов. Порт USB позволяет синхронизировать несколько (до 4) блоков EV3 через архитектуру master-slave.

Помимо блока EV3 в наборе EV3 Home находятся 3 мотора (2 большей мощности и 1 – меньшей), 1 сенсор касания, 1 цветоопределяющий сенсор, 1 инфракрасный сенсор, дистанционный пульт управления, кабель USB и элементы LEGO из стандартного конструктора линейки Technic в количестве 585 штук.

В наборе Education EV3 Core Set можно найти дополнительный сенсор касания, один гироскопический сенсор, ультразвуковой сенсор, дополнительные провода и аккумулятор. При этом строительных элементов тут чуть меньше – 547 штук.

Базовое программирование блока EV3 можно производить с помощью разработанного компанией National Instruments пакета MyBlocks с графическим интерфейсом и блочной визуализацией алгоритмов.

Более сложные программы для роботов LEGO, собранных на основе конструкторов Mindstorms, можно писать с помощью платного пакета RobotC, среды LabView. Также блок EV3 позволяет устанавливать с карты microSD java-машину lejOS и выполнять программы на Java.

В целом, инструментарий для программирования роботов LEGO Mindstorms крайне широк и, как было уже сказано, отработан на протяжении десятилетий существования конструктора на рынке.

«Трик»

Для тех, кто по принципиальным соображениям не приемлет конструкторы с LEGO-подобным механизмом сборки и ратует за импортозамещение, наверняка будет интересен набор марки «Трик». Он разработан в Санкт-Петербурге в 2014 году и использует механику Meccano (элементы с дырочками под винт М4 с шириной шага 10 миллиметров). Таким образом, он совместим со старыми советскими металлическими конструкторами, их современными аналогами и деталями, напечатанными на 3D-принтере (из модели можно найти на сайте производителя).

Конструктор «Трик» отличается очень серьёзными характеристиками центрального программируемого блока. Его сердцем стали два процессора: центральный TI OMAP-L138 C6-Integra на архитектуре ARM9 с частотой 375 мегагерц и периферийный TI MSP430F5510 с частотой 24 мегагерца. Процессоры дополнены 256 мегабайтами ОЗУ, 16 мегабайтами рабочей памяти и слотом для карт памяти microSD.

Помимо этого слота на корпусе блока мы находим порт USB, 2 интерфейса UART, 2 интерфейса I2C, аудиовход и аудиовыход, 4 порта для подключения двигателей, 19 портов для подключения периферийных модулей и 2 порта BT.656 для подключения видеоматриц VGA. Также на корпусе расположен цветной дисплей с диагональю 2,4 дюйма и разрешением 320 на 240 точек, а внутри – модули Bluetooth и Wi-Fi, динамик на 1 ватт, гироскоп, сенсор ускорения…

Сегодня на рынке представлено пять различных наборов конструктора «Трик»: «Стартовый», «Малый образовательный», «Образовательный», «Учебная пара» и «Олимпиада НТИ». Стоимость их колеблется от 41 до 122 тысяч рублей – в зависимости от количества программируемых блоков, периферийных модулей и элементов конструкции в комплекте. Также по предзаказу доступен набор «Лаборатория».

«Из коробки» программирование роботов, собранных из конструктора «Трик», проходит в среде пакета TRIK Studio – он бесплатно доступен для скачивания на сайте разработчиков. Там же можно найти учебную литературу по нему. Также роботами «Трик» можно управлять с помощью мобильного приложения TRIK Gamepad или настоящего TRIK Gamepad, который продаётся отдельно.

Более глубокое программирования центрального блока «Трик» доступно на JavaScript, Python и Pascal. Наконец, прошивка центрального блока открывает для пользователя возможности программирования на иных языках.

Tinkerbots

Если LEGO Mindstorms и «Трик» рассчитаны на уже достаточно взрослую аудиторию (как минимум – на старших школьников), то конструктор Tinkerbots можно советовать и достаточно юным любителям кибернетических устройств.

Tinkerbots относительно новый конструктор, его с 2015 года производит немецкая компания Kinematics GmbH. В основе конструктора – идея сборки моделей из кубиков-модулей, каждый из которых имеет свою функциональность.

Базовый элемент Tinkerbots – красный кубик Powerbrain с микроконтроллером. В нём находится аккумулятор, платформа Arduino, модуль Bluetooth, динамик и гироскоп. Вовне корпуса выведен порт USB, панель управления с сенсорными кнопками и контактные площадки для подключения к блоку функциональных модулей.

Их обилие для «детского» конструктора впечатляет: тут есть моторы с вращением, сервоприводы, работающие на изгиб, моторы-качели, толкатели и так далее. Сенсоры представлены датчиком инфракрасного излучения и датчиком освещения. Есть панель с солнечной батареей и трёхпалый захват. Добавкой ко всему вышеперечисленному служат строительные кубики и площадки-переходники на сцепление со стандартными элементами LEGO.

На сейте производителя Tinkerbots можно купить стартовый My First Robot и шесть наборов из линеек Robotics или Arduino Specials – по три в каждой. Они отличаются количеством и качеством представленных элементов. На сайте есть отдельная страница, где можно узнать и сравнить наполнение каждого варианта конструктора, что очень удобно.

В России конструкторы Tinkerbots можно найти на разных торговых площадках по цене от 13 тысяч (My First Robot) до 50 тысяч рублей (Sensoric Mega Set).

Управлять и программировать роботов, собранных из конструкторов Tinkerbots можно несколькими способами. Самый простой – через приложение для смартфонов и планшетов. Оно превращает мобильный гаджет в пульт управления, который через канал Bluetooth передаёт команды центральному блоку.

Также можно запрограммировать робота с помощью макроса-движения. Для этого на центральном блоке нажимается кнопка «записи» и пользователь вручную воспроизводит на конструкции нужные движения. После этого запись останавливается. Теперь робот способен бесконечно повторять «заученное» после прикосновения к кнопке запуска.

Наконец, для Tinkerbots доступно программирования в средах, поддерживаемых контроллером Arduino – для этого центральный блок нужно подключить через порт USB к компьютеру.

Makeblock

Поклонники серьёзной работы с микроконтроллерами Arduino и Raspberry Pi наверняка заинтересуются китайским конструктором Makeblock. В 2011 году его разработал инженер Джасен Венг, руководствуясь принципами открытости программного кода, надёжности конструкции робота и универсальности сборки.

В результате получился продукт, сочетающий слегка подправленные дизайном микроконтроллеры Arduino и Raspberry Pi со строительными элементами из анодированного алюминия. Сборка в Makeblock осуществляется с помощью винтов и гаек, однако конструктор не совместим со стандартами Meccano – перфорация в элементах конструкции идёт с шагом 8 миллиметров.

Основная линейка конструкторов Makeblock – mBot – включает три набора: mBot, mBot Ranger и Ultimate 2.0. Также в продаже по отдельности имеются все производимые модули (сенсоры, моторы, центральные блоки, динамики, световые элементы и т.д., а также наборы строительных конструкций.

На своём сайте производитель выложил несколько пакетов программирования с графическим интерфейсом. При этом стандартные среды программирования для платформ Arduino и Raspberry Pi также доступны пользователям Makeblock.

Стоимость конструкторов линейки Makeblock mBot варьируется от 10 до 30 тысяч рублей.

Конструкторы Makeblock отличаются высокой функциональностью и достаточно низкой стоимостью. Роботы, собранные из них, выглядят эстетично и солидно – сказывается металлическая основа, которая, по уверениям, разработчика способна выдерживать нагрузки до 70 килограмм.

Источник: ZOOM.CNews