Инструкция для металлического конструктора 1

Обновлено: 22.09.2024

С годами производство игрушек развивается и приобретает все новые формы. В частности, металлический конструктор, считавшийся абсолютной классикой в советские времена, давно уже вытеснен из повседневности более красочным пластиковым Lego. Тем не менее производство металлических конструкторов в последние годы переживает вторую волну популярности.

Дело в том, что производители стали выпускать его в более широком ассортименте, а педагоги придумали, как использовать такое решение для уроков труда. Более того, их решение во многом выглядит обоснованным.

Особенности

Казалось бы, качественный пластик с любой стороны лучше – он и ярче, и удобнее, и легче, и нетоксичен, а по травматизму намного безопаснее металлических деталей. Тем не менее с педагогической точки зрения именно набор из металла лучше развивает ребенка, и тому есть несколько причин.

У всех остальных видов конструкторов детали обычно выпускаются в узкой направленности – они идеально имитируют то, что должны имитировать в конкретно взятой сборке, но из-за этого их сложно применить в любом другом наборе. Металлические конструкторы обычно состоят из довольно универсальных деталей, и хотя инструкция наверняка предлагает собрать конкретную игровую модель, при наличии большого количества деталей и хорошей фантазии можно создать буквально что угодно.
Металлический конструктор собирается по более сложной схеме: там нет пазов, которые просто вставляются друг в друга. Каждую деталь приходится привинчивать к другой при помощи винтиков, гаек и гаечного ключа – все необходимое, естественно, поставляется в комплекте. При этом выполнение более сложной задачи куда активнее развивает ребенка, ведь после такого он окажется готовым к решению даже многих взрослых задач.
Вопреки распространенному мнению, металлический конструктор не является прерогативой исключительно мальчиков – им с успехом могут пользоваться и девочки. Секрет кроется именно в универсальности деталей, что позволяет собирать изделия даже девичьего круга интересов.
Современные производители выпускают разнообразные наборы металлических конструкторов, благодаря чему можно найти модель, соответствующую ребенку любого возраста – от малыша 5 лет до подростка.

Польза

Взрослыми любой конструктор воспринимается в первую очередь как игрушка, однако правильнее было бы назвать его логической задачей, причем довольно сложной, учитывая средний возраст детей, которые им пользуются.

Комплекты выпускаются для различных возрастных групп, но все же будет неправильным приобретать такой подарок для малыша 3 лет – он элементарно не справится со сборкой.

Как правило, средний возраст, с которого начинают пользоваться конструкторами из металла, составляет 5-7 лет. Особенно распространены такие наборы в школьном возрасте.

Хотя перечисленные ниже качества считаются стремительно развивающимися у детей младшего возраста, даже на момент похода в школу металлический конструктор способен сильно развивать их у ребенка, поскольку обладает высокой сложностью.

Моторика рук развивается несколько в ином ключе, нежели ранее. Если до этого успехом считалось умение уверенно держать в руках предметы, аккуратно класть их или метко бросать, то теперь приходится выполнять сложные операции с болтами и гайками.
Сосредоточенность и внимательность также выходят на новый уровень. Любые другие развивающие игрушки для младшего возраста предполагают выполнение в течение 1-2 минут, однако металлическую конструкцию с болтами так быстро не собрать. Более того, еще до начала сборки нужно продумать, как именно будет происходить процесс и какие детали для этого понадобятся, а это – серьезная логическая задача.

Творческие наклонности и систематичность мышления впервые в жизни испытывают нагрузку такого уровня, да еще и появляется новый вызов – потребность мыслить технически. До этого любые развивающие игры только имитировали взрослую деятельность в каких-то мельчайших ее проявлениях, тогда как сборка конструкции из металла уже представляет собой реальное взрослое занятие, ведь не исключено, что выросший ребенок будет заниматься этим профессионально.
Кроме того, выполнение любой сложной задачи заставляет отвлечься от проблем и снять стресс, не говоря уж о том, что достижение поставленной цели позволяет существенно повысить самооценку.

Особенности выбора наборов для школьного урока труда

Большое разнообразие моделей, представленных на рынке, может запутать неопытного покупателя. Главной задачей типичного школьного конструктора является пошаговое развитие ребенка, потому большой популярностью пользуются те комплекты, у которых инструкция допускает сборку многочисленных моделей (в норме – от 4 до 9), которые отсортированы по уровню сложности, позволяя постепенно подводить ребенка от выполнения простых задач к самым сложным.

Кроме того, стоит обратить внимание на важные детали, способствующие правильности выбора.

В условиях школьного использования конструктор будет постоянно использоваться проходя через множество рук, поэтому важно обратить внимание на способ защиты от коррозии: вороненые металлические детали оказываются намного лучше вместо традиционных оцинкованных.
Многие серьезные производители конструкторов для уроков разрабатывают собственный сайт, на котором представлено намного больше схем собираемых моделей по сравнению с прилагаемыми в инструкции по сборке.

Узко ориентированный набор деталей при всей своей красоте для обучения не подходит: он не обеспечивает полноценного развития ребенка.

В некоторых случаях следует просто довериться производителю, зарекомендовавшему себя благодаря качественной продукции. Среди российских брендов стоит выделить «Десятое королевство», у которого есть целая серия конструкторов под названием «Школьный», заслуживают уважения также импортные наборы. У китайской продукции качество нередко такое же низкое, как и цена, хотя не исключено и обратное.

Инструкция для металлического конструктора 1

АЛЬБОМ МОДЕЛЕЙ ИЗ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО КОНСТРУКТОРА

«Железяка 1» — робот из «обычного» металлического конструктора

Собрать робота из отечественного металлического конструктора, который многие из моего поколения помнят еще с уроков школьного труда в детстве. Возможно ли? Такой «вызов» я себе поставил, заодно решив посмотреть как возможность данного предприятия, так и для прощупывания почвы создания хоть и не очень сильного, но конкурента импортных наборов, занимающих на российском рынке монопольную долю. Предупрежу, что далее будет много фотографий и текста и что я покажу только как создать управляемую тележку с микроконтроллером, которую вы самостоятельно сможете дооснастить любыми датчиками.

Идея, с одной стороны, разрешимая — зная, что у импортных аналогов «нашего» конструктора, к примеру компании Merkur, есть двигатели и управление можно было ожидать успеха и в этом случае. С другой стороны — у российского конструктора шаг все-таки метрический, а вся электроника и детали увы «заточены» под дюймовый стандарт. Причем задача стояла не использовать по возможности никакие крепежные элементы, кроме деталей конструктора.

Для этих целей на один из Новых Годов я «подарил» себе набор «Грузовик и трактор». Набор конечно же был отобран сыном сразу после появления дома, трактор собран, потом им играли некоторое время, и уже после можно спокойно было разобрать конструкцию обратно на запчасти.

Также из электронно-китайских запасов были взяты мотор-редукторы с колесами и дисками с прорезями для энкодера — 2 щт, самый дешевый драйвер двигателя — 1 шт, блютус-адаптер HC-06 — 1 шт, энкодеры — 2 шт, макетная плата 17x10 — 1 шт, провода для макетной платы, перемычки, а также плата Arduino Leonardo.

Но вернемся к деталям — встал вопрос, а что делать? Было решено построить для начала четырехколесную тележку с двумя независимыми мотор-колесами, энкодерами, блютус и управлением со смартфона. В дальнейшем эту тележку планировалось дополнить датчиками и сделать автономной и управляемой по заданной программе.

После некоторого времени кручения железяк конструктора и прикидывания куда и что разместить, родилась следующая конструкция. Собираем основание тележки с мотор-редукторами и энкодерами.

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 50x20 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.

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.

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 50x20, Скобы большой и 6 стоек под плату 10x3 (можно использовать три стойки и три винта M3x5) сооружаем каркас для установки макетной платы и платы Arduino.

Далее закрепляем на двусторонний скотч макетную плату 10x17 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 75x100.

Программное обеспечение

На деле это самая простая часть — в Интернет полно примеров, как заставить такую тележку «бегать» управляя ей со смартфона или другим способом. Для этого используется передача через Serial порт команды в виде буквы и ее последующая обработка. Используя данные производителя платы драйвера двигателей по разводке и таблицу истинности легко задать скетч для Arduino. Конечно, легко на словах — я потратил 4 часа, пытаясь найти проблему работы скетча. Как оказалось для Arduino Leonardo (что кстати написано в документации на сайте) надо использовать Serial1, вместо простого Serial. Поэтому если у вас плата, отличная от Leonardo, используйте нужную подпрограмму для вашей платы (для UNO, к примеру замените все Serial1 на Serial в тексте). Сам код можно найти по ссылке.

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.

Модели металлических конструкторов

Каждый год игрушечная промышленность развивается, предлагая потребителю все новые товары взамен старых. Металлический конструктор, бывший сокровенной мечтой каждого советского мальчишки, казалось, сдал свои позиции более красочным пластиковым наборам Lego. Однако не стоит думать, что старое советское изобретение кануло в Лету, оно все еще востребовано и продолжает выпускаться.

Сегодняшние производители стали выпускать его в более широком ассортименте, и теперь он выглядит куда более конкурентным товаром, нежели до этого.

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 девочки. 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.

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.

Железный конструктор позволяет самостоятельно сделать самые неожиданные поделки, однако это утверждение в большей степени справедливо по отношению к взрослым, тогда как для малышей задача может оказаться довольно скучной. Разбираться в сложных инструкциях станет ребенок от 10 лет и старше, да и то – только при наличии собственного сформированного интереса, а уж о самостоятельном проектировании новой игрушки в раннем возрасте и речи быть не может. Следовательно, дети воспринимают работу с таким конструктором в школьных стенах, скорее, как обязанность, чем как интересную и увлекательную игру, из-за чего теряется основная ценность набора.

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.

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.

При этом задача все же должна быть достаточно сложной, если родители хотят получить явный эффект развития умственных способностей ребенка.

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.

Детям также очень интересна тема полетов, и хотя времена повальной популярности Гагарина давно прошли, самолет или вертолет собственной конструкции все еще будет считаться весьма толковой игрушкой. Многие мальчишки мечтают подняться в воздух, а уж иметь право сказать, что ты самостоятельно собрал летательный аппарат, пусть и игрушечный – это очень весомый аргумент для уважения в кругу друзей.

Типичные мужские интересы проявляются у мальчиков еще в детстве, поэтому юный механик наверняка обрадуется возможности собирать различную колесную технику. Хороший универсальный набор дает отличные возможности для этого: можно собрать трактор или танк, грузовик или даже простенький мотоцикл.

Такой 3D- моделью при желании можно даже играть, хотя в большей степени она все же является признаком инженерного гения мальчугана и поводом для его неизмеримой гордости.

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.

Читайте также: