Od czego zacząć zabawę z elektroniką?

W amatorskich warsztatach elektronicznych powstają urządzenia, które imponują technicznym zaawansowaniem oraz inżynierską kreatywnością. Najczęściej są one jednak dziełem dorosłych pasjonatów, a w najlepszym razie – starszych nastolatków. A przecież już najmłodsi zdradzają często zainteresowanie budową własnych układów elektronicznych, a fakt, że są w stanie stworzyć urządzenie z migającą diodą czy też emitujące dźwięk jest dla nich wielkim sukcesem. Do niedawna młodzi adepci sztuki elektronicznej musieli posiłkować się mechanizmami oraz podzespołami wymontowywanymi z niesprawnych już sprzętów. Dziś na potrzeby nauki elektroniki dla dzieci powstaje coraz szersza oferta gotowych modułów i zestawów. Zebraliśmy i podsumowaliśmy te najciekawsze. Pozwolą one w przyjemny i motywujący sposób rozpocząć zabawę z tą dziedziną wiedzy.

Zestawy do nauki elektroniki dla dzieci

Idea gotowych zestawów dla najmłodszych jest taka sama, jak w przypadku tzw. „kitów”, znanych doskonale z „dorosłych” kursów elektroniki. W komplecie znajdują się albo proste moduły, albo wręcz pojedyncze elementy elektroniczne – takie jak rezystory, diody, kondensatory czy też przełączniki – wraz z płytką stykową, przeznaczoną do ich montażu. Do zestawu edukacyjnego dołączona jest książka, broszura albo inna forma niezwykle prostych instrukcji, wskazujących jak zbudować określony układ elektroniczny. Dziecko, odtwarzając wskazówki zawarte w poradniku i korzystając z części znajdujących się w komplecie – buduje nieskomplikowane urządzenia, które może natychmiast uruchomić, aby ocenić efekt własnej pracy. Jedną z największych motywacji do nauki elektroniki jest bowiem właśnie obserwowanie, jak działa samodzielnie zbudowana konstrukcja.

Wśród kursów do nauki elektroniki dla dzieci warto wymienić chociażby projekt Mikronik. Zawiera on książkę oraz zestaw elementów – w tym nawet fotorezystorów, potencjometrów czy też bramek logicznych NOR – ułatwiających budowę aż 20 różnych układów elektronicznych. Zestaw skierowany jest do dzieci powyżej 7 roku życia. Młodzi adepci elektroniki stworzą dzięki niemu m.in. zamek szyfrowy, sygnalizację świetlną, telegraf czy też inteligentnie sterowane światełko. Innym wartym uwagi kursem elektroniki dla najmłodszych jest zestaw mPuzzle, przeznaczony nawet dla znacznie młodszych dzieci, bo już powyżej 5 roku życia. W tym przypadku zmieniona została cała idea elementów elektronicznych. Zestaw zawiera bowiem nie prawdziwe diody czy rezystory, ale ich zmodyfikowaną wersję, ukrytą w magnetycznych puzzlach. Nauka elektroniki w takim wydaniu zbliżona jest do tworzenia układanki z klocków, a poszczególne jej elementy o wiele łatwiej poddają się – niezbyt jeszcze precyzyjnym – dziecięcym dłoniom. Mimo znacznego uproszczenia formy, mPuzzle pozwalają na własnoręczny montaż aż 12 różnych projektów. Co więcej – zachęcają dzieci do samodzielnego projektowania układów elektronicznych.

Jak zbudować pierwszego robota?

Dla najmłodszych synonimem elektroniki jest często robot – zwłaszcza, że postacie humanoidalnych cyborgów często pojawiają się kreskówkach czy filmach dla dzieci. I choć do budowy naprawdę zaawansowanych konstrukcji młodzi elektronicy muszą dorosnąć, to rynek ma dla nich całkiem sporą ofertę robotów do samodzielnego montażu. Wielką zaletą takich zestawów do nauki elektroniki (a po trosze i mechaniki) jest fakt, że dzieci nie muszą we własnym zakresie „produkować” jakichkolwiek elementów do nich – co w „dorosłej” robotyce zdarza się nader często. Tu zbudowanie robota polega po prostu na złożeniu według instrukcji części wyjętych z pudełka. Mimo to najmłodsi nadal będą mieli wrażenie, że mobilna konstrukcja jest ich własnym dziełem.

Ciekawym robotem dla dzieci jest Robotyczny Jeż Velleman – stworzony przez producenta znanego przede wszystkim z branży drukarek 3D, ale także kitów, czyli zestawów montażowych. Zbudowanie jeża wymaga złożenia 172 elementów, będzie więc wyzwaniem raczej dla nastolatków (od 14 roku życia). Co ważne, w urządzeniu zaimplementowane zostało sterowanie przy pomocy czujnika akustycznego. Dzięki temu zmontowany robot może wykonywać polecenia po „usłyszeniu” klaskania. O wiele bardziej zaawansowanymi projektami do nauki elektroniki są roboty z serii Abilix Krypton. W tym przypadku sama budowa robota może okazać się prostsza do przeprowadzenia ze względu na ideę mechaniczną – główna konstrukcja składa się bowiem z klocków. Z pozoru zabawkowe roboty kryją w sobie jednak naprawdę zaawansowaną elektronikę. Za sterowanie nimi odpowiada bowiem mikrokontroler ARM z pamięcią Flash od 512 kB do nawet 2GB i pamięcią RAM od 64 kB do aż 512 MB. Roboty do nauki elektroniki zintegrowane zostały z WiFi, a w ich bardziej zaawansowanej wersji znajdziemy system Android. Młodzi pasjonaci robotyki amatorskiej mają do wyboru aż 5 różnych zestawów, umożliwiających samodzielną budowę od 17 do 50 różnych konstrukcji z wykorzystaniem od 4 do aż 27 czujników. W ten sposób – dzięki kolejnym zestawom edukacyjnym – mogą oni przejść kilka „stopni wtajemniczenia” w zagadnienia elektroniki.

Nauka elektroniki i programowania w jednym

Początek zabawy z elektroniką może być jednocześnie udanym startem w naukę programowania. Niejeden zestaw edukacyjny łączy budowę własnych urządzeń z ich późniejszym programowaniem, niezbędnym do sterowania nowo powstałą konstrukcją. Często zdarza się, że specjalnie na potrzeby nauki programowania dla dzieci powstaje prostsze, przyjaźniejsze środowisko programistyczne, w którym do napisania kodu wystarczą gotowe elementy (także w formie przejrzystych ikon). W ten sposób działa np. zestaw do nauki programowania i elektroniki mCookie. Zawiera on szereg elementów elektronicznych – w tym brzęczyk i diody LED, ale także szereg różnych czujników oraz 4 główne moduły mCookie. Kompatybilność z Arduino sprawia, że młodzi elektronicy mogą bardzo powoli i stopniowo wdrażać się w zastosowania narzędzi, które kiedyś przydadzą się im we własnych, kreatywnych projektach.

O ile mCookie ma charakter typowego zestawu edukacyjnego, o tyle na rynku znaleźć można również konstrukcje, które „przemycają” wiedzę z elektroniki i programowania w projektach użytkowych. Taki jest np. Circuitmess Ringo GSM, który pozwala swoim użytkownikom zbudować w pełni funkcjonalny telefon komórkowy. Podczas samodzielnego montażu urządzenia młodzi ludzie zdobywają cały szereg potrzebnych wiadomości oraz praktycznych umiejętności. Przede wszystkim poznają wybrane elementy elektroniczne i obserwują ich działanie w praktyce, natomiast do ich połączenia muszą użyć lutownicy – stąd motywacja do nauki lutowania. Po zakończeniu montażu, telefon wymaga zaprogramowania. Idealne do tego celu będzie środowisko Arduino IDE, a dla osób mniej zaawansowanych – dedykowane środowisko graficzne Circuit Blocks. Budowa telefonu może zatem stać się początkiem nauki programowania w językach m.in. C++ czy Python. Na podobnej zasadzie młodzi pasjonaci elektroniki mogą budować również konsole do gier czy też proste sterowniki urządzeń – takie zestawy również dostępne są obecnie na rynku.