[go: up one dir, main page]

RU2763108C1 - Method for teaching programming and construction set for implementation thereof - Google Patents

Method for teaching programming and construction set for implementation thereof Download PDF

Info

Publication number
RU2763108C1
RU2763108C1 RU2020143824A RU2020143824A RU2763108C1 RU 2763108 C1 RU2763108 C1 RU 2763108C1 RU 2020143824 A RU2020143824 A RU 2020143824A RU 2020143824 A RU2020143824 A RU 2020143824A RU 2763108 C1 RU2763108 C1 RU 2763108C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
control unit
program code
programming
execution
board
Prior art date
Application number
RU2020143824A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Владимирович Карпов
Original Assignee
Алексей Владимирович Карпов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Алексей Владимирович Карпов filed Critical Алексей Владимирович Карпов
Priority to RU2020143824A priority Critical patent/RU2763108C1/en
Priority to PCT/RU2021/000558 priority patent/WO2022146182A1/en
Priority to CN202180027888.6A priority patent/CN115397534A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2763108C1 publication Critical patent/RU2763108C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63HTOYS, e.g. TOPS, DOLLS, HOOPS OR BUILDING BLOCKS
    • A63H33/00Other toys
    • A63H33/04Building blocks, strips, or similar building parts

Landscapes

  • Programmable Controllers (AREA)
  • Toys (AREA)
  • Instructional Devices (AREA)

Abstract

FIELD: robotics.
SUBSTANCE: invention relates to robotics, namely, to electric construction sets for children. The technical result is achieved due to the fact that the method for teaching programming is characterised by placing logical elements on the programming board and connecting to contact cells, wherein the mutual arrangement of said elements determines the executable program code, conducting sequential hierarchical polling of pairs of contact cells by a control unit to determine the identifiers of the logical elements, wherein the control unit also activates signalling lamps corresponding to the contact cell polling line, decrypting the identifiers by the control unit and recording the program code corresponding to the location of logical elements into a memory, compiling the program code and determining the correctness of execution thereof, in case of detection of a program code execution error, displaying the corresponding message on the graphical interface of the control unit and activating the signalling lamp corresponding to the line wherein the error was detected, in case of correct execution of the program code, displaying the corresponding message on the graphic element and transmitting the program code to the communication and control unit recording the program code into the memory for subsequent execution by transmitting and receiving signals from electronic units.
EFFECT: structural simplification.
10 cl, 24 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к робототехнике, а именно к электрическим детским конструкторам. [A63H33/04]The invention relates to robotics, namely to electric children's designers. [A63H33 / 04]

Из уровня техники известна ИГРУШКА-КОНСТРУКТОР С ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ БЛОКАМИ [RU 2397000 C2 - 2010-08-20], содержащая сборочные элементы с соединительными средствами для разборного соединения сборочных элементов, отличающаяся тем, что включает в себя функциональные блоки с указанными соединительными средствами и функциональным устройством, выполненным с возможностью осуществлять заданную функцию, и источником энергии для питания функционального устройства, каждый функциональный сборочный элемент содержит пусковое устройство, реагирующее на внешнее механическое пусковое воздействие для приведения в действие функционального устройства, при этом пусковое устройство в каждом функциональном сборочном элементе расположено одинаковым образом относительно соединительных средств.A CONSTRUCTOR TOY WITH FUNCTIONAL BLOCKS [RU 2397000 C2 - 2010-08-20] is known from the prior art, containing assembly elements with connecting means for dismountable connection of assembly elements, characterized in that it includes functional blocks with said connecting means and a functional device capable of performing a predetermined function, and a source of energy for powering a functional device, each functional sub-assembly contains a trigger device responsive to an external mechanical trigger to activate the functional device, the trigger device in each functional sub-assembly is located in the same way with respect to connecting means.

Недостатками данного аналога являются: The disadvantages of this analog are:

- низкая наглядность сборки конструктора, из-за того, что в аналоге отсутствует элемент графического интерфейса, что препятствует наглядной демонстрации собранной схемы в удобном для восприятия графическом виде, - low visibility of the assembly of the designer, due to the fact that the analogue lacks an element of the graphical interface, which prevents a visual demonstration of the assembled circuit in an easy-to-read graphical form,

- длительный процесс отладки собранной схемы, из-за отсутствия возможности отслеживания положения и типов используемых сборочных элементов, а также возможности отслеживания ошибок сборки конструктора, что ведет к увеличению времени сборки схемы;- a long process of debugging the assembled circuit, due to the lack of the ability to track the position and types of assembly elements used, as well as the ability to track errors in the constructor assembly, which leads to an increase in the assembly time of the circuit;

- низкое удобство эксплуатации из-за отсутствия специализированных полостей для хранения функциональных блоков конструктора и маркировок, поясняющих тип и назначение каждого функционального блока.- low ease of use due to the lack of specialized cavities for storing functional blocks of the designer and markings explaining the type and purpose of each functional block.

Также из уровня техники известен ПРОВОДЯЩИЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ БЛОК МОДУЛЬНОГО КОНТАКТНОГО ТИПА [RU 2552973 C2 - 2015-06-10], содержащий: полый конструктивный элемент, имеющий по меньшей мере одну пару шипов, выступающих от его верхней части, отверстие, образованное в его нижней части и взаимодействующее с его внутренней частью, и отверстие шипа, проходящее через шип и взаимодействующее с внутренней частью конструктивного элемента; по меньшей мере одну пару проводящих деталей, размещенных в отверстиях шипов, верхнюю часть проводящей детали, формирующей вставной электрод, контактный электрод, горизонтально проведенный от стороны проводящей детали, и соединительный электрод, проведенный от нижней части проводящей детали; монтажную плату, размещенную в конструктивном элементе и содержащую схему с положительными электродами, схему с отрицательными электродами и функциональный узел, причем схема с положительными электродами контактирует с контактным электродом первой проводящей детали из каждой пары проводящих деталей, образуемой в качестве проводящей детали с положительными электродами, а схема с отрицательными электродами контактирует с контактным электродом второй проводящей детали из каждой пары проводящих деталей, образуемой в качестве проводящей детали с отрицательными электродами, при этом функциональный узел электрически соединен с этими схемами с положительными и отрицательными электродами; и основание, размещенное в нижней части конструктивного элемента и содержащее по меньшей мере одну пару сквозных отверстий, предназначенных для надевания на проводящие детали.Also known from the prior art is a CONDUCTING BUILDING BLOCK OF MODULAR CONTACT TYPE [RU 2552973 C2 - 2015-06-10], comprising: a hollow structural element having at least one pair of studs protruding from its upper part, a hole formed in its lower part and interacting with its interior, and a stud hole passing through the stud and interacting with the interior of the structural element; at least one pair of conductive parts disposed in the holes of the spikes, an upper part of a conductive part forming the plug-in electrode, a contact electrode horizontally extending from a side of the conductive part, and a connecting electrode extending from a lower part of the conductive part; a circuit board located in a structural element and containing a circuit with positive electrodes, a circuit with negative electrodes and a functional unit, wherein the circuit with positive electrodes contacts the contact electrode of the first conductive part of each pair of conductive parts formed as a conductive part with positive electrodes, and a negative electrode circuit contacts a contact electrode of a second conductive piece of each pair of conductive pieces formed as a negative electrode conductive piece, the functional unit being electrically connected to these positive and negative electrode circuits; and a base located at the bottom of the structural member and containing at least one pair of through holes for being slid over the conductive parts.

Недостатками данного аналога являются: The disadvantages of this analog are:

- низкое удобство эксплуатации из-за отсутствия элементов дистанционного управления, контроля и визуализации, что не позволяет отслеживать текущее состояние проводящих блоков, контролировать их работу и своевременно выявлять, и устранять неисправности;- low ease of use due to the lack of elements of remote control, monitoring and visualization, which does not allow monitoring the current state of the conducting units, monitoring their operation and timely identifying and eliminating malfunctions;

- низкая функциональность из-за специфики структуры блоков, а именно возможности выполнять только фиксированный набор операций, которые основаны на принципах функционирования проводников и электродов, без возможности программирования блоков для расширения их функциональных возможностей.- low functionality due to the specifics of the block structure, namely the ability to perform only a fixed set of operations, which are based on the principles of the functioning of conductors and electrodes, without the possibility of programming blocks to expand their functionality.

Наиболее близким по технической сущности является КОНСТРУКЦИЯ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ [RU 198156 U1 - 2020-06-22], выполненная в виде подложки, включающей три скрепляемых между собой слоя, первый из которых - тыльный с односторонне нанесенной на него электрической схемой - выполнен с пазами для размещения в них плат функциональных электрических элементов и снабжен нанесенными на него контактными площадками в зоне сочленения контактных элементов плат с электропроводящими треками, второй слой - промежуточный - выполнен с пазами для размещения в них электрических элементов с образованием опорной площадки для их плат, а третий слой - лицевой - выполнен с функционально прозрачными окнами в местах сочленения с соответствующими электрическими элементами и сформированным на его лицевой части изобразительным рядом, отличающаяся тем, что лицевой слой подложки снабжен жесткой рамкой с образованием полости со стороны промежуточного и тыльного слоев, контур которых выполнен идентичным внутреннему контуру означенной рамки.The closest in technical essence is the DESIGN FOR MODELING [RU 198156 U1 - 2020-06-22], made in the form of a substrate, including three layers bonded to each other, the first of which - the back with one-sided electrical circuit applied to it - is made with grooves for placement of boards of functional electrical elements in them and is equipped with contact pads applied to it in the junction zone of the contact elements of the boards with electrically conductive tracks, the second layer - intermediate - is made with grooves for placing electrical elements in them with the formation of a support platform for their boards, and the third layer - front - made with functionally transparent windows in the places of articulation with the corresponding electrical elements and a pictorial row formed on its front part, characterized in that the front layer of the substrate is equipped with a rigid frame with the formation of a cavity on the side of the intermediate and rear layers, the contour of which is made identical to the inner contour the designated frame.

Основной технической проблемой прототипа является сложность конструкции, что повышает время сборки конструкции для моделирования, требует наличия базовых знаний и опыта сборки электрических схем, существенно уменьшает удобство эксплуатации устройства и усложняет процесс отладки.The main technical problem of the prototype is the complexity of the design, which increases the assembly time of the structure for simulation, requires basic knowledge and experience in assembling electrical circuits, significantly reduces the usability of the device and complicates the debugging process.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.The objective of the invention is to eliminate the disadvantages of the prototype.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции. The technical result of the invention is to simplify the design.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ создания макета для обучения программированию характеризующийся размещением на плате для программирования и подключением к контактным ячейкам логических элементов, взаимное расположение которых определяет исполняемый программный код, последовательным иерархическим опросом блоком управления пар контактных ячеек для определения идентификаторов логических элементов, при котором блок управления также активирует сигнальные лампы соответствующие строке опроса контактных ячеек, расшифровкой блоком управления идентификаторов и записью в память программного кода, соответствующего расположению логических элементов, компиляцией программного кода и определением корректности его выполнения, в случае обнаружения ошибки исполнения программного кода отображением соответствующего сообщения на графическом интерфейсе блока управления и активацией сигнальной лампы соответствующей строке, в которой обнаружена ошибка, в случае правильного выполнения программного кода отображением соответствующего сообщения на графическом элементе и передачей программного кода на блок связи и управления, который производит запись программного кода в память для последующего исполнения посредством передачи и получения сигналов с электронных блоков. The specified technical result is achieved due to the fact that the method of creating a layout for teaching programming, characterized by the placement on the board for programming and connecting to the contact cells of logic elements, the mutual arrangement of which is determined by the executable program code, by sequential hierarchical interrogation by the control unit of pairs of contact cells to determine the identifiers of logic elements , in which the control unit also activates the signal lamps corresponding to the polling line of the contact cells, the control unit decrypts the identifiers and writes the program code corresponding to the location of the logical elements into the memory, compiles the program code and determines the correctness of its execution, in case of an error in the execution of the program code by displaying the corresponding message on the graphical interface of the control unit and activation of the warning lamp corresponding to the line in which the error was detected, in case of correct executing the program code by displaying the corresponding message on the graphic element and transferring the program code to the communication and control unit, which records the program code into memory for subsequent execution by transmitting and receiving signals from the electronic units.

В частности, блок управления производит иерархический опрос контактных ячеек слева направо и сверху вниз. In particular, the control unit performs a hierarchical interrogation of the contact cells from left to right and from top to bottom.

В частности, при считывании пар контактных ячеек блок управления активирует зеленый цвет соответствующей сигнальной лампы. In particular, when the pairs of contact cells are read, the control unit activates the green color of the corresponding warning light.

В частности, при обнаружении ошибки выполнения программного кода блок управления активирует сигнальную лампу красным цветом соответствующую строке программного кода, в которой обнаружена ошибка.In particular, when an error is detected in the execution of the program code, the control unit activates a red signal lamp corresponding to the line of the program code in which the error was detected.

В частности, электронные компоненты исполняют программный код или передают в блок связи и управления управляющие сигналы и данные.In particular, the electronic components execute the program code or transmit control signals and data to the communication and control unit.

Указанный технический результат достигается за счет того, что плата для обучения программированию содержащая плоское поле с матрицей контактных ячеек, которые электрически связаны с интерфейсным разъемом для блока управления с графическим интерфейсом, слева от контактных ячеек на плате для программирования расположен вертикальный ряд сигнальных ламп, которые также подключены к интерфейсному разъему для блока управления, контактные ячейки выполнены ответной формой для контактов логических элементов с возможностью фиксации логических элементов на плате для программирования, также по краям платы для программирования установлены интерфейсные разъемы для подключения дополнительных плат для программирования.The specified technical result is achieved due to the fact that the board for teaching programming contains a flat field with a matrix of contact cells, which are electrically connected to the interface connector for a control unit with a graphical interface, to the left of the contact cells on the programming board there is a vertical row of signal lamps, which are also connected to the interface connector for the control unit, the contact cells are made in a reciprocal form for the contacts of the logic elements with the possibility of fixing the logic elements on the programming board; also on the edges of the programming board there are interface connectors for connecting additional programming boards.

В частности, на блоке управления распложена кнопка включения платы для программирования, кнопка запуска выполнения программы, кнопка паузы выполнения программы, кнопка остановки выполнения программы.In particular, the control unit has a button for turning on the board for programming, a button for starting the program execution, a pause button for a program execution, a button for stopping a program execution.

Указанный технический результат достигается за счет того, что элемент логический для обучения программированию выполненный в виде плоской детали снизу которой выполнены контакты ответные по форме контактным ячейкам и выполненные с возможность фиксации логического элемента на контактных ячейках платы для программирования, внутри в логических элементах контакты подключены к блоку идентификации, сверху логического элемента размещена площадка с информацией о типе логического элемента.The specified technical result is achieved due to the fact that the logical element for teaching programming made in the form of a flat part from the bottom of which contacts are made that are in shape to the contact cells and made with the possibility of fixing the logic element on the contact cells of the board for programming, inside the logic elements the contacts are connected to the identification unit, on top of the logic element there is a platform with information about the type of the logic element.

В частности, блок идентификации выполнен в виде резистивной матрицы или адресного контроллера. In particular, the identification unit is made in the form of a resistive matrix or an address controller.

В частности, сверху логического элемента нанесена информация в виде текста или математических символов или графики или шрифта Брайля. In particular, information is applied on top of the logical element in the form of text or mathematical symbols or graphics or Braille.

Краткое описание чертежей. Brief description of the drawings.

На фиг.1 показана плата для обучения программированию.Figure 1 shows a board for teaching programming.

На фиг.2 показана плата для обучения программированию с блоком управления.Figure 2 shows a board for learning programming with a control unit.

На фиг.3 показан пример наращивания платы для программирования.Figure 3 shows an example of a programming board growing.

На фиг.4 показана плата для размещения электронных блоков конструктора. Figure 4 shows a board for placing electronic blocks of the designer.

На фиг.5 показан общий вид сверху блока проводника. Figure 5 is a top perspective view of a conductor block.

На фиг.6 показан общий вид снизу блока проводника. Figure 6 shows a general bottom view of the conductor block.

На фиг.7 показаны примеры реализации логических элементов с изображениями и шрифтом брайля. Figure 7 shows examples of the implementation of logical elements with images and braille.

На фиг.8 показана плата для обучения программированию с 1 примером программы для обучения детей 1 группы. Figure 8 shows a board for teaching programming with 1 example of a program for teaching children of group 1.

На фиг.9 показана плата для размещения электронных блоков конструктора для реализации 1 примера программы для обучения детей 1 группы. Figure 9 shows a board for placing electronic blocks of the constructor for implementing 1 example of a program for teaching children of group 1.

На фиг.10 показана плата для обучения программированию со 2 примером программы для обучения детей 1 группы. Figure 10 shows a board for teaching programming with 2 example programs for teaching children of group 1.

На фиг.11 показана плата для размещения электронных блоков конструктора для реализации 2 примера программы для обучения детей 1 группы. Figure 11 shows a board for placing electronic blocks of the constructor for implementing 2 example programs for teaching children of group 1.

На фиг.12 показана плата для обучения программированию с 3 примером программы для обучения детей 1 группы. Figure 12 shows a board for teaching programming with 3 example programs for teaching children of group 1.

На фиг.13 показана плата для размещения электронных блоков конструктора для реализации 3 примера программы для обучения детей 1 группы. Figure 13 shows a board for placing electronic blocks of the designer for implementing 3 example programs for teaching children of group 1.

На фиг.14 показана плата для обучения программированию с 1 примером программы для обучения детей 2 группы. Fig. 14 shows a board for teaching programming with 1 example of a program for teaching children of group 2.

На фиг.15 показана плата для размещения электронных блоков конструктора для реализации 1 примера программы для обучения детей 2 группы. Figure 15 shows a board for placing electronic blocks of the constructor for implementing 1 example of a program for teaching children of group 2.

На фиг.16 показана плата для обучения программированию со 2 примером программы для обучения детей 2 группы. Fig. 16 shows a board for teaching programming with 2 example programs for teaching children of group 2.

На фиг.17 показана плата для размещения электронных блоков конструктора для реализации 2 примера программы для обучения детей 2 группы. Fig. 17 shows a board for placing electronic blocks of the constructor for implementing 2 example programs for teaching children of group 2.

На фиг.18 показана плата для обучения программированию с 1 примером программы для обучения детей 3 группы. Fig. 18 shows a board for teaching programming with 1 example of a program for teaching children of group 3.

На фиг.19 показана плата для размещения электронных блоков конструктора для реализации 1 примера программы для обучения детей 3 группы. Fig. 19 shows a board for placing electronic blocks of the constructor for implementing 1 example of a program for teaching children of group 3.

На фиг.20 показана плата для обучения программированию со 2 примером программы для обучения детей 3 группы. Fig. 20 shows a board for teaching programming with 2 example programs for teaching children of group 3.

На фиг.21 показана плата для размещения электронных блоков конструктора для реализации 2 примера программы для обучения детей 3 группы. Fig. 21 shows a board for placing electronic blocks of the constructor for implementing 2 example programs for teaching children of group 3.

На фиг.22 показана плата для обучения программированию с примером программы для обучения детей 4 группы. Fig. 22 shows a board for teaching programming with an example of a program for teaching children of group 4.

На фиг.23 показана плата для размещения электронных блоков конструктора для реализации программы для обучения детей 4 группы в качестве пульта управления. Figure 23 shows a board for placing electronic blocks of a designer for implementing a program for teaching children of group 4 as a control panel.

На фиг.24 показана плата для размещения электронных блоков конструктора для реализации программы для обучения детей 4 группы в качестве радиоуправляемой машинки.Fig. 24 shows a board for placing electronic blocks of a designer for implementing a program for teaching children of group 4 as a radio-controlled machine.

На фигурах обозначено: 1 – плата для программирования, 2 – контактные ячейки, 3 – проводники для подключения контактных ячеек, 4 – блок управления, 5 – графический дисплей, 6 – контакты логических элементов, 7 – логические элементы, 8 – блоки идентификации логических элементов, 9 – внутренние интерфейсные разъемы, 10 – сигнальные лампы, 11 – контактные площадки, 12 – защелки, 13 – шины для подключения интерфейсных разъемов, 14 – внешние интерфейсные разъемы, 15 – монтажная площадка, 16 – посадочные шипы, 17 – пазы в электронных компонентах, 18 – блок питания, 19 – блоки проводники, 20 – блок связи и управления, 21 – блок адресации, 22 – световые блоки, 23 – кнопка, 24 – датчик температуры, 25 – блок вентилятор, 26 – нажимные контакты, 27 – плоские контакты. 28 – кнопка включения, 29 – кнопка запуска выполнения программы, 30 – кнопка паузы выполнения программы, 31 – кнопка остановки выполнения программы, 32 – датчик освещенности, 33 – двигатели, 34 – колеса.The figures indicate: 1 - programming board, 2 - contact cells, 3 - conductors for connecting contact cells, 4 - control unit, 5 - graphic display, 6 - contacts of logic elements, 7 - logic elements, 8 - blocks of identification of logic elements , 9 - internal interface connectors, 10 - signal lamps, 11 - contact pads, 12 - latches, 13 - buses for connecting interface connectors, 14 - external interface connectors, 15 - mounting platform, 16 - landing spikes, 17 - grooves in electronic components, 18 - power supply, 19 - conductor blocks, 20 - communication and control unit, 21 - addressing unit, 22 - light units, 23 - button, 24 - temperature sensor, 25 - fan unit, 26 - push contacts, 27 - flat contacts. 28 - power button, 29 - button for starting the program execution, 30 - pause button for program execution, 31 - button for stopping the program execution, 32 - light sensor, 33 - motors, 34 - wheels.

Осуществление изобретения. Implementation of the invention.

Комплект для обучения программированию содержит плату для программирования 1 с набором логических элементов 7, а также монтажную площадку 15 с набором электронных блоков. The programming learning kit contains a programming board 1 with a set of logic elements 7, as well as a mounting pad 15 with a set of electronic blocks.

Плата для программирования 1 (см. фиг.1) выполнена в виде плоской детали, на поверхности которой расположена матрица контактных ячеек 2, которые проводниками 3 электрически соединены с внешними интерфейсными разъемами 14, расположенными на смежных сторонах платы для программирования 1. Напротив внешних интерфейсных разъемов 14 по краям платы для программирования 1 расположены внутренние интерфейсные разъемы 9, которые шинами 13 подключены к внешним интерфейсным разъемам 14. В средней части разъемов 9 и 14 установлены контактные площадки 11, а по бокам защелки 12. Слева от контактных ячеек 2 на плате для программирования 1 расположен вертикальный ряд сигнальных ламп 10.The programming board 1 (see Fig. 1) is made in the form of a flat part, on the surface of which there is a matrix of contact cells 2, which are electrically connected by conductors 3 to external interface connectors 14 located on adjacent sides of the programming board 1. Opposite the external interface connectors 14 along the edges of the programming board 1 there are internal interface connectors 9, which are connected by buses 13 to the external interface connectors 14. In the middle of connectors 9 and 14 there are contact pads 11, and on the sides of the latch 12. To the left of the contact cells 2 on the programming board 1 there is a vertical row of signal lamps 10.

В альтернативных вариантах реализации в плате для программирования 1 может быть установлен контроллер, соединенный с внешними интерфейсными разъемами 14 и контактными ячейками 2, при этом контроллер будет выполнен с возможностью опроса пар контактных ячеек 2 и активации сигнальных ламп 10 при идентификации установленных на плате для программирования логических элементов 7 и передачи на внешние интерфейсные разъемы 14 данных о местах размещения и типах логических элементов 7. In alternative implementations, a controller connected to external interface connectors 14 and contact cells 2 can be installed in the programming board 1, and the controller will be configured to poll pairs of contact cells 2 and activate signal lamps 10 when identifying logic devices installed on the board for programming. elements 7 and transfer to external interface connectors 14 data on locations and types of logic elements 7.

Внешние интерфейсные разъемы 14 выполнены с возможностью подключения к плате для программирования 1 блока для управления 4 с графическим дисплеем 5. На блоке управления 4 расположены кнопка включения платы для программирования 28, кнопка запуска выполнения программы 29, кнопка паузы выполнения программы 30, кнопка остановки выполнения программы 31. Кроме того, блок управления 4 выполнен с возможностью последовательного иерархического опроса пар контактных ячеек 2 слева направо и сверху вниз, а также активации сигнальных ламп 10 соответственно считыванию контактных ячеек конкретной строки матрицы контактных ячеек платы для программирования 1 через внешний интерфейсный разъем 14. External interface connectors 14 are made with the possibility of connecting to the board for programming 1 of the unit for control 4 with a graphic display 5. On the control unit 4 there is a button for turning on the board for programming 28, a button for starting a program execution 29, a pause button for executing a program 30, a button for stopping a program execution 31. In addition, the control unit 4 is configured with the possibility of sequential hierarchical interrogation of pairs of contact cells 2 from left to right and from top to bottom, as well as activating the signal lamps 10 according to the reading of the contact cells of a specific row of the matrix of contact cells of the programming board 1 through the external interface connector 14.

На плате для программирования 1 контактные ячейки 2 выполнены ответной формой для контактов 6 логических элементов 7 для фиксации логических элементов 7 на плате для программирования 1 и электрического подключения к контактным ячейкам 2 (см. фиг.2).On the programming board 1, the contact cells 2 are made in a reciprocal form for the contacts 6 of the logic elements 7 for fixing the logic elements 7 on the programming board 1 and electrical connection to the contact cells 2 (see figure 2).

При этом, сверху каждого логического элемента 7 размещена площадка для текстового и/или графического и/или объемного поля, на которой размещена информация о типе логического элемента 7. Таким образом надписью текстового и/или графического и/или объемного поля поясняют функцию и/или операцию программирования, которую реализует конкретный логический элемент. Например, на логических элементах 7 могут быть нанесены тест, цифры и символы (см. фиг.2), изображения, поясняющие их функцию или шрифт брайля (см. фиг.7). At the same time, on top of each logical element 7 there is a platform for a text and / or graphic and / or volumetric field, on which information about the type of logical element 7 is placed. Thus, the function and / or a programming operation that a specific logical element implements. For example, a test, numbers and symbols (see Fig. 2), images explaining their function or braille (see Fig. 7) can be applied to the logical elements 7.

В логических элементах 7 контакты 6 подключены к блокам идентификации 8. In logical elements 7, contacts 6 are connected to identification blocks 8.

Блоки идентификации логических элементов 8 могут быть выполнены в виде резистивных элементов, адресных контроллеров или в любом другом исполнении, необходимом для идентификации блоком управления 4 логических элементов 7, контакты которых соединены с парами контактных ячеек 2.The blocks for identifying logical elements 8 can be made in the form of resistive elements, address controllers or in any other design required for identification by the control unit 4 of logical elements 7, the contacts of which are connected to pairs of contact cells 2.

Например, для варианта реализации, показанного на фиг.2 блоки идентификации 8 логических элементов 7 могут быть выполнены в виде резистивных матриц следующими номиналами сопротивлений:For example, for the embodiment shown in Fig. 2, the identification blocks 8 of the logic elements 7 can be made in the form of resistive matrices with the following resistance ratings:

- Логический элемент 7 –

Figure 00000001
– 1 кОм;- Logic gate 7 -
Figure 00000001
- 1 kOhm;

- Логический элемент 7 –

Figure 00000002
– 1.2 кОм;- Logic gate 7 -
Figure 00000002
- 1.2 kOhm;

- Логический элемент 7 –

Figure 00000003
– 1.5 кОм;- Logic gate 7 -
Figure 00000003
- 1.5 kOhm;

- Логический элемент 7 –

Figure 00000004
– 3 кОм;- Logic gate 7 -
Figure 00000004
- 3 kOhm;

- Логический элемент 7 –

Figure 00000005
– 4.3 кОм;- Logic gate 7 -
Figure 00000005
- 4.3 kOhm;

- Логический элемент 7 –

Figure 00000006
– 4.7 кОм;- Logic gate 7 -
Figure 00000006
- 4.7 kOhm;

- Логический элемент 7 –

Figure 00000007
– 5.1 кОм;- Logic gate 7 -
Figure 00000007
- 5.1 kOhm;

- Логический элемент 7 –

Figure 00000008
– 8.2 кОм;- Logic gate 7 -
Figure 00000008
- 8.2 kOhm;

- Логический элемент 7 –

Figure 00000009
– 9.1 кОм.- Logic gate 7 -
Figure 00000009
- 9.1 kOhm.

В альтернативных вариантах реализации блоки идентификации 8 логических элементов 7 могут быть выполнены в виде адресных контроллеров, которые возвращают идентификатор логического элемента, например, «001», «002», «003» и т.д.In alternative embodiments, the identification blocks 8 of the logical elements 7 can be made in the form of address controllers that return the identifier of the logical element, for example, "001", "002", "003", etc.

Посредством соединения внутренних 9 и внешних 14 интерфейсных разъемов можно наращивать площадь платы для программирования посредством присоединения дополнительных плат для программирования 1 сбоку или снизу основной платы для программирования 1 (см. фиг.3). By connecting the internal 9 and external 14 interface connectors, it is possible to expand the area of the programming board by attaching additional programming boards 1 to the side or bottom of the main programming board 1 (see Fig. 3).

Также набор для обучения программирования содержит монтажную площадку 15 (см. фиг.4) с посадочными шипами 16 для размещения на них электронных блоков, снизу которых выполнены ответные посадочным шипам пазы 17. В качестве электронных компонентов на монтажной площадке могут быть размещены, например, блок питания 18, блоки проводники 19, блок связи и управления 20, блок адресации 21, световые блоки 22, кнопка 23, датчик температуры 24, блок вентилятор 25, датчик освещенности 32, двигатель 33, колеса 34.Also, the programming learning kit contains a mounting pad 15 (see Fig. 4) with landing spikes 16 for placing electronic units on them, from the bottom of which grooves 17 corresponding to the landing spikes are made. As electronic components, for example, a block power supply 18, blocks conductors 19, communication and control unit 20, addressing unit 21, light units 22, button 23, temperature sensor 24, fan unit 25, light sensor 32, engine 33, wheels 34.

Конструктивно электронные компоненты выполнены в виде деталей, наподобие деталей для конструктора лего, при этом снизу их расположены пазы 17. Например, блок проводник 19 (см. фиг.5 и фиг.6) выполнен в виде детали конструктора, наподобие лего, снизу его расположен паз 17, а сверху посадочный шип, при этом на противоположенных сторонах блока проводника расположены нажимные контакты 26 и плоские контакты 27, которые внутри блока проводника 19 соответственно соединены проводниками для обеспечения передачи электрических сигналов. Structurally, the electronic components are made in the form of parts, like parts for a Lego set, while grooves 17 are located below them. For example, the conductor block 19 (see Fig. 5 and Fig. 6) is made in the form of a part of the designer, like Lego, it is located below groove 17, and on top of a landing spike, while on opposite sides of the conductor block there are push contacts 26 and flat contacts 27, which are respectively connected by conductors inside the conductor block 19 to ensure the transmission of electrical signals.

Для рассматриваемой конфигурации электронных блоков (см. фиг.4) на монтажной площадке 15 установлен блок питания 18, который блоками проводниками 19 последовательно соединен с блоком связи и управления 20 и блоком вентилятором 25, при этом к блоку связи и управления 20 блоками проводниками подключен датчик температуры 24. For the considered configuration of electronic units (see Fig. 4), a power supply unit 18 is installed on the mounting platform 15, which is connected in series with the communication and control unit 20 and the unit with a fan 25 by means of conductors 19, and a sensor is connected to the communication and control unit 20 by conductors. temperature 24.

Для обеспечения работы указанной на фиг.4 конфигурации электронных блоков на монтажной плате 15 пользователь размещает на плате для программирования 1 логические элементы 7 таким образом, чтобы получился следующий программный код (см. фиг.2):To ensure the operation of the configuration of electronic units indicated in FIG. 4 on the circuit board 15, the user places logic elements 7 on the programming board 1 in such a way that the following program code is obtained (see FIG. 2):

Figure 00000010
Figure 00000010

После чего пользователь посредством кнопки включения 28 активирует блок управления 4 и нажимает кнопку запуска выполнения программы 29. После чего блок управления 4 начинает последовательно построчно слева направо и сверху вниз считывать блоки идентификации 8 логических элементов 7 посредством опроса пар контактных ячеек 2, к которым подключены контакты 6 логических элементов 7. При считывании пар контактных ячеек 2 строки блок управления 4 активирует соответствующую данной строке сигнальную лампу 10. After that, the user activates the control unit 4 by means of the power button 28 and presses the program execution start button 29. After that, the control unit 4 starts sequentially row by row from left to right and from top to bottom to read the identification blocks of 8 logical elements 7 by interrogating the pairs of contact cells 2 to which the contacts are connected 6 logical elements 7. When reading the pairs of contact cells 2 of the line, the control unit 4 activates the signal lamp 10 corresponding to this line.

После чего блок управления 4 проводит идентификацию местоположения и типов логических элементов 7, запоминает данную информацию и компилирует программный код.After that, the control unit 4 identifies the location and types of logic elements 7, stores this information and compiles the program code.

В случае успешной компиляции программного кода блок управления 4 отображает на графическом дисплее 5 сведения о правильной компиляции программного кода, если блок управления 4 обнаруживает ошибку компиляции программы, тогда на графическом дисплее 5 отображает информацию об обнаруженной ошибке и активирует сигнальную лампу 10, соответствующую строке, в которой обнаружена ошибка.In case of successful compilation of the program code, the control unit 4 displays information on the correct compilation of the program code on the graphic display 5, if the control unit 4 detects an error in compiling the program, then on the graphic display 5 it displays information about the detected error and activates the signal lamp 10 corresponding to the line in which found the error.

При считывании пар контактных ячеек блок управления 4 активирует зеленый цвет соответствующей сигнальной лампы 10, а при обнаружении ошибки выполнения программного кода блок управления 4 активирует сигнальную лампу 10 красным цветом соответствующую строке программного кода, в которой обнаружена ошибка.When reading pairs of contact cells, the control unit 4 activates the green color of the corresponding signal lamp 10, and when an error is detected in the execution of the program code, the control unit 4 activates the signal lamp 10 in red corresponding to the line of the program code in which the error was detected.

После успешной компиляции программы блок управления 4 передает скомпилированный программный код в блок связи и управления 20, который установлен на монтажной площадке 15 (см. фиг.4), который сохраняет его во внутренней памяти для дальнейшего выполнения. After successful compilation of the program, the control unit 4 transfers the compiled program code to the communication and control unit 20, which is installed on the installation site 15 (see Fig. 4), which stores it in the internal memory for further execution.

После нажатия на кнопку запуска выполнения программы 29 блок управления 4 передает в блок связи и управления 20 сигнал на запуск программы, происходит ее выполнение, при этом на монтажной площадке 15 осуществляется следующая последовательность действий:After pressing the button for starting the execution of the program 29, the control unit 4 transmits to the communication and control unit 20 a signal to start the program, it is executed, while on the installation site 15 the following sequence of actions is carried out:

1. После старта программы блок связи и управления сразу начинает выполнение программы.1. After the start of the program, the communication and control unit immediately starts the program execution.

2. Блок связи и управления 20 считывает с датчика температуры 24, считывается значение текущей температуры;2. The communication and control unit 20 reads from the temperature sensor 24, the value of the current temperature is read;

3. Считанное значение температуры блок связи и управления 20 сравнивается с числом 25.3. The read-out temperature value of the communication and control unit 20 is compared with the number 25.

4. Если значение измеренной температуры больше 25, тогда блок связи и управления 20 отправляет на блок вентилятор 25 команду включения. 4. If the value of the measured temperature is greater than 25, then the communication and control unit 20 sends a command to turn on the fan 25 to the unit.

5. Если значение измеренной температуры меньше 25, то на вентилятор посылается команда выключения.5. If the value of the measured temperature is less than 25, then the shutdown command is sent to the fan.

6. Цикл повторяется с п. 2.6. The cycle is repeated from step 2.

Посредством кнопки паузы выполнения программы 30 пользователь может приостановить выполнение программы, при этом блок управления 4 отправляет на блок связи и управления 20 команду на приостановку выполнения программы. By means of the program pause button 30, the user can pause the program execution, while the control unit 4 sends a command to the communication and control unit 20 to suspend the program execution.

Посредством кнопки остановки выполнения программы 31 пользователь может остановить выполнение программы при этом блок управления 4 отправляет на блок связи и управления 20 команду на остановку выполнения программы. By means of the program execution stop button 31, the user can stop the program execution, while the control unit 4 sends a command to the communication and control unit 20 to stop the program execution.

Таким образом, пользователь из логических элементов 7 набирает программу, блок управления 4 распознает положение и значение логических элементов 7 и преобразует их в программный код, который в последующем передает в блок связи и управления 20 для его исполнения и задействования электронных блоков, расположенных на монтажной площадке 15, что позволяет пользователю в удобной и простой форме строить различные программы и обеспечивать их выполнение на электронных блоках, расположенных на монтажной площадке. Thus, the user selects the program from the logical elements 7, the control unit 4 recognizes the position and value of the logical elements 7 and converts them into a program code, which subsequently transmits to the communication and control unit 20 for its execution and activation of the electronic units located on the assembly site 15, which allows the user to construct various programs in a convenient and simple manner and ensure their execution on electronic blocks located at the assembly site.

Преимуществами от использования заявленных технических решений являются:The advantages of using the stated technical solutions are:

1. За счет использования логических элементов 7 с текстовыми и/или графического и/или объемного полями можно с одной стороны, делать достаточно большие надписи, чтобы из могли разобрать пользователи с ограниченным зрением или же на поверхность может быть нанесен шрифт брайля для использования заявленного конструктора слепыми (слабовидящими) пользователями на ощупь.1. Due to the use of logical elements 7 with text and / or graphic and / or volumetric fields, it is possible, on the one hand, to make large enough inscriptions so that they can be read by users with limited vision, or braille can be applied to the surface to use the declared designer blind (visually impaired) users by touch.

2. Заявленный конструктор по своей сути является стандартным конструктором лего, при этом его детали унифицированы, взаимозаменяемы и привычны для пользователей. Кроме того, обеспечивается удобный электрический контакт между электронными блоками на монтажной площадке 15 за счет применения нажимных 26 и плоских контактов 27 в совокупности с пазами 17 в электронных блоках и посадочными шипами 16 в монтажной площадке 15;2. The declared constructor is essentially a standard Lego constructor, while its parts are unified, interchangeable and familiar to users. In addition, a convenient electrical contact is provided between the electronic units on the mounting platform 15 through the use of push 26 and flat contacts 27 in conjunction with grooves 17 in the electronic units and landing spikes 16 in the mounting platform 15;

3. При обучении программированию с использованием заявленного конструктора пользователь может визуально и тактильно воспринимать создаваемую программу с использованием логических элементов 7, при этом уменьшается количество иерархических абстракций между программным кодом и исполнительными элементами – нет необходимости применять программные средства разработки и компиляции программы, записи программы на ПЛИС (контроллер) отладочной платы с исполнительными элементами, а также нет необходимости активировать отладочную плату с компьютера. 3. When teaching programming using the declared constructor, the user can visually and tactilely perceive the created program using logical elements 7, while reducing the number of hierarchical abstractions between the program code and executive elements - there is no need to use software tools for developing and compiling the program, recording the program on the FPGA (controller) debug board with executive elements, and there is no need to activate the debug board from the computer.

4. Заявленный конструктор адаптирован для обучения программирования детьми дошкольного возраста, поскольку программный код можно записывать визуально, при размещении картинок, обозначающих выполняемые операции и функции на поверхности логических элементов 7, что обеспечивает возможность обучения программированию детьми, не обладающими навыками чтения на родном и английском языках, при этом ребенку не нужно писать программный текст.4. The declared constructor is adapted for teaching programming by children of preschool age, since the program code can be written visually, when placing pictures indicating the operations and functions performed on the surface of logic elements 7, which makes it possible to teach programming by children who do not have reading skills in their native and English languages , while the child does not need to write the program text.

5. Не маловажным является то, что обучение программированию в данном варианте не требует никаких навыков у родителей и взрослых в этой области, что снижает порог доступности для использования данного конструктора в семье – могут обучать родители в процессе игры в лего. 5. It is not unimportant that teaching programming in this version does not require any skills from parents and adults in this area, which lowers the threshold of accessibility for using this constructor in a family - parents can teach while playing Lego.

6. Заявленный конструктор способствует активизации развития детей дошкольного возраста, поскольку хорошо развивает мелкую моторику, при этом стандартные средства ввода программного кода в ЭВМ – компьютерная мышь и клавиатура не обеспечивают развитие мелкой моторики. 6. The claimed designer helps to enhance the development of preschool children, since it develops fine motor skills well, while the standard means of entering program code into a computer - a computer mouse and keyboard do not provide the development of fine motor skills.

7. Обучение программированию может происходить в привычной для ребенка среде – детской комнате с игрушками и конструктором, при этом привычная для ребенка атмосфера способствует активизации обучения программирования, а также снижение доступного возраста начала обучению программированию. 7. Learning to program can take place in a child's usual environment - a child's room with toys and a construction set, while the familiar atmosphere for a child promotes the activation of programming learning, as well as a decrease in the age at which programming begins.

8. Конструкция платы для программирования 1 в сочетании с блоком управления 4 позволяет обеспечивать наглядность процесса отладки программного кода, при этом пользователь может видеть весь программный код без скроллинга за счет обеспечения возможности наращивания поля для программирования. 8. The design of the programming board 1 in combination with the control unit 4 makes it possible to provide clarity of the process of debugging the program code, while the user can see the entire program code without scrolling due to the possibility of increasing the field for programming.

9. Подсветка текущей строки дает ребенку четкую связь между выполняемым блоком кода и действием над объектом в реальном мире.9. Highlighting the current line gives the child a clear connection between the executed block of code and the action on the object in the real world.

10. Конструктор дает возможность плавно (бесшовно, без четкой границы) перейти от вчерашней игры в пассивное Лего к добавлению активных и интерактивных функцией: ребенок построил дом, а потом добавил подсветку в зависимости от времени дня (освещенности), построил машину, а потом добавил фары или сигнал клаксона и т.д. Остальные конструкторы имею более четкую грань до и после. 10. The constructor makes it possible to move smoothly (seamlessly, without a clear border) from yesterday's game of passive Lego to adding active and interactive functions: the child built a house, and then added backlighting depending on the time of day (lighting), built a car, and then added headlights or horn signal, etc. The rest of the constructors have a clearer line between before and after.

11. Несмотря на все вышеизложенные отличия результирующая программа, которая получается из кубиков - это настоящая программа, которая будет работать и на обычном компьютере, что облегчит в будущем детям освоение реальных средств разработки и языков программирования.11. Despite all the above differences, the resulting program, which is obtained from the cubes, is a real program that will work on an ordinary computer, which will make it easier for children in the future to master real development tools and programming languages.

12. Плата программирования предназначена для написания программ не только для кубиков активных типа "лего", но и для других программируемых робототехнический платформ.12. The programming board is intended for writing programs not only for active Lego bricks, but also for other programmable robotic platforms.

13. Обучение программированию с использованием логических элементов 7, на которых написаны реализуемые ими функции на иностранном языке позволяет пользователю разучить данный иностранный язык, например, английский. 13. Teaching programming using logical elements 7, on which the functions implemented by them are written in a foreign language, allows the user to learn this foreign language, for example, English.

Заявитель в 2020 году разработал прототип заявленного конструктора для обучения программированию, опытная эксплуатация которого подтвердила достижение заявленного технического результата и описанных выше преимущества при обучении детей программированию. In 2020, the applicant developed a prototype of the declared constructor for teaching programming, the trial operation of which confirmed the achievement of the claimed technical result and the advantages described above when teaching children to program.

Указанный технический результат изобретения достигается за счет того, что заявленный конструктор отличается простой технической реализации, при которой пользователю не требуется наличие базовых знаний и опыта сборки электрических схем, что существенно повышает удобство эксплуатации устройства и процесс отладки программ.The specified technical result of the invention is achieved due to the fact that the claimed designer is characterized by a simple technical implementation, in which the user does not need basic knowledge and experience in assembling electrical circuits, which significantly improves the usability of the device and the process of debugging programs.

Для проведения определения качества обучения программированию заявитель сформировал по возрасту 4 группы детей: 1 группа – 11 детей возрастом от 3 до 4 лет, 2 группа – 13 детей возрастом от 5 до 6 лет, 3 группа – 14 детей возрастом от 7 до 9 лет; 4 группа – 12 детей возрастом от 10 до 12 лет. To determine the quality of teaching programming, the applicant formed 4 groups of children by age: Group 1 - 11 children aged 3 to 4 years, Group 2 - 13 children aged 5 to 6 years, Group 3 - 14 children aged 7 to 9 years; Group 4 - 12 children aged 10 to 12 years.

Для обучения программированию каждой из указанных групп детей были подготовлены индивидуальные наборы логических элементов 7: для 1 группы набор логических элементов 7 с картинками, поясняющими их функции; для 2 группы набор логических элементов 7 с картинками и текстом на русском языке; для 3 группы набор логических элементов 7 с текстом на русском языке; для 4 группы набор логических элементов с текстом на родном и английском языках. To teach programming for each of these groups of children, individual sets of logical elements 7 were prepared: for group 1, a set of logical elements 7 with pictures explaining their functions; for group 2, a set of logical elements 7 with pictures and text in Russian; for group 3, a set of logical elements 7 with text in Russian; for group 4, a set of logical elements with text in the native and English languages.

Рассмотрим пример программ, используемых для обучения программированию детей 1-4 групп. Let's consider an example of programs used to teach programming to children of 1-4 groups.

Для обучения 1 группы детей использовалось 3 программы, для которых расположение логических элементов 7 на платах для программирования 1 показаны на фиг.8, фиг.10 и фиг.12. Монтажные площадки 15 с размещенными на них электронными блоками для реализации данных программ соответственно показаны на фиг.9, фиг.11 и фиг.13.For teaching 1 group of children, 3 programs were used, for which the arrangement of logic elements 7 on the boards for programming 1 is shown in Fig. 8, Fig. 10 and Fig. 12. Mounting pads 15 with electronic units placed on them for implementing these programs are respectively shown in Fig. 9, Fig. 11 and Fig. 13.

Пользователи 1 группы создают обучающие программы посредством логических элементов 7, на которые нанесены графические элементы, поясняющие выполняемые ими функции, при этом суть обучающих программ для 1 группы заключается в активации световых блоков 22, подключенных к адресным выходам блока адресации 21. Users of group 1 create training programs by means of logical elements 7, on which graphic elements are applied that explain their functions, while the essence of the training programs for group 1 is to activate the light blocks 22 connected to the address outputs of the addressing unit 21.

Порядок задания программ, их компиляция и реализация аналогичны описанному выше порядке, при этом:The order of assigning programs, their compilation and implementation are similar to the order described above, with:

- в результате выполнения 1 программы на полную мощность активируется световой блок 22, подключенный к 1 адресному выходу блока адресации 21;- as a result of the execution of 1 program at full power, the light unit 22, connected to 1 address output of the addressing unit 21, is activated;

- в результате выполнения 2 программы на полную мощность активируется световой блок 22, подключенный к 1 адресному выходу блока адресации 21 и на половину мощности активируется световой блок 22, подключенный ко 2 адресному выходу блока адресации 21;- as a result of executing 2 programs at full power, the light unit 22 connected to the 1 address output of the addressing unit 21 is activated and the light unit 22 connected to the 2 address output of the addressing unit 21 is activated at half the power;

- в результате выполнения 3 программы на полную мощность активируется световой блок 22, подключенный к 1 адресному выходу блока адресации 21 и на половину мощности активируется световой блок 22, подключенный ко 2 адресному выходу блока адресации 21 и на ¾ мощности активируется световой блок 22, подключенный к 3 адресному выходу блока адресации 21.- as a result of the execution of 3 programs at full power, the light unit 22 is activated, connected to 1 address output of the addressing unit 21, and the light unit 22, connected to the 2 address output of the addressing unit 21, is activated at half power, and the light unit 22 connected to 3 to the address output of the addressing block 21.

Для обучения 2 группы детей использовалось 2 программы, для которых расположение логических элементов 7 на платах для программирования 1 показаны на фиг.14 и фиг.16. Монтажные площадки 15 с размещенными на них электронными блоками для реализации данных программ соответственно показаны на фиг.15 и фиг.17.To teach 2 groups of children, 2 programs were used, for which the arrangement of logic elements 7 on the boards for programming 1 is shown in Fig. 14 and Fig. 16. Mounting platforms 15 with electronic units placed on them for implementing these programs are respectively shown in FIG. 15 and FIG. 17.

Пользователи 2 группы создают обучающие программы посредством логических элементов 7, на которые нанесены графические элементы и слова на русском языке, поясняющие выполняемые ими функции, при этом суть обучающих программ для 2 группы заключается в активации светового блока 22 и блока вентилятора 25, подключенных к адресным выходам блока адресации 21 посредством нажатия на кнопку 23.Users of group 2 create training programs by means of logical elements 7, on which graphic elements and words in Russian are applied, explaining the functions they perform, while the essence of the training programs for group 2 is to activate the light unit 22 and the fan unit 25 connected to the address outputs addressing unit 21 by pressing the button 23.

Порядок задания программ, их компиляция и реализация аналогичны описанному выше порядке, при этом:The order of assigning programs, their compilation and implementation are similar to the order described above, with:

- в результате выполнения 1 программы после нажатия на кнопку 23 на полную мощность активируется световой блок 22, подключенный к 1 адресному выходу блока адресации 21;- as a result of the execution of 1 program after pressing the button 23, the light unit 22 is activated at full power, connected to the 1 address output of the addressing unit 21;

- в результате выполнения 2 программы после нажатия на кнопку 23 на полную мощность активируется блок вентилятор 25, подключенный к 1 адресному выходу блока адресации 21.- as a result of the execution of 2 programs after pressing the button 23 at full power, the fan unit 25 is activated, connected to 1 address output of the addressing unit 21.

Для обучения 3 группы детей использовалось 2 программы, для которых расположение логических элементов 7 на платах для программирования 1 показаны на фиг.18 и фиг.20. Монтажные площадки 15 с размещенными на них электронными блоками для реализации данных программ соответственно показаны на фиг.19 и фиг.21.For teaching 3 groups of children, 2 programs were used, for which the arrangement of logic elements 7 on the boards for programming 1 is shown in Fig. 18 and Fig. 20. Mounting platforms 15 with electronic units placed on them for implementing these programs are respectively shown in Fig. 19 and Fig. 21.

Пользователи 3 группы создают обучающие программы посредством логических элементов 7, на которые нанесены слова на русском и английских языках, а также цифры и математические операторы, поясняющие выполняемые ими функции, при этом суть обучающих программ для 3 группы заключается в создании интерактивных автоматических систем управления освещением и скоростью вентилятора. Users of group 3 create training programs by means of logical elements 7, on which words in Russian and English are applied, as well as numbers and mathematical operators that explain their functions, while the essence of training programs for group 3 is to create interactive automatic lighting control systems and fan speed.

Порядок задания программ, их компиляция и реализация аналогичны описанному выше порядке, при этом:The order of assigning programs, their compilation and implementation are similar to the order described above, with:

- в результате выполнения 1 программы мощность активации световых блоков 22, подключенных к 1-3 адресным выходам блока адресации 21 определяется уровнем освещенности по сигналу с датчика освещенности 32, подключенного к 4 адресному выходу блока адресации 21, при этом затемняя или дополнительно освещая датчик освещенности 32 изменяется мощность свечения световых блоков 22, подключенных к 1-3 адресным выходам блока адресации 21;- as a result of the execution of 1 program, the activation power of the light blocks 22 connected to 1-3 address outputs of the addressing unit 21 is determined by the illumination level according to the signal from the light sensor 32 connected to the 4 address output of the addressing unit 21, while dimming or additionally illuminating the light sensor 32 the luminescence power of the light units 22, connected to 1–3 address outputs of the addressing unit 21, changes;

- в результате выполнения 2 программы мощность активации блока вентилятора 25, подключенного к 1 адресному выходу блока адресации 21 определяется значением внешней температуры по сигналу с датчика температуры 24, подключенного к 4 адресному выходу блока адресации 21, при этом нагревая или охлаждая датчик температуры 24 изменяется скорость вращения блока вентилятора 25, подключенного к 1 адресному выходу блока адресации 21.- as a result of the execution of 2 programs, the activation power of the fan unit 25 connected to 1 address output of the addressing unit 21 is determined by the value of the external temperature according to the signal from the temperature sensor 24 connected to the 4 address output of the addressing unit 21, while heating or cooling the temperature sensor 24, the speed changes rotation of the fan unit 25 connected to 1 address output of the addressing unit 21.

Для обучения 4 группы детей использовалась 1 программа, для которой расположение логических элементов 7 на платах для программирования 1 показано на фиг.22. монтажные площадки 15 с размещенными на них электронными блоками для реализации данных программ соответственно показаны на фиг.23 и фиг.24.For teaching 4 groups of children, 1 program was used, for which the arrangement of logic elements 7 on the boards for programming 1 is shown in Fig. 22. mounting platforms 15 with electronic units placed on them for implementing these programs are respectively shown in Fig. 23 and Fig. 24.

Пользователи 4 группы создают обучающую программу посредством логических элементов 7, на которые нанесены слова на английском языке, а также цифры и математические операторы, поясняющие выполняемые ими функции, при этом суть обучающей программы для пользователей 3 группы заключается в создании интерактивных системы управления посредством пульта (см. фиг.23) машинкой (см. фиг.24), Users of group 4 create a training program by means of logical elements 7, on which words in English are applied, as well as numbers and mathematical operators that explain their functions, while the essence of the training program for users of group 3 is to create an interactive control system by means of a remote control (see . fig. 23) by a typewriter (see fig. 24),

Порядок задания программ, их компиляция и реализация аналогичны описанному выше порядке, при этом в результате выполнения программы посредством нажатия кнопок 23, расположенных монтажной площадке 15 (см. фиг.23) сигналы управления передаются в блок связи и управления 20, расположенным на монтажной площадке 15 (см. фиг.24), являющейся машинкой, при этом машинка может осуществлять движение на колесах 34 вперед-назад посредством активации двигателей 33 и активировать световые блоки 22, имитирующие передние световые огни автомобиля. The order of setting the programs, their compilation and implementation are similar to the order described above, while as a result of executing the program by pressing the buttons 23 located on the assembly site 15 (see Fig. 23), control signals are transmitted to the communication and control unit 20 located on the assembly site 15 (see Fig. 24), which is a typewriter, while the typewriter can move on wheels 34 back and forth by activating the motors 33 and activate the light units 22 that simulate the front lights of a car.

При обучении программированию 1-4 групп примеры программ предыдущей возрастной группы использовались для обучения программирования последующей возрастной группы пользователей. When teaching programming for groups 1-4, examples of programs from the previous age group were used to teach programming to the subsequent age group of users.

Из приведенных примеров программ следует, что заявленный конструктор можно с легкостью адаптировать для обучения программированию детей разного возраста. From the given examples of programs, it follows that the declared constructor can be easily adapted to teach programming to children of different ages.

Результаты обучения программирования приведены в таблицеProgramming learning results are shown in the table

Возраст группы детейAge group of children Количество детейAmount of children % детей с начальными навыками программирования% of children with basic programming skills % обученных программированию детей% of children trained in programming 3-43-4 11eleven 00 5050 5-65-6 13thirteen 00 6565 7-97-9 1414 1010 8080 10-1210-12 1212 1515 100one hundred

из которой следует, что заявленный конструктор можно эффективно использовать для обучения программированию детей с 3 лет, при этом он отличается простотой конструкции и тонкой настройкой под каждый возраст ребенка. from which it follows that the declared constructor can be effectively used to teach programming to children from 3 years old, while it is distinguished by its simplicity of design and fine tuning for each age of the child.

Claims (10)

1. Способ создания макета для обучения программированию, характеризующийся размещением на плате для программирования и подключением к контактным ячейкам логических элементов, взаимное расположение которых определяет исполняемый программный код, последовательным иерархическим опросом блоком управления пар контактных ячеек для определения идентификаторов логических элементов, при котором блок управления также активирует сигнальные лампы, соответствующие строке опроса контактных ячеек, расшифровкой блоком управления идентификаторов и записью в память программного кода, соответствующего расположению логических элементов, компиляцией программного кода и определением корректности его выполнения, в случае обнаружения ошибки исполнения программного кода отображением соответствующего сообщения на графическом интерфейсе блока управления и активацией сигнальной лампы, соответствующей строке, в которой обнаружена ошибка, в случае правильного выполнения программного кода отображением соответствующего сообщения на графическом элементе и передачей программного кода на блок связи и управления, который производит запись программного кода в память для последующего исполнения посредством передачи и получения сигналов с электронных блоков. 1. A method of creating a layout for teaching programming, characterized by placing logic elements on the programming board and connecting to the contact cells, the mutual arrangement of which is determined by the executable program code, by sequential hierarchical interrogation by the control unit of pairs of contact cells to determine the identifiers of logic elements, in which the control unit also activates signal lamps corresponding to the line of interrogation of contact cells, decoding by the control unit of identifiers and writing to the memory of the program code corresponding to the arrangement of logical elements, compiling the program code and determining the correctness of its execution, in case of an error in the execution of the program code by displaying the corresponding message on the graphical interface of the control unit and activation of the warning lamp corresponding to the line in which the error was detected, in the case of correct execution of the program code, displaying the corresponding the message on the graphic element and the transfer of the program code to the communication and control unit, which records the program code into memory for subsequent execution by means of transmitting and receiving signals from electronic units. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что блок управления производит иерархический опрос контактных ячеек слева направо и сверху вниз. 2. The method according to claim 1, characterized in that the control unit performs a hierarchical interrogation of the contact cells from left to right and from top to bottom. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при считывании пар контактных ячеек блок управления активирует зеленый цвет соответствующей сигнальной лампы. 3. A method according to claim 1, characterized in that when the pairs of contact cells are read, the control unit activates the green color of the corresponding signal lamp. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при обнаружении ошибки выполнения программного кода блок управления активирует сигнальную лампу красным цветом, соответствующую строке программного кода, в которой обнаружена ошибка.4. The method according to claim 1, characterized in that when an error in the execution of the program code is detected, the control unit activates a red signal lamp corresponding to the line of the program code in which the error was detected. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что электронные компоненты исполняют программный код или передают в блок связи и управления управляющие сигналы и данные.5. The method according to claim 1, characterized in that the electronic components execute the program code or transmit control signals and data to the communication and control unit. 6. Плата для обучения программированию, содержащая плоское поле с матрицей контактных ячеек, которые электрически связаны с интерфейсным разъемом для блока управления с графическим интерфейсом, слева от контактных ячеек на плате для программирования расположен вертикальный ряд сигнальных ламп, которые также подключены к интерфейсному разъему для блока управления, контактные ячейки выполнены ответной формой для контактов логических элементов с возможностью фиксации логических элементов на плате для программирования, также по краям платы для программирования установлены интерфейсные разъемы для подключения дополнительных плат для программирования.6. Board for teaching programming, containing a flat field with a matrix of contact cells that are electrically connected to the interface connector for the control unit with a graphical interface, to the left of the contact cells on the programming board there is a vertical row of signal lamps, which are also connected to the interface connector for the unit control, the contact cells are made in a reciprocal form for the contacts of logic elements with the possibility of fixing the logic elements on the programming board; also on the edges of the programming board there are interface connectors for connecting additional programming boards. 7. Плата по п.6, отличающаяся тем, что на блоке управления распложена кнопка включения платы для программирования, кнопка запуска выполнения программы, кнопка паузы выполнения программы, кнопка остановки выполнения программы.7. The board according to claim 6, characterized in that a button for switching on the board for programming, a button for starting a program execution, a pause button for a program execution, a button for stopping a program execution are located on the control unit. 8. Элемент логический для обучения программированию, выполненный в виде плоской детали, снизу которой выполнены контакты, ответные по форме контактным ячейкам и выполненные с возможностью фиксации логического элемента на контактных ячейках платы для программирования, внутри в логических элементах контакты подключены к блоку идентификации, сверху логического элемента размещена площадка с информацией о типе логического элемента.8. A logical element for teaching programming, made in the form of a flat part, from below which contacts are made that correspond to the shape of the contact cells and made with the possibility of fixing the logical element on the contact cells of the board for programming, inside the logical elements the contacts are connected to the identification block, on top of the logical element contains a platform with information about the type of logical element. 9. Элемент по п.8, отличающийся тем, что блок идентификации выполнен в виде резистивной матрицы или адресного контроллера. 9. The element according to claim 8, characterized in that the identification unit is made in the form of a resistive matrix or an address controller. 10. Элемент по п.8, отличающийся тем, что сверху логического элемента нанесена информация в виде текста, или математических символов, или графики, или шрифта Брайля.10. An element according to claim 8, characterized in that information in the form of text, or mathematical symbols, or graphics, or Braille is applied on top of the logical element.
RU2020143824A 2020-12-29 2020-12-29 Method for teaching programming and construction set for implementation thereof RU2763108C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020143824A RU2763108C1 (en) 2020-12-29 2020-12-29 Method for teaching programming and construction set for implementation thereof
PCT/RU2021/000558 WO2022146182A1 (en) 2020-12-29 2021-12-09 Method for teaching programming and construction kit for carrying out same
CN202180027888.6A CN115397534A (en) 2020-12-29 2021-12-09 Programming Teaching Method and Construction Component Teaching Aids

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020143824A RU2763108C1 (en) 2020-12-29 2020-12-29 Method for teaching programming and construction set for implementation thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2763108C1 true RU2763108C1 (en) 2021-12-27

Family

ID=80039119

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020143824A RU2763108C1 (en) 2020-12-29 2020-12-29 Method for teaching programming and construction set for implementation thereof

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN115397534A (en)
RU (1) RU2763108C1 (en)
WO (1) WO2022146182A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2833097C1 (en) * 2024-06-18 2025-01-14 Общество с ограниченной ответственностью "Научные развлечения" Educational-methodical complex for designing electronic-mechanical objects

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1348209A1 (en) * 2001-01-02 2003-10-01 Addest Technovation Pte. Ltd. Breadboard used for educational purposes
TW201543428A (en) * 2014-05-06 2015-11-16 Ping-Hung Ku Waterflow teaching tool for demonstrating concepts of electricity
RU181254U1 (en) * 2017-07-21 2018-07-06 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" TRAINING AND LABORATORY MODULE
RU2715794C1 (en) * 2019-07-25 2020-03-03 Денис Александрович Давыдов Electrical circuit simulation method, system for its implementation and a simulation component

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105137887B (en) * 2015-09-24 2019-03-29 苏州乐派特机器人有限公司 The material objectization programmed method of plate and its application in robot field based on programming
KR20170101402A (en) * 2016-02-29 2017-09-06 씨어아이 주식회사 System and Method of Controlling Educational Robot
CN209591134U (en) * 2018-07-23 2019-11-05 杭州小目标电子科技有限公司 A kind of compatible type hardware programming electronic modular system that can be used for imparting knowledge to students
CN109887383A (en) * 2019-04-18 2019-06-14 孔祥明 A kind of logical block, logic card, joint way programming in logic system and method
CN111932985A (en) * 2020-08-25 2020-11-13 算法积木(广州)教育投资有限公司 Programming language materialized building block programming system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1348209A1 (en) * 2001-01-02 2003-10-01 Addest Technovation Pte. Ltd. Breadboard used for educational purposes
TW201543428A (en) * 2014-05-06 2015-11-16 Ping-Hung Ku Waterflow teaching tool for demonstrating concepts of electricity
RU181254U1 (en) * 2017-07-21 2018-07-06 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный авиационный технический университет" TRAINING AND LABORATORY MODULE
RU2715794C1 (en) * 2019-07-25 2020-03-03 Денис Александрович Давыдов Electrical circuit simulation method, system for its implementation and a simulation component

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2833097C1 (en) * 2024-06-18 2025-01-14 Общество с ограниченной ответственностью "Научные развлечения" Educational-methodical complex for designing electronic-mechanical objects

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022146182A1 (en) 2022-07-07
CN115397534A (en) 2022-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4712184A (en) Computer controllable robotic educational toy
Hodges et al. Physical computing: A key element of modern computer science education
US5611691A (en) Modular construction kit using electronic control modules
CN207694266U (en) A programmable building block toy
CN111932985A (en) Programming language materialized building block programming system
CN110910703A (en) Virtual simulation intelligent electrician wiring teaching training system
CN114556457B (en) Circuit simulation method, system for implementing the method, and simulation component
RU2763108C1 (en) Method for teaching programming and construction set for implementation thereof
CN108319457A (en) Building block system hardware programming external member
CN110570727A (en) Screen-free programming learning system and programming method thereof
CN204348194U (en) A kind of single-chip microcomputer and experimental panel for programmable logic device
US4378217A (en) Terminal trainer keyboard and display apparatus for teaching keyboard operations and knowledge items
EA042992B1 (en) A METHOD OF TEACHING PROGRAMMING AND A CONSTRUCTOR FOR ITS IMPLEMENTATION
CN218788233U (en) Real platform of instructing of robot letter sorting teaching
CN101188070A (en) Simulation teaching system for hearing-impaired students learning computer programming language
CN113342322B (en) Quick embedded programming method and device using Python
KR20210016931A (en) Method and system for learning coding using light emitting diode blocks
CN212933911U (en) Learning experiment board of internet of things based on Esp8266
Lin et al. It's as easy as 123: Multiple programming approaches on a single device to support novices
US11806632B2 (en) Educational electronic circuit block set and simulation board displaying electric current flow
CN211827329U (en) Arduino-based virtual reality teaching platform
KR200251940Y1 (en) Printed circuit board of socket type for electronic circuit study kit
Chung A cost-effective approach for the development of an integrated PC-PLC-robot system for industrial engineering education
CN2102550U (en) Multifunctional child knowledge electronic answering teaching instrument
RU174016U1 (en) MODELING ELECTRICAL CIRCUIT INTELLIGENT GAME DEVICE