История инженерных конструкторов fischertechnik

    Иногда в окружающем нас мире происходят странные вещи. Например, на волне безумия массового потребления товаров и цифрового контента, в бесконечном калейдоскопе вещей-однодневок, которые высыпаются с экранов мониторов и тв, незаметно теряются действительно удивительные коммерческие продукты с собственной философией и многолетней историей.



    Сегодня я хочу поделиться материалом о проекте, который уже 52 года способствует формированию инженерных кадров в разных странах, включая СССР и РФ. Речь пойдет о конструкторах fischertechnik (Фишертехник).


    1965


    История конструкторов fischertechnik началась 52 года назад, когда талантливый немецкий предприниматель и изобретатель Артур Фишер (1919-2016) решил использовать оригинальный маркетинговый приём – подарить своим клиентам на рождество что-то нестандартное, отличающееся от привычного набора: шоколад, брендированные ручки и рекламная макулатура.


    Надо сказать, что к тому времени его основной бизнес – производство пластикового строительного крепежа – уже крепко стоял на ногах и располагал всем необходимым для быстрого запуска в производство новых деталей из пластика (сама по себе история жизни г-на Фишера весьма увлекательна и требует отдельного поста).


    В общем, доподлинно неизвестно, что подтолкнуло его к окончательной идее, но в результате на свет появился оригинальный пластиковый строительный блок, к которому можно было присоединять другие детали со всех сторон.


    Детали были выполнены из полиамида и содержали в себе усиливающий конструкцию стальной элемент. Иллюстрация, поясняющая способ присоединения деталей друг к другу:



    На картинке ниже копия патента P 1603304, в котором описана конструкция этого блока. Заявка, кстати, была подана 4 июня 1966, а изобретение зарегистрировано 13 января 1972. Ссылка на страницу DPMA.



    Отклик клиентов был настолько хорошим, что Артур принял решение запустить наборы в коммерческое производство – так на свет появился первый набор для конструирования fischertechnik. Можно сказать, что здесь он нащупал золотую жилу – талант изобретателя и чутье бизнесмена позволили ему выпустить на рынок успешный продукт – конструктор fischertechnik быстро занял место на полках магазинов и был тепло принят образовательным сообществом.


    1966


    Первые результаты коммерциализации изобретения появились весной 1966 года – в продажу поступили три базовых набора fischertechnik – 100, 200 и 400 и пять наборов с деталями для апгрейда – 10, 15, 20, 25 и 30.
    На картинке конструкторский набор FT200:



    Апгрейдить наборы можно было по следующим формулам:
    FT200 = FT100 + FT10 + FT15 + FT20
    FT400 = FT200 + FT10 + FT15 + FT25 + FT30


    На картинке набор для апгрейда FT30:



    Это были простые наборы для конструирования машин и механизмов с ручным приводом. Однако уже в то время fischertechnik выделялся инженерным уклоном – все конструкции так или иначе были связаны с реальной техникой, в них отсутствовали какие-либо декоративные элементы без функционального смысла. Такую философию конструктор fischertechnik сохраняет и сейчас.


    На картинке ниже скан страницы из инструкции к набору FT 100:



    1967


    В самом начале 1967 года в продаже появились наборы расширения mot.1 и mot.2 с двигателями постоянного тока, редукторами и элементами зубчатых передач. С помощью этих наборов можно было расширить функциональные возможности уже имеющихся конструкторов и «оживить» собранные конструкции с помощью электропривода.


    На картинке набор FT mot.1:



    Также в этом году появилось шесть дополнительных наборов с разными деталями для расширения возможностей конструкторов:



    1968


    Через год в линейке fischertechnik появился первый электромеханический набор e-m1 – «Elektro-Mechanik», в состав которого входили лампы, кнопки, провода и переключатели. Также в конструкторе было несколько контактных колец для скользящих контактов, из которых можно было собрать простейший командоаппарат для циклического управления собранными моделями.


    На картинке ниже страница из инструкции по сборке светофора с автоматическим управлением:



    1969


    В 1969 Артур Фишер продолжает развивать электронное направление в своих конструкторах и выпускает набор l-e1 – «Licht-Elektronik»:



    В наборе можно было найти линзы, зеркала, лампы, механические и электронные компоненты для выполнения экспериментов и многостраничный буклет с описанием каждого варианта конструкции.


    Что дальше?


    Каждый год fischertechnik выпускал новые наборы, постепенно охватывая новые технические области. Появилось разделение на наборы для домашнего использования и образовательные. Думаю, что детальное перечисление наборов будет утомительным. Поэтому вместо подробного хронологического альманаха я отмечу ключевые, на мой взгляд, даты в истории конструктора.


    1981


    В этом году в продажу поступил пневматический конструктор «Pneumatik», выполненный в виде набора дополнительных деталей с пневматическими цилиндрами, распределителями, шлангами и штуцерами. Для нагнетания сжатого воздуха предлагалось использовать ручной насос или электрический компрессор. Позже появился набор для апгрейда, в котором были детали для сборки фирменного поршневого компрессора с электродвигателем, цилиндром и ресивером. Этот набор пережил несколько ревизий и сейчас выпускается в виде конструктора 516185 «Пневматика 3».



    1982


    Через год после пневматики в продаже появляется несколько наборов с гидравлическим приводом. В этих наборах в качестве насоса использовался один из входящих в комплект цилиндров. Есть легенда, что эти наборы не получили дальнейшего развития по причине массового недовольства родителей, которые столкнулись с залитыми водой полами – видимо, они никогда не бывали на производстве, где есть гидравлика.



    1985


    Ключевой момент в истории fischertechnik – в продажу поступил первый конструктор с возможностью компьютерного управления – fischertechnik Computing. Дополнительно к этому набору требовалось приобрести электронный блок Interface для связи с компьютером. Всего было выпущено 7 блоков для подключения к популярным компьютерам того времени, среди которых: Apple, Sinclair, Acorn, Commodore. Причем IBM PC в этом списке не было. Модуль для подключения к IBM появился только в 1986 г.



    Схема подключения датчиков и исполнительных устройств к компьютеру через интерфейсный блок:



    С помощью этого набора можно было познакомиться с технологиями компьютерного управления различными машинами и технологическими процессами и даже построить маленький сварочный манипулятор. Для программирования предлагалось использовать языки программирования BASIC и PASCAL. В комплекте шел буклет с подробным разбором каждой задачи и примерами исходного кода.



    Немного позже в этом году вышли еще два набора, посвященные автоматике и робототехнике – «Trainingsroboter» и «Plotter-scanner».


    Конструктор «Trainingsroboter» для сборки действующей модели манипуляционного робота с функцией обучения движениям:



    Конструктор «Plotter-scanner» – из него можно было построить плоттер и сканер с компьютерным управлением.



    1987


    Следующий набор в серии Computing, как вы наверное уже догадались, был посвящен мобильной робототехнике. В 1987 г. вышел набор fischertechnik «Computing-Experimental».



    Тележка, построенная из этого конструктора, подключалась к компьютеру через интерфейсный блок и могла двигаться, выполняя команды в соответствии с программой, составленной на языках BASIC или PASCAL. Конечно, постоянное наличие кабеля для связи с компьютером сильно ограничивало пространство для экспериментов, но уже тогда в дидактическом буклете была целая глава, посвященная хиту современной образовательной робототехники – следованию по линии (line following):



    1991


    Темп развития компьютерных технологий продолжал увеличиваться, и как следствие в 1991 г. в инструментарии fischertechnik появилось новое ПО LuckyLogic – учебный пакет для разработки управляющих программ на визуальном языке в виде блок схем. До выхода на рынок графических пользовательских интерфейсов было еще далеко, поэтому в ПО LuckyLogic использовалась псевдографика. Если вы застали времена NC или VC, то следующая картинка будет вам знакома:



    1997


    Следующее поколение инструментального ПО выходит в 1997 г. под названием LLWin для ОС Windows 3.11 и 95. В LLWin управляющие программы, также как и в Lucky Logic, составляются в виде блок-схем. Кроме того, имеется возможность строить многопоточные пользовательские алгоритмы, поддерживаются подпрограммы, локальные и глобальные переменные, а также имеются элементы визуализации и пользовательского интерфейса – кнопки и индикаторы:



    Одновременно с ПО LLWin компания fischertechnik выпускает новый блок управления Intelligent Interface – полноценный программируемый контроллер с процессором и ОЗУ, что позволяет строить автономные модели, которые могут работать самостоятельно без постоянной связи с компьютером:



    Для загрузки управляющих программ в контроллер требовалось подключение к компьютеру через интерфейс RS232.


    1999


    После мобильных роботов в 1999 г. fischertechnik выпускает набор «Pneumatik Robots», посвященный пневматическому приводу в промышленной автоматике. Из конструктора можно было собрать 8 моделей различных производственных машин с пневматическим приводом. Ключевым элементом этого набора были электромагнитные пневмоклапаны, которые подключались к выходам контроллера и использовались для управления подачей сжатого воздуха в пневмоцилиндры.
    На картинке ниже электрическая и пневматическая схемы из инструкции по сборке:



    2004


    Следующая итерация в серии Computing конструкторов fischertechnik началась в 2004 году с выходом нового контроллера ROBO Interface и новой версии инструментального ПО ROBO Pro.
    Одновременно с этим обновились и конструкторские наборы. Вышли новые версии мобильных роботов «Robo Mobile Set», промышленных роботов – «Industry Robots II» и набор для начинающих – «Robo Starter Set».
    Новый контроллер ROBO Interface обзавелся flash-памятью, так что теперь программы не пропадали после выключения питания. Для подключения к компьютеру можно было использовать интерфейсы RS232 или USB. Инструментальное ПО ROBO Pro было разработано с нуля и предлагало пользователю расширенный набор функций для разработки и отладки управляющих программ в виде блок-схем:



    2010


    На смену ROBO Interface в 2010 г. пришел контроллер ROBO TX, построенный на процессоре ARM9 с встроенными интерфейсами Bluetooth и USB. У контроллера появился дисплей, на который можно было выводить пользовательскую информацию. У контроллера было 4 выхода для подключения моторов, 8 универсальных входов и 4 входа для сигналов от энкодеров. При необходимости можно было увеличить количество входов-выходов, подключив через разъем расширения еще один ROBO TX. Всего в одной сети можно было собрать 8 контролеров и таким образом получить 64 входа и 32 выхода.
    Контроллер входил в состав нового конструктора, посвященного мобильной робототехнике, – «ROBO TX Training Lab».



    2014-2017


    В настоящее время в конструкторах fischertechnik серии ROBOTICS используется два контроллера – BT Smart и TXT, начального и продвинутого уровней соответственно. Контроллеры поставляются как отдельно, так и в составе готовых наборов 540586 BT Smart Beginner Set и 524328 TXT Discovery set.


    Контроллер ROBOTICS TXT выполнен в виде двухпроцессорной системы на базе процессоров ARM Cortex-A8 и Cortex-M3. Имеет встроенные беспроводные интерфейсы Bluetooth и WiFi, а также стандартный набор коммуникационных шин: I2C, CAN, USB, USB-Host и еще ИК-приёмник. TXT работает под управлением ОС GNU/Linux. При желании можно загрузиться с micro-sd flash-карты.


    Главная фишка этого набора – наличие мощной системы компьютерного зрения, которую можно использовать для решения задач автоматического управления различными объектами.



    Для программирования контроллеров используется ПО ROBO Pro Light и ROBO Pro. Причем ROBO Pro Light существует в виде приложения для iOS и Android. Кроме того, можно использовать языки программирования C, С++, Python и любые другие, для которых есть кросс-компилятор или возможность запуска в окружении ОС Linux. Для отдельной группы пользователей есть возможность использовать Scratch.


    На картинках ниже мобильный робот из набора «ROBOTICS TXT Discovery Set» с системой компьютерного зрения в реальном времени определяет координаты геометрических объектов в кадре и охотится за мячиком:



    Пожалуй, для обзора этих наборов потребуется отдельная статья. Поэтому в конце будет опрос.


    В качестве заключения


    52 года назад Артур Фишер придумал оригинальный подарок для своих клиентов, который в итоге превратился в инженерный конструктор fischertechnik. Возможно, сейчас история повторяется и у нас есть отличная возможность сделать новогодний подарок подрастающему поколению. Подарок, который сможет отвлечь будущих изобретателей от непрерывного потребления цифрового контента.


    Как обычно, для любителей инженерного творчества, осиливших весь пост, скидка 20% по коду gktmswlkm до 14.12.17 включительно в магазине Пакпак. Слава роботам!


    Источники информации и картинок


    1. Deutsches Patent- und Markenamt
    2. Der Herr der Dübel
    3. "Dübelkönig" hält mehr als 1100 Patente
    4. Erfinder Fischer
    5. Foto-Blitzgeräte by Photo but More
    6. Virtuelles fischertechnik Museum
    7. ft-FanArchiv
    8. Programación de Robots en LLWin
    Обзор какого конструктора fischertechnik подготовить к следующей публикации?

    Только зарегистрированные пользователи могут участвовать в опросе. Войдите, пожалуйста.

    Пакпак 43,75
    Инженерные конструкторы FISCHERTECHNIK
    Поделиться публикацией
    Похожие публикации
    Комментарии 52
    • +3
      У меня в детстве был советский конструктор, где квадратные пластмассовые пластинки соединялись такими-же как у Фишера блоками. Полиэтиленовыми, но без стальных сердечников и торцевых болтов.
      Можно было строить домики и тп фигуры сложно-кубических форм.
      Не знаю насколько идея была позаимствована у Фишера.
      Так, к слову…
      • 0
        Точно! У меня в детском саду были такие.
        • +1
          Это конструктор «Полёт».
          • 0
            В «Полете» вроде как, только блоки и плитки были.
            • 0
              Не, там помимо плиток итд были ещё всякие лопасти, благодаря которым можно было строить различные пепелацы (в комплекте шла инструкция, пусть и не очень подробная))

              Типа такого
              • 0
                И правда! Вспомнил эти лопасти и сразу навеяло. Интересно, можноли в наше время такой купить?
                • 0
                  Судя по всему, Медвежонок/Полёт были клоном швейцарского «Constri».

                  Швейцарцы до сих пор производят и продают. Правда цены там тоже швейцарские.
          • +1
            Да, при помощи этого конструктора можно было учиться строить «хрущевки»
            • 0
              Медвежонок?
              image
            • 0
              В инструкции к конструктору «Полет» упоминалось некое дополнение, которое позволяло собирать движущиеся модели. Как раз двигатель постоянного тока там был, ролики-шкивы… Мечта была раздобыть этот «апгрейд».
            • +1
              В листинге от 1987 года есть несколько GOTO 90 и GOTO 190, но строк с такими номерами нет (
              • +2
                В Бейсике это допустимая ситуация, переходит на строку с ближайшим большим номером. Сделано так, чтобы можно было вставлять дополнительные строки с кодом, а не жестко привязывать ветвления к существующим.
                • 0
                  По ссылке находится полный скан буклета. Там можно найти интересующие вас строки на стр 95.
                • +1
                  Хотела написать «хочу, хочу, хочу!», но цены, если честно… Оно того стоит, или лучше Лего?
                  • +1
                    Мне Лего кажется более интересным даже просто потому, что детали можно докупить в любом магазине игрушек в виде набора Lego Technics нужного размера (или с нужными деталями). Не знаю как в Вашем городе, а в моем конструкторы Фишер редко можно встретить в продаже.
                    Ну и у Фишера, насколько я понимаю, до сих пор нет декоративных блоков, тогда как в Лего этого добра навалом на любую тематику
                    • 0
                      Детали можно заказать в интернет-магазине по отдельности или сразу взять комплект в виде ресурсного набора арт. 91082.
                      • –1

                        В лего контроллер в комплекте, а здесь отдельно (робототехника) и цена как у промышленного ПЛК.

                        • 0
                          Это не так. В наборах 540586 и 524328 контроллеры и инструментальное ПО идут в комплекте. Причём в последнем наборе уже есть видеокамера и все что нужно для экспериментов с компьютерным зрением. Отдельно покупать контроллеры не надо.
                          • 0
                            Спасибо, а я вот на 511933 посмотрела, а там:
                            программируемый контроллер ROBOTICS TXT, программное обеспечение ROBO Pro и наборы Accu Set или Power Set приобретаются дополнительно.

                            То есть либо надо набор первооткрывателя брать, потом к нему этот, либо по отдельности закупаться.
                            А это 32+17 тыс. или 17+23.5+2+4.3 тыс.
                            • 0
                              511933 — это набор расширения к 524328. Предполагается, что после экспериментов с мобильными роботами вы переходите к манипуляционным роботам. Поэтому в 511933 нет контроллера.

                              Также не забывайте про эту часть публикации
                              Как обычно, для любителей инженерного творчества, осиливших весь пост, скидка 20% по коду gktmswlkm до 14.12.17 включительно в магазине Пакпак. Слава роботам!

                      • 0

                        Vanellope Смотря на какой возраст ребенка. Если лет до 12 то можно и Лего, а если старше то лучше что-то по серьезное.

                        • +2
                          Например ближайший магазин радиодеталей.
                          • 0

                            Радиодетали ОК, а вот с механикой все сложнее.

                          • 0
                            Да не сказал бы. Топовые наборы техника не совсем легкие для сборки. Накосячить легче легкого, а заметить косяк можно уже гораздо позже и придется перебирать почти всю модель.
                            • 0

                              Если честно, для себя. Обожаю всякие технологичные штучки.

                          • +1

                            Одно из приятных вещей здесь сразу дано нормальное изображение алгоритмов и есть классические языки программирования, в отличие от Леговского убожества.
                            Но правда и цены не дешевые.

                            • 0
                              Да и Lego Mindstorm серьезные конструкторы. И помимо «леговского убожества» можно использовать, к примеру, leJOS и писать на вполне нормальном Java
                              • 0
                                Только на Java, или на любых языках, поддерживающий JVM?
                                • 0
                                  Если честно, не интересовался
                                • 0

                                  Так как по работе именно Lego Mindstorm EV3 и приходится использовать, то могу много по данному рассказать, НО боюсь что фанаты и легомаркетологи карму окончательно в минус бесконечность отправят ))
                                  И так по пунктам:


                                  1. на EV3 можно работать на Java (но как вы понимаете это не самый подходящий первый язык программирования для детей 10-12 лет) плюс к нему сам подбираешь IDE, есть еще Бейсик (достаточно простенький) и даже Питон НО опять же среды не интегрированы с Lego Mindstorm.
                                    РоботС (С++) хорош НО и денег стоит не малых.
                                  2. Родная среда совместима только сама с собой и кто на ней писал хорошо понимает что отображение и понимание алгоритма там ужасное.
                                  3. Качество системных блоков "кирпичей" никакое, за три года работы из 10 четыре уже ремонтировали.
                                  4. Цена, хотелось бы за такие не слабые деньги (домашний около 20тр образовательный 30тр) качество и поддержка была нормальное.
                                  • +1
                                    Расскажите, пожалуйста, что у вас за работа.
                                    • +2

                                      kost самая обыкновенная ) преподаватель, программирование и не много робототехники
                                      раньше "мучил" студентов и школьников, теперь только школьников )
                                      Веду кружок в Доме творчества и работаю в школе.

                                    • 0
                                      Ну согласитесь, что у Вас использование немного отличается от бытового (как минимум, у Вас дети им пользуются чаще).
                                      Касательно Java как первого языка могу согласиться частично, я бы с питона начинал.
                                      Я не фанат лего (по крайней мере не до такой степени), но для домашнего использования всё-таки предпочел бы его, а не фишер. А в идеале какой-то открытый проект, чтобы можно было еще и спаять вместе с ребенком.
                                      • 0

                                        Согласен мы действительно включаем и выключаем чаще, но во всем остальном более комфортные условия. В отличие от домашнего использования, где частенько "кирпич" в качестве мячика или танчика бывает работает ) у нас все блоки под постоянным присмотром. Вся проблема в качестве изготовления, системные блоки спаяны кое как, даже флюс присутствует, датчики и моторы тоже самое. Подобрать пару моторов с одинаковым параметрами уже проблема. В прошлой версии NXT о таком не слышали.
                                        Качество самих пластмассовых деталей нормальное в отличие от версии набора WeDo, там просто китай какой-то, детальки просто не держатся.
                                        Плюс подход компании, лишь бы купили, а потом хоть потоп.
                                        Так же согласен что для домашнего использования Лего подходит очень хорошо, совместимость деталей между Техниксами, нормальная механика, но робототехника у них не фонтан.

                                  • 0
                                    Когда-то с помощью этого леговского убожества мы делали курсвой проект, да еще и выставлялись на областной выставке народных достижений. И если мне память не изменяет, товарищ програмную часть писал на C++. Но это было давно, не буду отверждать на 100%.
                                    • 0
                                      На Mindstorms EV3 можно linux поставить и писать например на питоне.
                                      • 0

                                        Да, я об этом уже выше писал.

                                        • 0

                                          Так на TXT уже установлен линукс. Питон для контроллера TXT — ftrobopy.

                                      • 0
                                        А ROS на нем поддерживается?
                                        • 0

                                          Вот, например, проект, в котором автор прикручивает ROBO Interface к ROS.

                                        • 0

                                          Не написали, что одной из фишек конструктора Fischertechnik является то, что они даже применяются в индустрии — в качестве демонстраторов или даже тестовых стендов для различных механических устройств. Существуют даже фирмы, которые строят модели из фишеровских блоков под заказ, при этом, например, используются алюминиевые профили вместо пластиковых и более промышленно-ориентированные привода.

                                          • 0
                                            Точно. Есть такое. По техническим макетам готовится отдельный пост т.к. тема большая. Вот, например, наш последний макет уехал в Тольятти:
                                            • 0
                                              В Технических макетах используются промышленные датчики, двигатели на 24В и ПЛК для управления. Хороший инструмент для изучения основ промышленной автоматики на практике.
                                              • 0

                                                Спасибо за ссылку. Нам скоро понадобится один из таких макетов. У нас своя система управления и нужна механика для демонстрации клиентам. Вот думаю — то ли на фишере, то ли на Лего собирать.

                                                • 0

                                                  Конечно берите фишер! У нас большой опыт строительства действующих макетов под различные системы управления. Вот, например, наша работа для компании, которая внедряет SAP EWM:


                                                  Автоматический логистический комплекс

                                                  Производственный участок
                                            • 0

                                              А от чего промокод так рано заканчивается? Традиционно у народа финансы на подарки появляются 15-20 декабря…
                                              Ребенку с удовольствием куплю.

                                              • 0
                                                Передал ваше предложение коллеге. Говорит — продлим код, если на складе что-нибудь останется.
                                              • +1

                                                Отличный рассказ, спасибо.

                                                • +1
                                                  Fischertechnik — это один из тех проектов, которые работают на благо всей нашей Цивилизации. Сколько людей не пошло бы в инженеры и науку, если бы в детстве у них не было бы этого конструктора?

                                                  Но, судя по картинкам, механика в последних моделях проще, чем раньше. Да, очень хорошо, что там тесная интеграция с компьютером, но механической частью жертвовать нельзя.
                                                  • 0

                                                    Согласен. В 60-70 механика была более "ламповой". С другой стороны сейчас у FT в каталоге есть несколько хардкорных механических наборов. На мой взгляд, самые интересные:


                                                    536622 PROFI Mechanic+Static2


                                                    516184 PROFI Cars & Drives


                                                    520398 ADVANCED Power Machines

                                                  • 0
                                                    Запасся колой и попкорном подписался на комменты.

                                                    Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                    Самое читаемое