Boffin I

Před několika lety se na našem trhu objevily stavebnice z první řady:

Boffin I 100 (100 projektů, 30 součástek)

Boffin I 300 (300 projektů, 60 součástek)

 Boffin I 500 (500 projektů, 75 součástek)

Boffin I 750 (750 projektů, 80 součástek)

Číslo u stavebnice znamená počet experimentů (které výrobce označuje jako projekty) které daná stavebnice umožňuje.

Stavebnice Boffin tvoří ucelený systém. Čím vyšší číslo, tím víc experimentů je se stavebnicí možné vyzkoušet. Stavebnice s vyšším číslem tak má v sobě všechny experimenty z řad s nižším číslem plus další. Boffin 750 například obsahuje vedle všech potřebných konstrukčních a elektronických prvků potřebných pro dané experimenty (ty podrobně popíšeme později) i návody k experimentům Projekty 1–101, 102–305, 306–511 a 512–682.

Výrobce nabízí i „rozšiřující sady“. Takže pokud máte doma například Boffin 500, můžete si k ní pořídit rozšiřující sadu, která počet dílů, a tím i počet experimentů, doplní – jako byste si pořídili Boffin 750. To je skvělá myšlenka – můžete “na zkoušku” pořídit některou z nižších řad, a pokud stavebnice potomka nadchne, jednoduše ji doplníte na vyšší model. Tím se samozřejmě zvýší i počet možných experimentů.

Pojďme se nejdřív podívat, co vlastně stavebnice Boffin jsou. Z hlediska klasifikace elektrotechnických a elektronických stavebnic se dají charakterizovat jako:

• stavebnice vhodné pro domácí i pro školní použití,

• jsou vhodné pro začátečníky a mírně pokročilé,

• jde o profesionální produkt (nesestrojil ji nikdo „na koleně“),

• z hlediska typu spojů jde o stavebnici s rozebíratelnými spoji, tj. nic se nespojuje natrvalo, například pájením nebo lepením. Všechno lze opakovaně sestavit a rozebrat,

• podle způsobu umístění součástek se jedná o stavebnici s obvodovými prvky umístěnými na destičkách, popř. uvnitř funkčních jednotek,

• pro pedagogy zvažující aplikaci ve výuce obecně technického vyučovacího předmětu na základní škole se jedná o stavebnici žákovskou, která podporuje samostatnou práci žáků, ale i práci žáků ve dvojicích.

Určitě by se dala najít velká spousta dalších charakteristik, pro základní představu ale budou uvedené argumenty asi stačit. Podíváme se teď na jeden typ stavebnice, konkrétně Boffin I 500.

Poznámka: Zájemci o problematiku si můžou manuály k jednotlivým stavebnicím řady Boffin I a k některým stavebnicím řady Boffin II stáhnout v PDF na: https://www.navod-k-obsluze.cz/boffin-1126-znacka

Boffin I 500

Základní charakteristika:

• uložení v kartonové krabici, rozměry: 385 mm × 500 mm × 52 mm)

• pro děti ve věku: 8 +

• počet experimentů (projektů): 500

• obvodových prvků: 41 kusů

• spojovacích prvků: 30 kusů

• dalších prvků: 1 kus (vrtulka k motorku)

• napájení: 2 kusy bateriových boxů, každý pro 2 tužkové (AA, HR6, Mignon) baterie 1,5 V

• blistr pro uložení

• uživatelská příručka: 3 kusy

Obvodové prvky zahrnují:

diskrétní součástky:

• kondenzátory: keramické: 2 kusy (20 nF, 100 nF), elektrolytické: 3 kusy (10 μF, 100 μF a 470 μF),

• rezistory (miniaturní, cca 0,6 W): 5 kusů (100 Ω, 1 k Ω, 5,1 kΩ, 10 kΩ a 100 kΩ),

• LED diody: 2 kusy, rudá a zelená, 5 mm

• žárovky: 2 kusy, (3 V/200 mA, 6 V/300 mA),

• kondenzátorový mikrofon,

• fotorezistor (1 kΩ),

• piezoelektrický měnič (pasivní),

• reproduktor (8 Ω, 0,5 W),

• stejnosměrný elektromotor (cca 6 V),

• ladicí kondenzátor,

• cívka s feritovým jádrem,

• tranzistor NPN,

• tranzistor PNP,

• posuvný tahový potenciometr (50 kΩ),

• usměrňovací dioda (1N4001),

• spínač posuvný,

• spínač – tlačítko,

• tyristor,

• ručkový indikátor ve funkci ampérmetru s přepínačem rozsahů (10 mA, 1 A),

• relé (přepínací),

• sedmisegmentový LED zobrazovač (červený),

elektronické moduly:

• modul U1 – zvukový modul hudba,

• modul U2 – zvukový modul poplach,

• modul U3 – zvukový modul hvězdné války,

• modul U4 – modul nízkofrekvenčního zesilovače,

• modul U5 – modul vysokofrekvenčního zesilovače,

• modul U6 – modul pro záznam zvuku,

• modul FM – modul vysokofrekvenční části radiopřijímače FM,

• modul Transformátor.

propojovací vodiče:

• vodiče délky 1 (6 kusů),

• vodiče délky 2 (12 kusů),

• vodiče délky 3 (4 kusy),

• vodiče délky 4 (2 kusy),

• vodiče délky 5 (2 kusy),

• vodič délky 6 (1 kus),

• vodič délky 7 (1 kus).

Moduly

Moduly jsou určené pro běžného uživatele „černá krabička (black box)“, což znamená, že pro dobré pochopení funkce sestavovaného obvodu je potřeba znát funkci samotného modulu. Z didaktického hlediska je nevýhodou, že uživatel nevidí, co je uvnitř modulu.

Zvídavý uživatel ovšem zalistuje v manuálech a tam si funkce jednotlivých připojovacích bodů (pinů) každého modulu najde. To znamená, že k podstatě činnosti sestavovaných obvodů se dá dospět, např.:

Na druhé straně ale, pokud by měly být obvody se stejnou funkcí čistě jen s použitím diskrétních součástek, vyžadovalo by to větší zapojovací plochu (základní desku), víc vodičů, složitější zapojení (a některé obvody by nejspíš nebyly realizovatelné vůbec). 

Propojování obvodových prvků

Propojování obvodových prvků při sestavování obvodu je založené na použití prvků, které známe z textilní galanterie jako tzv. patentky. Když jsem stavebnici viděl poprvé, byl jsem k její trvanlivosti a k možnostem jejího nasazení v podmínkách školní výuky skeptický. Dnes se tvůrcům stavebnice za svůj první soud omlouvám. Omlouvá mě snad to, že jsem si svůj dojem tenkrát nechal pro sebe. A po osobních zkušenostech jsem uvedený set pořídil i svým dětem. Může výrobek dostat víc důvěry?

Plastový nosník příslušné délky je ve spodní části vybavený propojovacím vodivým páskem, na který jsou roznýtováním připojené protikusy tvořící patentek (nebo patentku?). Spojení je spolehlivé a není náročné z hlediska potřeby vyvinout při sestavování a rozebírání obvodu odpovídající sílu. Snadno to zvládne opravdu i dítě.

Práce dle návodu

Na začátku dokumentace je stručná charakteristika jednotlivých obvodových prvků. Nechybí ani bezpečnostní upozornění věnované předcházení zkratu v sestavovaném obvodu.

Součástí dokumentace je samozřejmě seznam všech obsažených projektů.

Úspěšná práce se stavebnicí předpokládá důslednou a pečlivou práci podle návodu. Veškeré obvodové prvky jsou viditelně a dobře popsané a ve schématech řádně vyznačené. Pokud si dá malý stavitel pozor na správnou polaritu zdroje a obvodových prvků (elektrolytické kondenzátory, polovodičové prvky, moduly) jednotlivá zapojení pracují vesměs napoprvé.

Z našich zkušeností vyplývá, že pro napájení obvodů ve většině případů použitelné i tužkové NiMH baterie (AA, popř. HR6), jejichž napětí je o cca 0,3 V menší než u primárních článků ZnC. Až v případech, kdy bylo napětí nízké např. pro spolehlivé roztočení motorku, jsme hledali předepsané články s napětím 1,5 V.

Na obrázku vidíme, jak vypadá praktická realizace projektu č. 13:

Pokud se v obvodu kříží vodiče, děje se v zapojení v podobě „mimoúrovňového křížení“. K vyvýšení vodivých cest slouží vodivé prvky označované jako „vodič délky 1“. Jejich použití i kombinace délek použitých propojovacích vodičů je v dokumentaci ke stavbě obvodu vždy dobře vyznačená.

Osobní zkušenost: jeden z mých synů na začátku první třídy, když mu bylo sedm a tři čtvrtě, s mou pomocí podle příručky postavil několik prvních obvodů, aby se naučil rozlišovat obvodové prvky a systém zapojování. Přestože ještě zápasil se čtením, dál už pokračoval se stavbou obvodů podle návodu samostatně, bez problémů. Pro pochopení principu činnosti obvodu je samozřejmě potřeba návody číst, což náš prvňák zatím pilně trénuje.

Podle mých zkušeností je stavebnice Boffin použitelná i ve výuce na druhém stupni ZŠ nebo v zájmových kroužcích. Samozřejmě, že není nezničitelná, ale ukazuje se jako poměrně kvalitní produkt. V době, kdy tenhle článek píšu, se dá stavebnice koupit od 1 300 Kč, což je celkem příznivý poměr cena/výkon.