1) Lego Mindstorm
Все железки готовые, это именно конструктор с элементами, которыми можно программно управлять с помощью небольшого специализированного компьютера. Но язык программирования - сверхупрощеннывй и не имеет какой-то связи с "взрослыми" языками программирования.
Но достаточно доступен пониманию даже достаточно маленьких детей.

2) Labview ШКОЛЬНАЯ версия (стоит кажется порядка 150 баксов)+ модуль USB6008 (тоже порядка такого же цена).
В этом модуле имеется 8 аналоговых входов (мультиплексируемых) 12-разрядного АЦП, частота оцифровки до 10 кГц, 2 выхода 12 разрядного ЦАП, частота выдачи до 150 Гц, 12 дискретных линий ввода/вывода, 1 таймер/счетчик.
Labview - вполне серьезная среда программирования (к примеру в ней написан известный пакет Multisim). Т.е. есть еще польза - освоение пусть на простейшем уровне, но "взрослого" программирования.
Это для детей постарше или кому могут помочь взрослые сделать дополнительные части (скажем, подключить светодиод к цифровому выходу блока и выход делителя напряжения на переменном резисторе к аналоговому входу).

2) Купить отладочную плату на каком-либо из микроконтроллеров, поставить среду разработки для него программ и вперед :)
Таких плат очень много разных вариантов - и просто со светодиодами и кнопками, и со связью с ПК, и с радиоканалом, акселерометрами и т.д.
Надо выбрать ту которая интересная и осваивать.

Это для школьников старших классов, студентов