Bbc microbit это что
BBC micro:bit v1.5: техническая документация
BBC micro:bit v1.5 — компактная плата для обучения детей и взрослых основам программирования. Платформа из коробки поддерживает среду разработки Microsoft MakeCode, которая со старта научит работать с платой в игровой форме. Программа собирается из визуальных блоков кода за десять–пятнадцать минут, а продвинутые ученики смогут переключить визуализацию на «взрослый» текстовый код JavaScript и Python.
Главная особенность платформы BBC micro:bit — на борту уже присутствует всё для быстрого и комфортного старта: микроконтроллер Nordic nRF51822, беспроводной модуль Bluetooth, матричный дисплей из 25 светодиодов, пару кнопок, сенсоры освещённости и температуры, акселерометр и магнитометр.
Весь этот сет позволяет начать обучения с платой из коробки, без покупки дополнительных модулей.
Начинающим пользователям рекомендуем официальное руководство BBC micro:bit на русском языке.
Видеообзор
Подключение и настройка
Прямо из коробки платформа поддерживает два среды программирования:
Но эта далеко не все возможности micro:bit, плата так же поддерживает:
Элементы платы
Микроконтроллер Nordic nRF51822
Сердце платы BBC micro:bit — чип Nordic nRF51822, который выполнен по технологии SoC (англ. System-on-a-Chip — система на кристалле). Кристалл включает в себя микроконтроллер на архитектуре ARM Cortex-M0 с тактовой частотой 16 МГц, беспроводной модуль Bluetooth 4.1 с поддержкой BLE, а также блоки памяти Flash на 256 КБ и RAM на 16 КБ.
В микроконтроллер также встроен датчик температуры, который подскажет уровень температуры за бортом.
Микроконтроллер KL26P64M48SF5
Интерфейсный микроконтроллер KL26P64M48SF5 используется для прошивки и общения платы по USB-соединению. При подключении к ПК платформа micro:bit определяется как жёсткий диск. Интерфейсный сопроцессор также служит для отладки кода во время работы программы.
Так же в чип KL26P64M48SF5 встроен понижающий регулятор напряжение с выходным током до 120 мА, который используется при питании платы от разъёма micro-USB.
Светодиодная матрица
Дисплей выполнен в виде светодиодной матрицы 5×5. Программное обеспечение платы многократно обновляет светодиодную матрицу с высокой скоростью, которую не успевает фиксировать человеческий глаз.
Светодиодная матрица также используется для восприятия окружающего света путем многократного переключения некоторых выводов светодиодов на входы, где измерения времени спада напряжения примерно пропорционально уровню окружающего освещения.
Физически светодиоды выполнены матрицей 5×5, но электрически подключены к микроконтроллеру nRF51822 матрицей 3×9.
Светодиодная индикация
На плате расположен светодиод для индикации питания платформы и активности USB.
Кнопки управления
Две пользовательских кнопки A и B пригодятся для создания и теста простых программ без подключения дополнительных тактильных сенсоров. Программное обеспечение позволяет фиксировать короткие клики или долгое нажатие. При отпущенном состоянии каждая кнопка возвращает логическую единицу, а при клике или зажатии — логический ноль. Контакты каждой кнопки также продублированы на краевом разъёме BBC micro:bit, более подробно о подключении читайте в разделе распиновка.
Кнопка сброса RESET предназначена для ручного сброса прошивки — аналог кнопки RESET обычного компьютера.
IMU-сенсор LSM303AGR
IMU-сенсор на 6 степеней свободы включает в себя акселерометр и магнитометр. Сборка выполнена на чипе LSM303AGR по технологии (англ. System-in-Package — система в корпусе), где акселерометр и магнитометр лежат методом бутерброда в пластиковом корпусе.
Акселерометр показывает положение платы в пространстве, работает шагомером и реагирует на встряхивание. А магнитометр можно использовать в роли датчика Холла, детектора металла и поиска скрытой проводки. Сборка подключена к базовому процессору по I²C интерфейсу с адресами 0x19 для акселерометра и 0x1E для магнитометра.
Порт micro-USB
Разъём micro-USB предназначен для прошивки и питания платформы BBC micro:bit. Для подключения к ПК понадобится кабель USB (A — Micro USB).
Разъём питания JST PH-2 Male
Разъём служит для подключения внешнего источника напряжения с ответным коннектором JST PH-2 Female к плате BBC mirco:bit. Воспользуйтесь одним из вариантов:
Распиновка
Пины питания
Порты ввода/вывода
Внимание! В отличие от большинства плат Arduino, родным напряжением BBC micro:bit является 3,3 В, а не 5 В. Максимальное напряжение, которое могут выдержать вход/выходы составляет 3,3 В. Подав напряжение, например 5 В, можно вывести платформу из строя.
BBC Micro:bit — детский обучающий микрокомпьютер, первое знакомство
Привет geektimes. О компьютерах BBC Micro я впервые прочитал здесь же, на geektimes. Еще в 80х британская компания BBC запустила обучающий проект, целью которого было повышение уровня компьютерной грамотности. Подробнее можно прочитать в статье компании Plarium «BBC Micro — компьютер, который обыграл ZX Spectrum», но мы вернемся к делам сегодняшним. Долго ли, коротко ли, BBC решила повторить проект уже на современной элементной базе, и выпустила микрокомпьютер BBC Micro:bit.
Как можно видеть, современная модель чуть поменьше своего предшественника.
Про Micro:bit уже писали на geektimes, как про то что плату уже можно купить, так и про то, что британским школьникам ее даже раздают бесплатно. Однако здесь на сайте похоже мало кто на ней программировал, пора восполнить этот пробел.
Как это работает, подробности под катом.
Зачем это надо
Может возникнуть резонный вопрос «а зачем это надо», учитывая разнообразие разных устройств, от Arduino до ESP32 или Raspberry Pi. Тут ответ простой.
1) Для школьников (британских) это бесплатно, а дареному коню, как известно… У платы конечно есть недостатки — светодиодов в матрице маловато (да и не цветные), хотелось бы еще пару силовых транзисторов для управления нагрузками, но опять же, смотрим п1. Для всех остальных, кстати, цена вопроса порядка 20Евро на amazon или ebay.
3) Плата ориентирована на детей от 7 лет — та же Arduino была бы сложновата, т.к. без внешних устройств она бесполезна, а здесь то что надо, встроенных возможностей более чем достаточно. А для кружков и желающих сделать что-то посложнее, есть платы расширения, о которых будет рассказано ниже.
4) Встроенных функций платы — bluetooth, компас, акселерометр, serial-port, возможность работы с I2C/SPI/звуком/аналоговыми входами, вполне достаточно чтобы покрыть 99% потребностей урока информатики, не говоря уже о таких «модных» направлениях как «умный дом» или носимые устройства (плата может соединяться со смартфоном, измерять температуру и освещенность, считывать данные с внешних устройств и пр). Простор для творчества тут явно есть.
В общем, проект весьма интересный, и можно искренне порадоваться что в Британии для своих детей такое делают. Плату кстати, можно программировать с помощью визуально-блочного языка программирования, на javascript или с помощью Python (чисто для справки, в российских школах до сих пор учат на Turbo Pascal, но не будем о политике грустном). При желании в Micro:bit можно собрать и залить mbed os и писать на С++, но это уже вряд ли для школьников.
Железо
Внешний вид платы хорошо виден на блок-схеме:
«На борту» есть ARM Cortex-M0 процессор, 256Кб Flash ROM, 16Kб RAM, 16МГц тактовая частота. Также есть поддержка BTLE, 2.4ГГц-трансмиттер для одноранговой связи (101 канал), акселерометр, компас, термометр, и линейка пинов GPIO, среди которых довольно много всего:
Также есть 2 кнопки для ввода (еще для ввода доступен жест «встряхивание»), светодиодная матрица 5×5, и 4 «крупных» пина, рассчитанных на то, чтобы ребенок прикрутил проводами или «крокодилами» что-нибудь несложное, например датчик влажности для цветка или переменный резистор.
Гребенка пинов сделана плоской, так что ее можно вставить в плату расширения (цена вопроса 10-15 Евро):
Есть разные платы расширения, например плата управления моторами, что позволяет сделать такого робота:
Однако, в комплекте с платой идет только батарейный отсек, все прочие модули докупаются отдельно. Впрочем, и в стандартной комплектации плата может весьма немало.
Первое что удивило, никакого софта на компьютер ставить не нужно вообще. При подключении платы по MicroUSB она просто видна как съемный диск. Дальше достаточно зайти на http://microbit.org/code/ и выбрать на чем хотим писать — Javascript или Python.
Редактор Javascript в «блочном» режиме открывается прямо в браузере и выглядит вот так:
Здесь я написал небольшую программу, которая просто увеличивает счетчик по нажатию кнопки, а по нажатию 2х кнопок сбрасывает его в 0.
В общем-то, ребенок может и не знать, что такое Javasdcript, но при желании можно переключиться в god mode «полноценный» редактор:
Далее достаточно нажать «Download», будет скомпилирован hex-файл, который достаточно просто сохранить на «диске» microbit — программа будет загружена во флеш-память и запущена. Даже если нет платы, прямо в браузере есть полноценный симулятор, в котором можно протестировать все функции программы.
В качестве готовых «блоков» школьнику доступны множество различных функций: от простого ввода-вывода до воспроизведения звука или управления серво-машинкой. Я объединил часть блоков на одном скриншоте, и это далеко не все:
Если говорить о Python, то редактор весьма прост, и конечно, не дотягивает до PyCharm, но простой код написать вполне можно:
Увы, ни проверки ошибок, ни хорошей подсветки синтаксиса, тут нет. Редактор даже примитивнее чем Arduino IDE (или я толком не разобрался). Если в коде ошибка, редактор ее нигде не покажет, скрипт загрузится «как есть», какой-либо консоли для отладки тоже нет (хотя надо проверить, не поддерживается ли при отладке serial port). И наконец, симулятора тоже нет. Такое ощущение что редактор сделали «до кучи», основным для разработки видимо считается блочный редактор (а может еще и доделают, плата только стала поступать в школы). Впрочем, сам язык с дополнительными библиотеками вполне функционален, API можно посмотреть на microbit-micropython.readthedocs.io/en/latest.
Интересно заметить, что в комплекте с платой идет батарейный блок, а создавать и загружать программы можно и с планшета под iOS или Android. Теоретически Micro:bit можно использовать вообще не имея компьютера и даже электрической розетки. Вероятно это было сделано в расчете на развивающиеся страны, например в Индии число бедных семей имеющих смартфон или планшет вместо ПК достаточно велико.
Заключение
Можно считать, что идея BBC весьма неплоха. Можно лишь порадоваться что в Великобритании пытаются делать для детей что-то новое и современное.
Примеры разных обучающих проектов для Micro:bit можно посмотреть здесь.
С точки зрения программирования «для взрослых», плата конечно, несколько скучновата. Набор портов ввода-вывода достаточен, но редактор весьма прост, да и без переходника использовать пины не очень удобно. Но надо понимать, что целевая аудитория платы это дети от 7 лет, да и сделать что-то интересное именно для такой аудитории — вполне интересный challenge.
Есть мысль сделать ряд видео-уроков с простыми программами для школьников, но есть сомнения, надо ли это в рунете кому-нибудь (в англоязычном youtube таких видеотуториалов и так довольно много).
Как бонус тем кто дочитал до сюда, для желающих посмотреть плату «вживую», я выложил небольшое видео. Вторая часть видео показывает пример программы на визуальном языке и на языке Python, третья часть рассказывает про использование акселерометра.
Знакомство: BBC micro:bit и mbed OS 5
Как отмечалось на geektimes, микрокомпьютер BBC micro:bit ещё этой весной начали рассылать британским школьникам, а пару месяцев назад он поступил в свободную продажу по цене от £13 за штуку.
Предположим, micro:bit приобретён; что с ним делать дальше? Я решил сделать из него часы, потому что мои наручные как раз сломались.
Инструкция по использованию micro:bit со старой версией mbed OS есть на сайте Ланкастерского университета; но ARM две недели назад выпустила новую версию mbed OS 5, и с этой новой версией библиотека поддержки microbit-dal «из коробки» не работает.
Насколько я понимаю, даже в самом ARM никто ещё не пытался использовать mbed OS 5 на micro:bit; мне хотелось стать первым.
Для начала работы нужно установить среду разработки mbed CLI. Она написана на Python (для работы требуется версия 2.7.6+), и распространяется посредством PyPI:
Либо, если мы работаем на машине без прав root, и даже без pip :
Теперь создаём для нашего проекта рабочее окружение:
Если команда mbed new выполняется из-под root и/или внутри venv, то она сама доустановит в систему необходимые модули Python. В противном случае, она попросит выполнить
Следующий шаг — добавим в наше рабочее окружение библиотеки поддержки micro:bit:
Кроме этого, с ланкастерской библиотекой есть ещё несколько проблем:
Последняя проблема решается настройками компиляции: чтобы кучи хватило для работы microbit-dal, системный стек должен быть размером 512 байт или меньше. (Обработчикам прерываний, которые им пользуются, хватает и половины этого.)
Теперь самое интересное — собственно реализация часов. В ней всего два нетривиальных момента:
Когда этот код сохранён (скажем, в файл mb_clock.cpp ), весь проект можно скомпилировать, и загрузить на устройство:
При желании, для получившихся часов можно смастерить защитный корпус из баночки из-под витаминов и термоклея:
BBC micro:bit
Get creative, get connected, get coding!
The pocket-sized computer transforming the world
Get started
Begin your micro:bit journey
Guides and videos to take you from first use to confident coder, creating your own micro:bit magic.
Climate action guides for teachers
Winners announced in 2021 do your :bit challenge
Easily manage and review students’ code across lessons
micro:bit classroom is free and no registration or logins are required
Climate action guides for teachers
Winners announced in 2021 do your :bit challenge
Easily manage and review students’ code across lessons
micro:bit classroom is free and no registration or logins are required
Climate action guides for teachers
Winners announced in 2021 do your :bit challenge
Easily manage and review students’ code across lessons
micro:bit classroom is free and no registration or logins are required
Climate action guides for teachers
Winners announced in 2021 do your :bit challenge
Easily manage and review students’ code across lessons
micro:bit classroom is free and no registration or logins are required
Climate action guides for teachers
Winners announced in 2021 do your :bit challenge
Easily manage and review students’ code across lessons
micro:bit classroom is free and no registration or logins are required
Climate action guides for teachers
Winners announced in 2021 do your :bit challenge
Easily manage and review students’ code across lessons
micro:bit classroom is free and no registration or logins are required
Climate action guides for teachers
Winners announced in 2021 do your :bit challenge
Easily manage and review students’ code across lessons
micro:bit classroom is free and no registration or logins are required
Learn to code
From beginner to confident user and beyond
We help you pick the programming tool that’s right for you, from block coding to text-based programming with Python.
micro:bit classroom for teachers
Making coding lessons more productive
Manage whole class coding lessons in minutes. Distribute code to your class, save and resume students’ work, all without the need to register an account.
Lesson resources for teachers
Planning and teaching with the micro:bit
Primary ages 7-11
Complete, editable computing units of work and resources with cross-curricular links for art, science, geography and more, curriculum-linked to England KS2 and Code.org elementary CS Fundamentals.
Secondary ages 11-14
Units of work with downloadable, editable resources covering computing fundamentals through to cyber security, cryptography and creative design projects, curriculum-linked to England KS3.
BBC Micro:bit — детский обучающий микрокомпьютер: возможности ввода/вывода
Привет geektimes. В первой части кратко рассказывалось о детском обучающем микрокомпьютере BBC Micro:bit.
Как говорилось ранее, платы BBC Micro:bit предоставляются всем британским школьникам бесплатно, они также используются на уроках информатики. Очевидно, что многие задачи и алгоритмы куда интереснее попробовать «вживую», да и теория гораздо лучше усваивается когда подкрепляется практикой. Поэтому интересно посмотреть, какие возможности предоставляет BBC Micro:bit, и что на ней можно делать.
Начнем с возможностей ввода/вывода.
Напомню, что для использования платы никакого софта ставить не нужно, все делается онлайн (для параноиков — оффлайн-редактор тоже существует). Через обычный браузер доступны как редактор, так и вполне полноценный симулятор (в нем кстати, удобно тестировать программу, даже не имея платы в наличии). BBC Micro:bit может программироваться в визуальном редакторе, с помощью Javascript или на языке Python (пользуясь случаем, передаю привет министерству образования и преподавателям информатики, до сих пор пользующихся Турбо Паскалем).
Ввод-вывод
Напомним, как выглядит плата, с точки зрения «железа».
На плате есть 2 кнопки, акселерометр, компас и линейка пинов. Для вывода используется LED-экран в виде матрицы 5х5 светодиодов. Не очень много, тем не менее разработчикам удалось обеспечить вполне разнообразные способы ввода и вывода данных.
Можно использовать все способы одновременно:
Как можно видеть, для вывода пользователю доступны такие функции, как:
— вывод строки
— вывод числа
— вывод графических иконок (также есть возможность индивидуальной активации/деактивации светодиодов, что может использоваться для создания мини-игр, например «змейки»).
Возможности ввода также весьма разнообразны для платы такого размера:
— аппаратные кнопки А или В, также их одновременное нажатие
— весьма необычный режим касания пальцем одного из пинов 1, 2 или 3, вторая рука должна касаться пина GND
— функции, использующие акселерометр: встряхивание, поворот платы экраном вверх или вниз, и даже «свободное падение».
Помимо этого, можно использовать компас или детектор освещенности.
Компас
Программно можно получить значения компаса, затем использовать их в коде, например так:
Увы, в отличие от симулятора, на реальной плате точность компаса оказалась не столь высокой, впрочем возможно я как-то неправильно делал его калибровку. В реале компас показывал что угодно, кроме направления на север.
Акселерометр
Пользователю доступны все 3 оси акселерометра. Для примера можно привести простую программу, позволяющую наклонами платы двигать точку на экране:
(Для совсем «чайников» на youtube я выкладывал подробный разбор этого примера)
Датчик температуры
Имеется возможность программного получения значения температуры.
Serial port
И наконец, для любителей Arduino, есть возможность выводить данные в Serial port. Это значительно расширяет возможности устройства, позволяя например, подключить Micro:bit к компьютеру или Raspberry Pi и сохранять в лог полученные данные. Также бывает удобно выводить в порт данные для отладки.
Для использования последовательного порта, вначале необходимо установить драйвер с сайта developer.mbed.org, далее прием данных осуществляется как обычно, любой программой.
Вот такая программа выводит данные с акселерометра в Serial-port:
Данные можно на компьютере сохранить как csv, потом вывести в виде графика:
Датчик освещенности
И наконец, датчик освещенности, его значения также легко вывести в serial port:
Заключение
В целом можно отметить, что для своей цены в 15 фунтов (а это 4 поездки на метро в Лондоне), плата получилась весьма неплохой. Она предназначена для детей в возрасте от 11 лет, и позволяет на практике изучать основы информатики и алгоритмов, что конечно, гораздо интереснее абстрактных теоретических задач. Также есть возможность изучения взаимодействия компьютера с датчиками и «внешним миром», не углубляясь при этом в тонкости схемотехники: набор предустановленных в плате датчиков, как можно видеть, для такой цены весьма неплох.
Здесь были рассмотрены не все возможности Micro:bit. Например, плата еще может управлять сервомашинкой, или выводить звук на один из пинов. Micro:bit имеет также радио-модуль, что позволяет делать даже многопользовательские игры и программы. Для желающих использовать дополнительные устройства, в продаже стали появляться дополнительные наборы, например «Grove Inventor Kit».
Конечно, плата неидеальна, например не хватает слота для SD-карт или полноценного эмулятора при использовании Python. Но даже в таком виде как сейчас, BBC Micro:bit вполне может сделать уроки информатики гораздо более интерактивными и интересными. По крайней мере, для британских школьников.
Как подсказали в комментариях, в Германии тоже тестируется аналогичный проект, с использованием платы собственной разработки Calliope mini. Эксперимент проводится в федеральной земле Saarland, школьники знакомятся с микрокомпьютером с третьего класса.