BBC micro:bit

Micro:bit — это компактный самодостаточный микрокомпьютер для обучения программированию на JavaScript и microPython. Плата разработана компанией BBC для проведения уроков в младших классах.

Плата интерактивна и проста в освоении — знакомство с micro:bit можно начинать с семи лет. Яркие светодиоды, программируемые кнопки и встроенный набор датчиков позволяет создавать гаджеты без использования дополнительных модулей.

Визуальная среда программирования Make Code компании Microsoft в игровой форме учит работать с платой. Программа собирается из отдельных блоков кода за десять–пятнадцать минут.

Что на борту

На плате предусмотрено сразу два микропроцессора ARM Cortex. Основной процессор обрабатывает пользовательские программы и обеспечивает работу Bluetooth модуля. Второй — отвечает за поддержку USB. Подключите плату к компьютеру и она появится в Проводнике как обычная флешка.

Чтобы не возится с подключением внешних модулей, а сразу приступить к созданию гаджетов, инженеры BBC встроили в плату набор сенсоров.

Акселерометр показывает положение платы в пространстве, работает шагомером и реагирует на встряхивание. Магнитометр используется как компас, детектор металла и скрытой проводки или выступает в роли датчика Холла. Температура в помещении определяется встроенным в процессор термометром.

На обратной стороне платы собрана матрица из 25 красных светодиодов. На неё выводятся буквы, бегущие строки или простая пиксельная анимация. Девять из них используются в качестве сенсора уровня освещённости.

Для управления платой предусмотрены три кнопки. Одна используется для перезагрузки платы, две другие — программируемые, их назначение зависит от созданной программы.

Как начать программировать

Из коробки плата программируется с помощью облачной среды разработки на сайте microbit.org.

Для первых уроков предлагается визуальная среда программирования Make Code, схожая со Scratch. Комбинируя блоки команд, переменных и логических функций, ребёнок создаcт интерактивные проекты — фитнес-трекер, электронные часы с компасом, текстовую напоминалку, таймер обратного отсчёта и несколько электронных игр.

Отладка программ удобна и наглядна — в редакторе предусмотрен полноценный эмулятор устройства. В реальном времени на нём имитируется состояние светодиодной матрицы. Виртуальное устройство реагирует на нажатие программируемых кнопок и изменение значений сенсоров.

После тестирования программа компилируется в шестнадцатеричный .hex файл. Один файл можно скопировать на несколько плат — это пригодится в многопользовательских играх для micro:bit.

Что дальше

Следующим шаг — переход от визуального программирования к текстовому. Переключите редактор в режим "Code" — блоки уже созданных программ превратятся в код на языке JavaScript. Освоить программирование помогут примеры проектов и подробный справочник языка.

Третий этап посвящён знакомству с популярным языком разработки MicroPython. Для него создан свой текстовый редактор, похожий на полноценные «взрослые» IDE. В редакторе предусмотрены обширная документация и коллекция сниппетов, которые упрощают и ускоряют написание сложных конструкций.

Зачем на плате Bluetooth

Для работы с micro:bit доступны приложения под Android и iOS. Плата соединяется с планшетами и смартфонами по Bluetooth 4.1

Приложения умеют обмениваться данными с платой — на их основе собираются дистанционные пульты управления роботами, удалённые датчики для метеостанций или элементы сигнализаций.

С мобильных телефонов можно препрошивать платы скомпилированными файлами, а на планшетах — даже программировать через web-сайт microbit.org.

Модуль Bluetooth применяется для подключения плат друг к другу — например для многопользовательских игр. В таком случае применяется протокол Nordic Gazell, который позволяет обмениваться данными со скоростью в 2 мегабита в секунду.

Как подключить дополнительные модули

К плате можно подключить дополнительные модули с рабочим напряжением 3,3 В. На плате предусмотрено три варианта соединения.

Площадки под «крокодилы». С их помощью можно подключить три сигнальных пина и контакты для питания модулей.

Гнёзда Banana Plugs. Функционально они аналогичны площадкам под «крокодилы».

Ножевой разъём в нижней части платы. На него выведены остальные двадцать три пина. Шаг контактов разъёма 1,37 мм, поэтому плату неудобно использовать с обычными бредбордами. Для работы с этими пинами предназначены особые шилды под micro:bit.

Характеристики

  • Микроконтроллер: 32-х разрядный ARM Cortex-M0 Nordic nRF51822
  • Частота: 16 МГц
  • Flash-память: 256 КБ
  • RAM-память: 16 КБ
  • Напряжение логических уровней: 3,3 В
  • Входное напряжение питания (Vin): 1,8–3,6 В
  • Портов ввода-вывода общего назначения: 19
  • Максимальный выходной ток с пина ввода-вывода: 5 мА
  • Портов с поддержкой ШИМ: 19
  • Портов c АЦП: 6
  • Разрядность АЦП: 10 бит
  • Шины обмена данными: I²C и SPI
  • Интерфейсы: Bluetooth, microUSB
  • Габариты: 52×42 мм