BBC micro:bit v1.5

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 позволяют создавать гаджеты без использования дополнительных модулей.

Визуальная среда программирования Microsoft MakeCode учит работать с платой micro:bit в игровой форме. Программа собирается из отдельных блоков кода за десять–пятнадцать минут.

Для комфортного старта обратите внимание на официальное руководство пользователя BBC micro:bit — оно поможет разобраться с азами работы платформы и быстрее приступить к созданию и программированию своих устройств.

Что на борту

Сердцем платы является однокристальная система Nordic nRF51822. Она обрабатывает пользовательские программы на микропроцессоре с архитектурой ARM Cortex-M0 и обеспечивает беспроводную связь Bluetooth. Вспомогательная микросхема NXP Freedom KL26Z отвечает за поддержку USB для обмена данными и прошивки устройства. Подключите плату к компьютеру, и она появится в «Проводнике» как обычная флешка.

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

• Датчик движения объединяет в себе акселерометр и компас, которые в ранних ревизиях платы стояли раздельно. Акселерометр показывает положение платы в пространстве, работает шагомером и реагирует на встряхивание, а компас (магнитометр) можно использовать в роли датчика Холла или детектора металла и скрытой проводки.
• Термометр определяет температуру окружающей среды — он встроен прямо в контроллер.

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: Reset используется для перезагрузки платы, а назначение программируемых кнопок A и B задаётся пользователем.

Как начать программировать

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

Для первых уроков предлагается визуальная среда программирования MakeCode, похожая на Scratch или mBlock. 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 для многопользовательских игр на micro:bit.

Что дальше

Следующий шаг — переход от визуального программирования к текстовому. Переключите редактор в режим “Code” — блоки 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 мобильные приложения на Android и iOS. Плата соединяется со смартфонами и планшетами по Bluetooth 4.1.

Плата способна обмениваться данными с приложениями — на их основе собираются дистанционные пульты управления роботами, удалённые датчики для метеостанций или элементы сигнализаций.

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

Модуль Bluetooth также применяется для подключения нескольких плат между собой — например, для многопользовательских игр. В таком случае применяется протокол Nordic Gazell, который позволяет обмениваться данными со скоростью до 210 кбит/с.

Как подключить дополнительные модули

На плате BBC micro:bit предусмотрено три варианта соединения.

• Площадки под «крокодилы» позволяют подключить три сигнальных пина и контакты для питания модулей с помощью зажимов типа «крокодил».
• Отверстия Banana Plug предназначены для штекеров типа «банан» диаметром 4 мм и объединены с контактными площадками под «крокодилы».
• Краевой разъём содержит всё те же 5 площадок под «крокодилы» и оставшиеся 20 пинов в виде узких контактных площадок с шагом 1,37 мм. Их прямое подключение затруднено, но этот вопрос решается переходниками наподобие micro:bit Breakout, которые совместимы с макетными платами.

К плате micro:bit можно подключить дополнительные модули с рабочим напряжением 3,3 В. Обратите внимание, что периферия с логическим напряжением 5 В не поддерживается — она может повредить устройство!

Питание

Плата BBC micro:bit стационарно питается через разъём micro-USB при подключении к компьютеру, ноутбуку или сетевому USB-адаптеру.

Гнездо JST PH-2 в углу платы предназначено для вншенего питания напряжением 3 В. К нему с помощью кабеля со штекером JST PH-2 можно подключить батарейный отсек, чтобы превратить micro:bit в мобильное устройство с автономным питанием от двух 1,5-вольтовых батареек AA/AAA.

Комплектация

• 1× Плата BBC micro:bit v1.5

Характеристики

• Микроконтроллер: Nordic nRF51822
  • Архитектура процессора: ARM Cortex-M0 (32 бита)
  • Тактовая 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
• Порты ввода-вывода общего назначения: 19
• Максимальный выходной ток с пина ввода-вывода: 5 мА
• Порты с поддержкой ШИМ: 19
• Порты c АЦП: 6
• Разрядность АЦП: 10 бит
• Интерфейсы: I²C и SPI
• Беспроводная связь: Bluetooth 4.1 (BLE), Nordic Gazell
• Порт для питания и прошивки: micro-USB
• Порт для автономного питания: JST PH 2.0
• Габариты: 52×42×12 мм

Ресурсы

Обзор BBC micro:bit:

• Знакомство с обучающей платой micro:bit
• Инструкция, примеры использования и документация
• Установка Espruino на micro:bit

• Подборка проектов на hackster.io
• Редактор кода JavaScript
• Редактор кода MicroPython