Spis treści:
Celem artykułu jest przedstawienie wykorzystania samej płytki micro:bit do realizacji różnych projektów w sposób prosty i bezpieczny przez zarówno dziewczyny jak i chłopców. Przekonaj się sam, że programowanie może być bardzo inspirującą zabawą na długie zimowe wieczory!
Micro:bit - z czym to się je?
Micro:bit to urządzenie, które zainteresuje każdego i w każdym wieku, na którym każdy będzie mógł zrealizować swój projekt. Micro:bit to płytka elektroniczna małych rozmiarów, powstała z inicjatywy BBC. Ma zastosowanie w różnych projektach wśród uczniów, nauczycieli i ludzi z różnych branż na całym świecie. Jej powstanie wpisuje się w ideę STEAM czyli Science, Technology, Engineering, Art, Mathematics, co oznacza Naukę, Technologię, Inżynierię, Sztukę oraz Matematykę. Głównym założeniem twórców płytki jest nauka najmłodszych programowania i podstaw elektroniki, dlatego nie posiada ona żadnej obudowy.
BBC micro:bit 2 to niewielki moduł stworzony w celu nauki programowania. Płytka micro:bit wyposażona została w takie podzespoły jak mikrofon oraz głośnik (w celu tworzenia interaktywnych projektów), matrycę LED 5 x 5 umożliwiającą wykrywanie światła, dwa programowalne przyciski, przycisk RESET, przycisk dotykowy (logo), kompas, akcelerometr oraz Bluetooth 5.0. Dodatkowo BBC micro:bit 2 wyposażony został w diodę LED informującą o zasilaniu oraz aktywności mikrofonu. Poszczególne elementy zostały zaznaczone i opisane na płytce PCB (opis na płytce w postaci angielskiej). Płytka posiada również pięć wyprowadzeń na przewody typu “banan”, które pozwalają podłączyć pomocnicze zasilanie oraz inne urządzenia peryferyjne. Można powiedzieć, że moduł micro:bit to kompaktowa płytka wyposażona w mikrokontroler z rdzeniem ARM Cortex-M0. Na rynku dostępne są liczne rozszerzenia dla micro:bit pozwalające na wyprowadzenie sygnałów do modułów rozszerzających lub płytki stykowej.
Specyfikacja micro:bit 2
Układ nRF52833:
Taktowanie: 64 MHz
Pamięć flash: 512 kB
Pamięć RAM: 128 kB
Układ NXP KL27:
Pamięć flash: 256 kB (128 kB zarezerwowane dla przyszłych ulepszeń)
Pamięć RAM: 32 kB
Mikrofon: MEMS (Knowles SPU0410LR5H-QB-7) z diodą LED wskazującą aktywność
Głośnik
Dotykowe logo: przycisk dotykowy
Złącze krawędziowe: 25-pin, 4 GPIO, PWM, I2C, SPI, zewnętrzne zasilanie
5 wyprowadzeń oczkowych
Komunikacja: 2,4 GHz / Bluetooth 5.0
Zasilanie: 5 V – microUSB / 3 V – złącze krawędziowe lub baterie.
Wskaźnik LED zasilania, przycisk off (wciśnij i przytrzymaj)
Wydajność prądowa pinów: 200 mA
Pobór prądu: 300 mA (do 190 mA dla akcesoriów)
Czujnik ruchu: ST LSM303
Wymiary: 50 x 40 mm
Programowanie
Płytka BBC micro:bit 2 przystosowana jest dla najmłodszych użytkowników, dlatego jej programowanie jest łatwe i intuicyjne. Micro:bit może być programowalny w edytorze Micro:bit – Microsoft Make Code (dostępny on jest w wersjach na komputery z systemem Windows 10) lub w aplikacji dostępnej z poziomu każdej przeglądarki internetowej (zaleca się przeglądarkę Chrome). Wystarczy wpisać w przeglądarkę adres https://makecode.microbit.org/ .
Pisanie programów - ale to proste!
Po wybraniu adresu https://makecode.microbit.org/ w przeglądarce wyświetla się ekran startowy. Zawiera on listę projektów stworzonych przez użytkownika micro:bit oraz serię poradników i samouczków stworzonych przez twórców micro:bit. Aby zacząć programować należy utworzyć nowy projekt klikając przycisk z plusem (należy tworzony projekt nazwać dowolną nazwą np. projekt1), następnie uruchomiony zostanie edytor za pomocą którego możemy programować micro:bit. Na ekranie pojawi się obraz na którym możemy wyróżnić symulator działania micro:bita, listę bloczków (instrukcji), miejsce do tworzenia programu oraz możliwość wyboru programowania blokowego oraz JavaScript lub Python.
W miejscu tworzenia programu po uruchomieniu nowego projektu na ekranie widoczne są dwa niebieskie bloczki:
- podczas uruchamiania – wszystkie instrukcje umieszczone wewnątrz tego bloczka zostaną wykonane podczas włączenia płytki – ale tylko raz
- na zawsze – wszystkie instrukcje umieszczone wewnątrz tego bloczka będą wykonywane cały czas w tzw. pętli, aż do momentu wyłączenia zasilania płytki.
W dowolnym momencie użytkownik ma możliwość zmiany języka, w którym edytor jest uruchomiony. Dlatego służy on również nauce języków obcych.
Co po napisaniu programu w edytorze - jak go umieścić w pamięci micro:bit-a ?
Po napisaniu programu w edytorze (edytor uruchomiony w dowolnej przeglądarce) wystarczy podłączyć moduł przez USB i załadować stworzony skrypt.
Podłączone do komputera urządzenie widoczne jest jako pamięć flash. Po poprawnie zainstalowanych sterownikach micro:bit widoczne jest jako przenośna pamięć o pojemności 64 MB.
W celu wgrania programu (umieszczenia go w pamięci micro:bit) na płytkę za każdym razem należy w edytorze wybrać kliknięciem przycisk POBIERZ.
Po kliknięciu przycisku POBIERZ zostanie pobierany plik programu z rozszerzeniem hex. Plik zostanie zapisany w lokalizacji, którą mamy w Windowsie (folder Pobrane lub inny jaki jest ustawiony). Plik ten trzeba na komputerze zlokalizować i zapisać (przerzucić) do pamięci micro:bit (tak jak wgrywa się program na pendriva – można to zrobić poprzez eksplorator Windows lub w inny dowolny, wygodny sposób). Od tego momentu program już powinien działać. Istnieje jeszcze jeden alternatywny sposób umieszczania programu w pamięci micro:bit korzystając z bezpośredniego wgrywania z przeglądarki – skorzystać należy z technologii WEB USB. Przeglądarkę Chrome należy sparować z edytorem w którym programujemy. Jeśli programujemy płytkę micro:bit z poziomu edytora offline to wystarczy jedynie kliknąć przycisk POBIERZ. W edytorze micro:bit instrukcje są pogrupowane w bloki. Płytkę można programować za pomocą bloczków oraz instrukcji JavaScript i Python.
Proste przykładowe projekty z wykorzystaniem tylko płyki micro:bit
Wyświetlanie napisu – wyświetlanie własnego imienia zaraz po uruchomieniu.
Program napisany za pomocą bloków
Program napisany w JAVASCRIPT
Program napisany w PYTHON
Wyświetlanie napisu – stałe wyświetlanie własnego imienia na ekranie LED micro:bit.
Program napisany za pomocą bloków
Program napisany w JAVASCRIPT
Program napisany w PYTHON
Wyświetlanie ikony na wyświetlaczu LED micro:bit.
Program napisany za pomocą bloków
Wyświetlanie kilku ikon na wyświetlaczu LED.
Program napisany za pomocą bloków
Wyświetlanie kilku ikon na wyświetlaczu LED – innych zaraz po uruchomieniu oraz inny wyświetlanych stale
Program napisany za pomocą bloków
Wyświetlanie na wyświetlaczu samodzielnie stworzonych ikon
Program napisany za pomocą bloków
Wyświetlanie na wyświetlaczu ikony po naciśnięciu przycisku A
Program napisany za pomocą bloków
Wyświetlanie na wyświetlaczu ikony po naciśnięciu przycisku A, wyświetlanie innej ikony po naciśnięciu przycisku B
Program napisany za pomocą bloków
Wyświetlanie na wyświetlaczu ikony po naciśnięciu przycisku A, wyświetlanie innej własnej ikony po naciśnięciu przycisku B, kasowanie ikon po wspólnym naciśnięciu przycisku A+B
Program napisany za pomocą bloków
Mruganie pojedynczej diody na wyświetlaczu micro:bit
Program napisany za pomocą bloków
Wykorzystując samą – tylko samą płytkę micro:bit – można naprawdę spędzić efektywnie czas realizując różne projekty, np. tworząc kompas, urządzenie do pomiaru temperatury, wyświetlacz reagujący na ruch itp. Wyposażając się w w/w płytkę i spędzając długie wieczory na grach planszowych można zrealizować elektroniczną kostkę do gry:
Elektroniczna kostka do gry
Program napisany za pomocą bloków
Graficzna elektroniczna kostka do gry
Program napisany za pomocą bloków
Podsumowanie
Micro:bit – to doskonała zabawa programistyczna i twórcza dla małych i dużych adeptów nowych technologii. Łącząc ją z rozszerzeniami i różnymi dodatkami wzbogacamy się o doskonałe narzędzie do nauki i zabawy w myśl motta autora artykułu “Nauka poprzez zabawę”.
