Acerca del
micro: bit board, que fue desarrollado por la corporación británica BBC para educar a los escolares, ya se ha escrito en Habré varias veces, por ejemplo, aquí hay un
buen artículo de revisión . Pero, casi siempre, la mención de este foro plantea las mismas preguntas con mucha duda y escepticismo:
Bueno, ¿por qué se necesita este microbit? Es mucho mejor comprar un arduino con un conjunto de sensores, y todo costará menos a veces.
Tratemos de comprender de manera imparcial: ¿cuáles son las fortalezas y debilidades de cada tablero, y tiene algún sentido oponerse a ellos? Y como beneficio adicional para aquellos que leen hasta el final, hablaremos sobre una competencia en la que puede obtener una pizarra micro: bit gratis para implementar sus ideas y proyectos, incluso si no es un estudiante de 11 años del Reino Unido.
Compararemos micro: bit con el Arduino Uno más popular entre los principiantes, sin olvidar, sin embargo, la gran variedad de tableros de la familia Arduino.
Abrir la caja
Comencemos con el aspecto, el tamaño y las características que proporcionan los tableros desde el primer momento. El BBC micro: bit mide 43 mm × 52 mm y, visualmente, es casi dos veces más pequeño que el Arduino Uno (69 × 53 mm). Se nota de inmediato que micro: bit fue diseñado para bolsillos y mochilas de adolescentes :) Esta es una placa con bordes redondeados, sin conectores de clavija sobresalientes. Los componentes principales del tablero (procesador, brújula, acelerómetro, antena, etc.) están firmados por serigrafía.
Los pequeños tamaños de micro: bit son ideales para proyectos electrónicos portátiles, pero no olvide que la línea Arduino también tiene placas más compactas que Uno. Y aquí la ventaja de un microbit quedaría en nada si no fuera por los sensores incorporados y los botones programables junto con una matriz de LED ya instalada en el tablero. Es este chip microbit el que lo hace conveniente para un inicio rápido.
Nada más sacarlo de la caja, con solo enchufarlo, ya puedes comenzar a jugar y experimentar con el tablero. La primera vez que enciendas el microbit te ofrecerá jugar al juego "Chase The Dot!", En el que quieres atrapar un punto. En el juego, no necesitas usar los botones, pero debes inclinar el micro latido, como si estuvieras haciendo rodar una bola sobre el tablero. Esto demuestra las capacidades del acelerómetro integrado en la placa.
Está claro que, en comparación con el LED parpadeante en el pin 13 de Arduino, una matriz de 25 LED en los ojos del niño le da una ventaja significativa al microbit. No solo puedes jugar, sino también convertir un micro latido en un ícono de teletipo o cualquier animación, o en un brazalete inteligente, o combinar varios tableros para crear una pantalla grande.
Nutrición
Cuando conecta la placa a la computadora, el microbit recibe energía a través del conector micro-USB. En general, 3 voltios son suficientes para micro: bit, y generalmente funciona con dos baterías AAA, que se conectan a la placa a través del conector JST. Puede utilizar la llamada "tableta" de tres voltios - CR2032 como fuente de alimentación, pero en este caso necesitará una placa adicional conectada a un microbit, por ejemplo, Mi: Power de Kitronik. Este es un ejemplo interesante de cómo puede conectar placas adicionales a micro: bit a través de contactos de anillo con tornillos y tuercas. El "sándwich" compacto y duradero resultante es muy conveniente para proyectos simples de electrónica portátil y portátil.
La mayoría de las placas Arduino, incluidas las compactas, requieren un voltaje estabilizado de 5 V o un voltaje de entrada en el rango de 7-12 V. En los proyectos escolares, a menudo funcionan con Krona o 6 baterías AA.
Sensores y dispositivos de entrada incorporados.
Ya mencionaron su presencia directamente "a bordo" de la placa micro: bit, así que los enumeraremos: acelerómetro de 3 ejes, magnetómetro, sensor de temperatura (integrado en el microcontrolador), la capacidad de medir el nivel de iluminación (parte de los LED de la matriz se utiliza para esto), dos botones programables .
Arduino Uno no tiene sensores incorporados.
Comunicaciones inalámbricas
Quizás la característica principal de micro: bit, que lo distingue de docenas de placas similares, incluido Arduino, es la presencia de un módulo de radio integrado. El módulo de radio es parte del microcontrolador, realiza dos funciones:
- se comunica con teléfonos inteligentes y tabletas basados en Android e iOS utilizando tecnología BLE (Bluetooth Low Energy);
- se comunica con otras tarjetas micro: bit
Por supuesto, esta es una decisión muy correcta: permitir a los estudiantes conectar el micro latido con sus juguetes favoritos: los teléfonos inteligentes. Las aplicaciones móviles pueden intercambiar datos con el tablero. Puede controlar el robot, controlar el estado de la humedad del suelo en la maceta de su flor de interior favorita o los sensores de seguridad de su habitación, protegiéndola de las invasiones de su hermano menor. Además, utilizando un teléfono inteligente o tableta, puede programar la placa en ausencia de una PC.
La forma más fácil de usar el módulo de radio es comunicarse con otras placas de microbits. Es muy sencillo enviar un mensaje a una o varias placas, que aparecerán inmediatamente en la pantalla en forma de una línea en ejecución. Al mismo tiempo, es posible crear los llamados grupos de radio (hasta 256 redes de radio) para no interferir con la comunicación con otros propietarios de tableros ubicados cerca. Es decir, solo puede intercambiar mensajes con miembros de su grupo de radio, aunque puede haber otras placas cercanas en el área de recepción de la señal de radio. Es muy conveniente durante las clases en el aula, cuando los niños unidos en grupos no interferirán entre sí al enviar señales de radio. Con esto en mente, el alcance para implementar las ideas de juegos colaborativos o sistemas de monitoreo inalámbrico para cualquier cosa en proyectos escolares es enorme.
Por desgracia, las funciones de Arduino Uno para tales comunicaciones inalámbricas se proporcionan solo mediante la conexión de dispositivos externos.
Conexión de módulos adicionales y tarjetas de expansión
¿No estás cansado de las odas laudatorias al "pedazo de hierro" británico? Bueno, llegamos a la mosca en la pomada. Todo está maravillosamente pensado en micro: bit, excepto la capacidad de conectar módulos adicionales.
Más precisamente, para la mayoría de los proyectos de currículum escolar, serán suficientes las características de pago que están disponibles de fábrica. Además, existe una oportunidad simple de conectarse rápidamente a los tres pines del microcontrolador debido a la presencia de almohadillas de anillo en la placa de circuito impreso utilizando cocodrilos o conectores banana (y se utilizan dos anillos similares para conectar la alimentación).
Pero tan pronto como desee obtener acceso a más pines (y este momento puede llegar rápidamente, por ejemplo, decide ensamblar un carro robot para conducir a lo largo de una línea con dos sensores y dos motores): aquí encontrará un problema llamado conector de borde (conector de borde )
La conexión a otros micro: almohadillas de bits (que no sean los cinco anillos) a las que salen los pines restantes del microcontrolador no es trivial: estas almohadillas se encuentran en el borde de la placa con un paso de 1,27 mm y requieren un conector especial muy específico.
Los fabricantes chinos, por supuesto, ya han establecido la producción de tales conectores y tarjetas de expansión con ellos, pero por el momento, es problemático comprarlos a proveedores rusos. Los desarrolladores de la placa tienen un truco vital: como "palos y cuerdas", en ausencia del conector original, recomiendan utilizar el antiguo conector PCI de la placa base de la PC, ya que tiene el mismo paso de contacto.
En este contexto, la conexión a todos los conectores Arduino Uno con al menos un par de cables pelados de un diámetro adecuado parece accesibilidad y simplicidad en sí :)
Programacion
Para programar micro: bit, se ofrecen oficialmente varias opciones:
- Entorno de programación gráfica Microsoft MakeCode junto con un simulador de depuración,
- Javascript
- MicroPython
También admite de manera no oficial muchos otros métodos de programación, incluidos C ++, Rust, Espruino, ARM mbed y RTOS Zephyr.
Las características de programación micro: bit están bien descritas
en el artículo ya mencionado en Habré . Solo puede concentrarse una vez más en el hecho de que no necesita instalar ningún software para programar la placa, solo necesita acceso a Internet, y cuando conecta la placa a través de MicroUSB, simplemente es visible como un disco extraíble. El llenado del firmware se realiza simplemente copiando el archivo hexadecimal.
Para programar placas Arduino, el IDE Arduino se usa con mayor frecuencia y, como alternativa, Eclipse, Atmel Studio y muchos otros. Entre los lenguajes de programación gráfica, Scratch para Arduino, Ardublock, FLProg, XOD, etc. son bien conocidos.
Plataforma de hardware
Algunos números secos sobre las características técnicas de las "glándulas" comparadas
Especificaciones técnicas principales micro: bit
Microcontrolador: ARM Cortex-M0 nórdico de 32 bits nRF51822
Frecuencia: 16 MHz
Flash: 256 KB
RAM: 16 KB
Voltaje de entrada: 1.8–3.6 V
Voltaje de la unidad lógica: 3,3 V
Puertos de E / S de uso general: 19
Puertos con soporte PWM: 19 (al mismo tiempo, en 3 pines)
Puertos con ADC: 6
Resolución ADC: 10 bits
Autobuses de comunicación: I²C y SPI
Especificaciones Arduino Uno
Microcontrolador: AVR de 8 bits, ATmega328
Frecuencia: 16 MHz
Memoria Flash 32 Kbytes, 0.5 Kbytes de ellos utilizados para el gestor de arranque
2K SRAM
1 KB EEPROM
Tensión de alimentación 5 V
Voltaje de entrada (recomendado) 7-12 V
Voltaje de la unidad lógica: 5 V
E / S digital: 14 (6 de ellos admiten PWM)
Entradas ADC: 6
Resolución ADC: 10 bits
Autobuses de comunicación: I²C, SPI
Entonces, ¿cuál es el resultado final?Pero para resumir nuestra pequeña comparación, debe considerar algunas cosas más importantes. Cualquier "pieza de hierro", especialmente si afirma tener al menos algún papel en el proceso educativo, necesita materiales metodológicos y didácticos, una comunidad de maestros entusiastas que apoyan todo el "movimiento" y ayudan a los recién llegados, respondiendo pacientemente a su interminable "cómo- por qué, por qué, no funciona ". Un principiante debería poder comprar una pieza de hardware, a bajo costo, incluso aquí y ahora, hasta que su entusiasmo se haya enfriado. Y la organización educativa debería poder comprar varias docenas de juntas de un proveedor ruso, observando todos los procedimientos de adquisición necesarios.
Teniendo en cuenta todos estos factores, la gran familia de tableros Arduino está actualmente fuera de competencia. Las placas Arduino (por supuesto, en primer lugar, gracias a los clones y análogos chinos baratos) están disponibles tanto en precio como en venta minorista y en distribuidores educativos. Se desarrolla una comunidad de usuarios y entusiastas de habla rusa, lista para compartir experiencias y recomendaciones, responder preguntas de principiantes. Existe una gran variedad de tarjetas de expansión y todo tipo de módulos, docenas de kits y diseñadores, una gran cantidad de bibliotecas para software que facilitan el proceso de conexión de varios equipos.
Micro: bit británico en Rusia hasta el momento no puede presumir de una comunidad desarrollada de entusiastas de habla rusa o de soporte técnico para usuarios en ruso. Pocos vendedores importan inventario modesto. Prácticamente no hay materiales metodológicos y educativos en ruso, aunque la situación ha mejorado recientemente, por ejemplo, un libro en ruso "BBC micro bit". Guía oficial del usuario ".
Hay que pensar que se trata de dificultades temporales con los materiales educativos, porque ya se ha acumulado una gran cantidad de materiales y proyectos de enseñanza del idioma inglés que se han adaptado para los escolares de las clases primaria y secundaria, teniendo en cuenta sus intereses y capacidades relacionadas con la edad. Queda por adaptarlos y traducirlos al ruso, o viceversa: puede usar el inglés de inmediato en el proceso de aprendizaje, lo que aumenta su conocimiento del idioma durante los experimentos con el tablero.
En cuanto a las tarjetas de expansión, los módulos para microbits y los diseñadores basados en ellas, las empresas chinas han desarrollado y lanzado una cantidad muy decente de hardware compatible con microbits en los últimos años. Las empresas europeas no se quedan atrás, el mismo Kitronik mencionado anteriormente (o más bien, viceversa, ¿los chinos no se quedan atrás de los europeos?)
Quiero creer que todas las ventajas de micro: bit superarán en última instancia las deficiencias existentes y aparecerán en nuestras escuelas y círculos. En general, de acuerdo con el plan de los iniciadores del proyecto, micro: bit en la escuela enseña ni siquiera la programación, y especialmente la electrónica. Proporciona una oportunidad para que los estudiantes aprendan cómo usar la tecnología para resolver sus problemas prácticos, y no solo ser consumidores de soluciones preparadas. Sin embargo, me gustaría esperar que algunos de los adolescentes, gracias a su conocimiento de micro: bit, sigan eligiendo el camino de los desarrolladores, por ejemplo, los sistemas integrados.
Convencido, quiero probar micro: bit en los negocios
Por supuesto, es mejor probarlo usted mismo una vez que leerlo cien veces. Los lectores de Habr, independientemente de su edad, tienen la oportunidad de obtener tarjetas micro: bit y accesorios de forma gratuita. Para hacer esto, participe en la competencia por la creación de dispositivos inteligentes con micro: bit.
La competencia se llama "TU: BIT". Hasta el 8 de diciembre de este año, logre enviar una solicitud con una descripción de la idea del dispositivo basada en la placa micro: bit. Y cuando se determinan los mejores proyectos, los organizadores del concurso enviarán tarjetas micro: bit (y placas de conmutación para poder utilizar todos los pines del microcontrolador) para estos proyectos "afortunados" para estos afortunados. En total, el premio total incluye 50 tarjetas micro: bit y el mismo número de tarjetas de conmutación. Los detalles y detalles están en
el sitio web del concurso .
Y, por último, una pequeña recomendación de los organizadores del concurso: tratar de maximizar el uso de todos los "microbits" en sus proyectos, en primer lugar, las capacidades de comunicación inalámbrica de la placa. No limite sus ideas a usar solo una tabla.
Agradecimientos
Por su ayuda en la preparación del material, gracias a Ruslan Tikhonov y Andrei Rozhkov.