Tentang papan
mikro: bit , yang dikembangkan oleh perusahaan BBC Inggris untuk pendidikan anak sekolah, telah ditulis di Habré beberapa kali, misalnya, di sini ada
artikel ulasan yang bagus . Tetapi, hampir setiap waktu, penyebutan dewan ini menimbulkan pertanyaan yang sama dengan banyak keraguan dan skeptisisme:
Nah, mengapa microbit ini dibutuhkan? Jauh lebih baik untuk membeli arduino dengan satu set sensor, dan semuanya akan lebih murah setiap saat.
Mari kita coba memahaminya dengan cara yang tidak bias - apa kekuatan dan kelemahan masing-masing dewan, dan apakah ada gunanya menentangnya? Dan sebagai bonus bagi mereka yang membaca sampai akhir, kami akan berbicara tentang kompetisi di mana Anda bisa mendapatkan papan bit mikro: gratis untuk mengimplementasikan ide dan proyek Anda, bahkan jika Anda bukan siswa berusia 11 tahun dari Inggris.
Kami akan membandingkan micro: bit dengan yang paling populer di kalangan pemula Arduino Uno, tidak melupakan, bagaimanapun, tentang berbagai macam papan keluarga Arduino.
Buka kotaknya
Mari kita mulai dengan tampilan, ukuran, dan fitur yang disediakan papan di luar kotak. Mikro BBC: bit berukuran 43 mm × 52 mm, dan secara visual, hampir dua kali lebih kecil dari Arduino Uno (69 × 53 mm). Segera diketahui bahwa mikro: bit dirancang untuk kantong dan ransel remaja :) Ini adalah papan dengan ujung bulat, tanpa konektor pin yang menonjol. Komponen utama di papan tulis (prosesor, kompas, akselerometer, antena, dll.) Ditandatangani oleh sablon sutra.
Ukuran kecil micro: bit ideal untuk proyek elektronik yang dapat dipakai, tetapi jangan lupa bahwa lini Arduino juga memiliki papan yang lebih ringkas daripada Uno. Dan di sini keuntungan dari microbit akan sia-sia jika bukan karena sensor built-in dan tombol yang dapat diprogram bersama dengan matriks LED yang sudah terpasang di papan tulis. Chip microbit inilah yang membuatnya nyaman untuk memulai dengan cepat.
Tepat di luar kotak, hanya dengan mencolokkan daya, Anda sudah dapat mulai bermain dan bereksperimen dengan papan. Pertama kali Anda menyalakan mikrobit akan menawarkan Anda untuk memainkan game "Chase The Dot!", Di mana Anda ingin menangkap suatu poin. Dalam permainan, Anda tidak perlu menggunakan tombol, tetapi Anda harus memiringkan microbit, seolah-olah Anda sedang menggulirkan bola di papan itu sendiri. Ini menunjukkan kemampuan accelerometer yang terpasang di papan.
Jelas bahwa dibandingkan dengan LED berkedip pada pin13 oleh Arduino, matriks 25 LED di mata anak memberikan keuntungan yang signifikan terhadap microbit. Anda tidak hanya bisa bermain, tetapi juga mengubah microbeat menjadi ikon ticker atau animasi apa pun, atau menjadi gelang pintar, atau menggabungkan beberapa papan untuk membuat layar besar.
Nutrisi
Saat Anda menyambungkan papan ke komputer, microbit menerima daya melalui konektor micro-USB. Secara umum, 3 volt cukup untuk mikro: bit, dan biasanya itu ditenagai oleh dua baterai AAA, yang terhubung ke papan melalui konektor JST. Anda dapat menggunakan apa yang disebut "tablet" tiga volt - CR2032 sebagai sumber daya, tetapi dalam hal ini Anda akan memerlukan papan tambahan yang terhubung ke microbit, misalnya, Mi: Power from Kitronik. Ini adalah contoh menarik tentang bagaimana Anda dapat menghubungkan papan tambahan ke mikro: menggigit melalui kontak cincin menggunakan sekrup dan mur. "Sandwich" yang dihasilkan kompak dan tahan lama sangat nyaman untuk proyek-proyek sederhana elektronik dpt dipakai dan portabel.
Sebagian besar papan Arduino, termasuk yang ringkas, memerlukan tegangan stabil 5 V atau tegangan input dalam kisaran 7-12 V. Dalam proyek sekolah, mereka sering ditenagai oleh Krona atau 6 baterai AA.
Sensor bawaan dan perangkat input
Mereka telah menyebutkan keberadaan mereka secara langsung "di papan" mikro: papan bit, jadi kami hanya akan mencantumkannya: akselerometer 3-sumbu, magnetometer, sensor suhu (dibangun di dalam mikrokontroler), kemampuan untuk mengukur tingkat penerangan (bagian dari matriks LED digunakan untuk ini), dua tombol yang dapat diprogram untuk ini .
Arduino Uno tidak memiliki sensor bawaan.
Komunikasi nirkabel
Mungkin fitur utama dari micro: bit, yang membedakannya dari puluhan papan serupa, termasuk Arduino, adalah keberadaan modul radio terintegrasi. Modul radio adalah bagian dari mikrokontroler, ia melakukan dua fungsi:
- berkomunikasi dengan telepon pintar dan tablet berbasis Android dan iOS menggunakan teknologi BLE (Bluetooth Low Energy);
- berkomunikasi dengan mikro: papan bit lainnya
Tentu saja, ini adalah keputusan yang sangat tepat: untuk memungkinkan siswa menghubungkan microbeat dengan mainan favorit mereka - smartphone. Aplikasi seluler dapat bertukar data dengan board. Anda dapat mengontrol robot, memantau keadaan kelembaban tanah di pot bunga indoor favorit Anda atau sensor keamanan kamar Anda, melindunginya dari perambahan adik Anda. Selain itu, menggunakan smartphone atau tablet, Anda dapat memprogram papan tanpa adanya PC.
Cara termudah untuk menggunakan modul radio adalah berkomunikasi dengan papan microbit lainnya. Sangat mudah untuk mengirim pesan ke satu atau beberapa papan, yang akan segera muncul di layar dalam bentuk garis yang sedang berjalan. Pada saat yang sama, dimungkinkan untuk membuat apa yang disebut kelompok radio (hingga 256 jaringan radio) agar tidak mengganggu komunikasi dengan pemilik papan lainnya yang berada di dekatnya. Artinya, Anda hanya dapat bertukar pesan dengan anggota grup radio Anda, meskipun mungkin ada papan lain di dekat area penerimaan sinyal radio. Sangat nyaman selama kelas di kelas, ketika anak-anak yang bersatu dalam kelompok tidak akan saling mengganggu saat mengirim sinyal radio. Dengan pemikiran ini, ruang lingkup untuk mengimplementasikan ide permainan kolaboratif atau sistem pemantauan nirkabel untuk apa pun dalam proyek sekolah sangat besar.
Sayangnya, fitur Arduino Uno untuk komunikasi nirkabel semacam itu disediakan hanya dengan menghubungkan perangkat eksternal.
Menghubungkan modul tambahan dan kartu ekspansi
Tidak bosan dengan bau pujian untuk "sepotong besi" Inggris? Ya, kita harus terbang ke salep. Semuanya dipikirkan secara luar biasa di micro: bit, kecuali kemampuan untuk menghubungkan modul tambahan.
Lebih tepatnya, untuk sebagian besar proyek kurikulum sekolah, fitur biaya yang tersedia di luar kotak sudah cukup. Selain itu, ada peluang sederhana untuk secara cepat menyambungkan ke tiga pin mikrokontroler karena adanya bantalan cincin pada papan sirkuit tercetak menggunakan buaya atau konektor pisang (dan dua cincin serupa lainnya digunakan untuk menghubungkan daya).
Tetapi begitu Anda ingin mendapatkan akses ke pin lebih banyak (dan momen ini dapat datang dengan cepat, misalnya, Anda memutuskan untuk merakit troli robot untuk mengemudi di sepanjang garis dengan dua sensor dan dua motor) - di sini Anda akan menemukan masalah yang disebut konektor tepi (konektor tepi) )
Menyambungkan ke bantalan bit mikro: lainnya (selain dari lima ring) di mana pin yang tersisa dari mikrokontroler adalah keluaran tidak sepele - bantalan ini terletak di tepi papan dengan pitch 1,27 mm dan memerlukan konektor khusus yang sangat spesifik.
Pabrikan Cina, tentu saja, sudah membuat produksi konektor dan kartu ekspansi semacam itu dengan mereka, tetapi masih bermasalah untuk membelinya dari pemasok Rusia. Ada hack kehidupan dari pengembang papan - sebagai "tongkat dan tali", karena tidak adanya konektor asli, mereka merekomendasikan menggunakan konektor PCI lama dari motherboard PC, karena memiliki pitch kontak yang sama.
Terhadap latar belakang ini, menghubungkan ke semua konektor Arduino Uno dengan setidaknya sepasang kabel bergaris-garis dengan diameter yang cocok terlihat seperti aksesibilitas dan kesederhanaan itu sendiri :)
Pemrograman
Untuk pemrograman micro: bit, beberapa opsi ditawarkan secara resmi:
- Microsoft MakeCode lingkungan pemrograman grafis bersama dengan simulator debugging,
- Javascript
- MicroPython
Ini juga secara tidak resmi mendukung banyak metode pemrograman lain, termasuk C ++, Rust, Espruino, ARM mbed, dan RTOS Zephyr.
Fitur pemrograman mikro: bit dijelaskan dengan baik
dalam artikel yang telah disebutkan di Habré . Anda hanya dapat sekali lagi fokus pada kenyataan bahwa Anda tidak perlu menginstal perangkat lunak apa pun untuk memprogram papan, Anda hanya perlu akses Internet, dan ketika Anda menghubungkan papan melalui MicroUSB, itu hanya terlihat sebagai disk yang dapat dilepas. Mengisi firmware dilakukan dengan hanya menyalin file hex.
Untuk pemrograman papan Arduino, Arduino IDE paling sering digunakan, dan sebagai alternatif, Eclipse, Atmel Studio, dan banyak lainnya. Di antara bahasa pemrograman grafis, Scratch untuk Arduino, Ardublock, FLProg, XOD, dll sudah dikenal.
Platform perangkat keras
Beberapa angka kering tentang karakteristik teknis dari "kelenjar" dibandingkan
Spesifikasi teknis utama mikro: bit
Mikrokontroler: ARM Cortex-M0 32-bit Nordic nRF51822
Frekuensi: 16 MHz
Flash: 256 KB
RAM: 16 KB
Tegangan input: 1,8-3,6 V
Logic Unit Voltage: 3.3 V
Port I / O Tujuan Umum: 19
Port dengan dukungan PWM: 19 (pada saat yang sama - pada 3 pin)
Port dengan ADC: 6
Resolusi ADC: 10 bit
Bus Komunikasi: I²C dan SPI
Spesifikasi Arduino Uno
Mikrokontroler: AVR 8-bit, ATmega328
Frekuensi: 16 MHz
Memori flash 32 Kbytes, 0,5 Kbytes di antaranya digunakan untuk bootloader
2K SRAM
EEPROM 1 KB
Tegangan suplai 5 V
Tegangan input (disarankan) 7-12 V
Tegangan Satuan Logika: 5 V
Digital I / O: 14 (6 di antaranya mendukung PWM)
Input ADC: 6
Resolusi ADC: 10 bit
Bus Komunikasi: I²C, SPI
Jadi apa intinya?Tetapi untuk meringkas perbandingan kecil kami, Anda perlu mempertimbangkan beberapa hal yang lebih penting. “Sepotong besi” apa pun, terutama jika ia mengklaim memiliki setidaknya beberapa peran dalam proses pendidikan, membutuhkan bahan metodologis dan didaktik, sebuah komunitas guru yang antusias yang mendukung seluruh "gerakan" dan membantu pendatang baru, dengan sabar menanggapi "cara-" mereka yang tanpa akhir. mengapa-mengapa-tidak bekerja. " Seorang pemula harus dapat membeli perangkat keras, murah, termasuk di sini dan sekarang, sampai antusiasmenya telah mendingin. Dan organisasi pendidikan harus dapat membeli beberapa lusin papan dari pemasok Rusia, mengamati semua prosedur pengadaan yang diperlukan.
Mengingat semua faktor ini, keluarga besar dewan Arduino saat ini keluar dari persaingan. Papan Arduino (tentu saja, pertama-tama, berkat klon dan analog China murah) tersedia dalam harga dan eceran serta distributor pendidikan. Komunitas pengguna dan penggemar berbahasa Rusia dikembangkan, siap untuk berbagi pengalaman dan rekomendasi, menjawab pertanyaan dari pemula. Ada berbagai macam kartu ekspansi dan semua jenis modul, puluhan kit dan perancang, sejumlah besar perpustakaan untuk perangkat lunak yang memfasilitasi proses menghubungkan berbagai perangkat keras.
Mikro Inggris: bit di Rusia sejauh ini tidak dapat membanggakan komunitas penggemar berbahasa Rusia yang dikembangkan, atau dukungan teknis bagi pengguna di Rusia. Beberapa penjual mengimpor inventaris sederhana. Praktis tidak ada bahan metodologis dan pendidikan di Rusia, meskipun situasinya telah membaik baru-baru ini, misalnya, sebuah buku dalam bahasa Rusia “BBC micro bit. Panduan Pengguna Resmi. "
Orang harus berpikir bahwa dengan bahan-bahan pendidikan ini adalah kesulitan sementara, karena sejumlah besar bahan ajar dan proyek berbahasa Inggris telah diakumulasikan yang telah disesuaikan untuk anak-anak sekolah kelas dasar dan menengah, dengan mempertimbangkan minat dan kemampuan usia mereka. Tetap menyesuaikannya dan menerjemahkannya ke dalam bahasa Rusia, atau sebaliknya - Anda dapat langsung menggunakan bahasa Inggris dalam proses pembelajaran, meningkatkan pengetahuan Anda tentang bahasa selama percobaan dengan papan tulis.
Mengenai kartu ekspansi, modul untuk bit mikro dan perancang yang berbasiskan itu, perusahaan Cina telah mengembangkan dan merilis sejumlah perangkat keras yang kompatibel dengan mikro: bit selama beberapa tahun terakhir. Perusahaan-perusahaan Eropa tidak ketinggalan, Kitronik yang sama yang disebutkan di atas (atau lebih tepatnya, sebaliknya - apakah orang Cina tidak ketinggalan di belakang orang Eropa?)
Saya ingin percaya bahwa semua keunggulan mikro: bit pada akhirnya akan lebih besar daripada kekurangan yang ada, dan itu akan muncul di sekolah dan kalangan kita. Pada umumnya, sesuai dengan rencana penggagas proyek, mikro: bit di sekolah bahkan tidak mengajarkan pemrograman, dan terutama bukan elektronik. Ini memberikan kesempatan bagi siswa untuk belajar bagaimana menggunakan teknologi untuk memecahkan masalah praktis mereka, dan tidak hanya menjadi konsumen dari solusi yang sudah jadi. Meskipun, saya ingin berharap bahwa beberapa remaja, berkat kenalan dengan mikro: bit, masih akan memilih jalur pengembang, misalnya, sistem embedded.
Yakin, saya ingin mencoba micro: bit dalam bisnis
Tentu saja, lebih baik untuk mencobanya sendiri sekali daripada membaca seratus kali. Pembaca Habr, berapapun usianya, memiliki kesempatan untuk mendapatkan papan bit dan aksesori mikro: gratis untuk mereka. Untuk melakukan ini, ikut serta dalam kompetisi pembuatan perangkat pintar yang menjalankan micro: bit.
Kompetisi ini disebut "ANDA: BIT". Hingga 8 Desember tahun ini, berhasil mengirimkan aplikasi dengan deskripsi gagasan perangkat berdasarkan papan micro: bit. Dan ketika proyek-proyek terbaik ditentukan, penyelenggara kontes akan mengirimkan papan bit mikro: (dan papan peralihan kepada mereka untuk dapat menggunakan semua pin mikrokontroler) untuk proyek-proyek "beruntung" ini untuk yang beruntung ini. Secara total, kumpulan hadiah mencakup 50 papan micro: bit dan jumlah papan switching yang sama. Detail dan detail ada di
situs web kontes .
Dan akhirnya, rekomendasi kecil dari penyelenggara kontes - cobalah untuk memaksimalkan penggunaan semua "microbits" di proyek Anda, di tempat pertama - kemampuan komunikasi nirkabel dewan. Jangan batasi ide Anda hanya dengan menggunakan satu papan.
Ucapan Terima Kasih
Untuk bantuan dalam mempersiapkan materi, terima kasih kepada Ruslan Tikhonov dan Andrei Rozhkov.