关于
micro:bit板,这是由英国BBC公司为中小学生教育而开发的,已经在Habré上写过好几次了,例如,这是一篇
很好的评论文章 。 但是,几乎每次提到该委员会时,都会产生很多疑问和怀疑,从而提出相同的问题:
那么,为什么需要这个微比特? 最好购买带有一组传感器的arduino,而且有时价格会更低。
让我们尝试以公正的态度来理解-每个董事会的优势和劣势是什么,反对它们有什么意义? 此外,对于那些读完这些书的人来说,这是一个奖励,我们将谈论一个竞赛,在该竞赛中您可以得到微型:即使您不是来自英国的11岁学生,也可以免费使用位板来实施您的想法和项目。

我们将把micro:bit与初学者Arduino Uno中最受欢迎的产品进行比较,但是不要忘记Arduino系列的各种主板。
打开盒子
让我们从开箱即用的外观,尺寸和功能开始。 BBC micro:钻头尺寸为43 mm×52 mm,在视觉上几乎是Arduino Uno(69×53 mm)的两倍。 立刻注意到micro:bit是为青少年的口袋和背包设计的:)这是一个带有圆形边缘的板,没有突出的插针连接器。 板上的主要组件(处理器,指南针,加速度计,天线等)通过丝网印刷进行签名。

micro:bit的尺寸小,是可穿戴电子项目的理想之选,但不要忘记,Arduino系列比Uno还具有更紧凑的电路板。 如果不是内置传感器和可编程按钮以及板上已经安装的LED矩阵,那么微比特的优势就将消失。 正是这种微比特芯片为快速入门提供了便利。
开箱即用,仅需插入电源,您就可以开始玩游戏并进行实验了。 当您第一次打开microbit时,您会玩“ Chase The Dot!”游戏,在其中您想抓住一个要点。 在游戏中,您不需要使用按钮,但是您需要倾斜微拍,就好像您在板上自己滚动一个球一样。 这演示了内置在板上的加速度计的功能。
显然,与Arduino的pin13上的闪烁LED相比,儿童眼睛中的25个LED矩阵为微比特带来了显着优势。 您不仅可以玩游戏,还可以将微拍变成股票代号图标或任何动画,或变成智能手镯,或组合多个板来创建大屏幕。

营养学
当您将开发板连接至计算机时,microbit会通过micro-USB连接器供电。 通常,微伏3伏就足够了,通常由两节AAA电池供电,并通过JST连接器连接至电路板。 您可以使用所谓的三伏“平板电脑” CR2032作为电源,但是在这种情况下,您将需要一个连接到微比特的附加板,例如,Kitronik的Mi:Power。 这是一个有趣的示例,说明了如何使用螺钉和螺母通过环形触点将其他板连接到micro:。 由此产生的紧凑耐用的“三明治”非常适合可穿戴和便携式电子产品的简单项目。


大多数Arduino板,包括紧凑型板,都需要5 V的稳定电压或7-12 V的输入电压。在学校项目中,它们通常由Krona或6 AA电池供电。
内置传感器和输入设备
他们已经提到了它们直接存在于微型“位板上”的存在,因此我们只列出它们:3轴加速计,磁力计,温度传感器(内置在微控制器中),测量照明水平的能力(用于矩阵LED的一部分),两个可编程按钮。
Arduino Uno没有内置传感器。
无线通讯
也许micro:bit的主要功能与集成的无线电模块相区别,这使它与包括Arduino在内的数十个类似的板区别开来。 无线电模块是微控制器的一部分,它执行两个功能:
- 使用BLE技术(蓝牙低功耗)与基于Android和iOS的智能手机和平板电脑进行通信;
- 与其他微型通讯:位板
当然,这是一个非常正确的决定:让学生将微拍与他们最喜欢的玩具-智能手机相连。 移动应用程序可以与开发板交换数据。 您可以控制机器人,监视自己喜欢的室内花卉盆栽中土壤湿度的状态,或者监视房间安全性的传感器,以保护机器人免受弟弟的侵害。 另外,使用智能手机或平板电脑,您可以在没有PC的情况下对电路板进行编程。
使用无线电模块的最简单方法是与其他微位板通信。 将消息发送到一个或几个板非常简单,这些消息将以运行行的形式立即出现在显示屏上。 同时,可以创建所谓的无线电组(最多256个无线电网络),以免干扰与附近其他电路板所有者的通信。 也就是说,尽管无线电信号接收区域附近可能还有其他板,但是您只能与无线电组的成员交换消息。 这在教室上课时非常方便,当成群的孩子在发送无线电信号时不会互相干扰。 考虑到这一点,在学校项目中为任何项目实施协作游戏或无线监控系统的想法的范围很大。
,,只有通过连接外部设备才能提供用于此类无线通信的Arduino Uno功能。
连接其他模块和扩展卡
对英国的“一块铁”赞美之辞不厌其烦吗? 好吧,我们软膏了。 除了连接其他模块的功能外,一切都在micro:bit处得到了深思熟虑。
更准确地说,对于大多数学校课程项目而言,开箱即用的那些收费功能就足够了。 此外,由于使用鳄鱼或香蕉连接器的印刷电路板上存在环形垫,因此有一个简单的机会可以快速连接到微控制器的三个引脚(另外两个相似的环用于连接电源)。

但是,只要您想使用更多的插针(例如,这一刻很快就会到来,您就决定组装一个机器人手推车,以沿着带有两个传感器和两个电机的线路行驶)–在这里,您会发现一个称为边缘连接器(edge connector)的问题)

微控制器其余引脚输出到的其他微型:位焊盘(除五个环形焊盘之外)并非易事-这些焊盘以1.27 mm的间距位于电路板边缘,需要特殊的非常特殊的连接器。

当然,中国制造商已经与他们建立了这种连接器和扩展卡的生产,但是就目前而言,从俄罗斯供应商那里购买它们是有问题的。 电路板开发人员存在一个生活上的难题-作为“棍子和绳索”,在没有原始连接器的情况下,他们建议使用PC主板上的旧PCI连接器,因为它具有相同的接触间距。
在这种背景下,使用至少一对合适直径的裸线连接到所有Arduino Uno连接器看起来像是可访问性和简单性:)

程式设计
对于micro:位编程,正式提供了几种选择:
- Microsoft MakeCode图形化编程环境以及调试模拟器,
- Java脚本
- 微型Python
它也非正式地支持许多其他编程方法,包括C ++,Rust,Espruino,ARM mbed和RTOS Zephyr。
在Habré上已经提到的文章中很好地描述
了 micro:bit编程的功能。 您只能再次关注以下事实:您无需安装任何软件即可对电路板进行编程,只需要访问Internet,并且当您通过MicroUSB连接电路板时,它就像可移动磁盘一样可见。 通过简单地复制十六进制文件即可完成固件的填充。
对于Arduino板编程,最常用的是Arduino IDE,另外还有Eclipse,Atmel Studio等。 在图形化编程语言中,用于Arduino的Scratch,Ardublock,FLProg,XOD等是众所周知的。
硬件平台
关于比较的“压盖”的技术特性的一些干燥数字
微型主要技术规格:钻头
微控制器:32位ARM Cortex-M0北欧nRF51822
频率:16 MHz
闪存:256 KB
内存:16 KB
输入电压:1.8–3.6 V
逻辑单元电压:3.3 V
通用I / O端口:19
具有PWM支持的端口:19个(同时-在3个引脚上)
带ADC的端口:6
ADC分辨率:10位
通讯总线:I²C和SPI
规格Arduino Uno
微控制器:8位AVR,ATmega328
频率:16 MHz
闪存32 KB,其中0.5 KB用于引导加载程序
2K SRAM
1 KB EEPROM
电源电压5 V
输入电压(推荐)7-12 V
逻辑单元电压:5 V
数字I / O:14个(其中6个支持PWM)
ADC输入:6
ADC分辨率:10位
通讯总线:I²C,SPI
那么底线是什么?但是,总结一下我们的小比较,您需要考虑一些更重要的事情。 任何“铁腕”,特别是声称声称在教育过程中至少扮演某些角色的铁腕,都需要方法学和教学材料,热情的教师社区来支持整个“运动”并帮助新来者,耐心地回应他们无休止的“如何……为什么为什么不起作用。” 初学者应该能够廉价地购买一块硬件,包括现在和现在,直到他的热情降温。 而且,教育机构应能够遵守所有必要的采购程序,从俄罗斯供应商那里购买几十块板。
考虑到所有这些因素,庞大的Arduino板系列目前处于竞争状态。 Arduino开发板(当然首先要归功于廉价的中文克隆和类似物)在价格,零售和教育分销商处均有提供。 建立了一个说俄语的用户和发烧友社区,他们随时可以分享经验和建议,并回答初学者的问题。 有各种各样的扩展卡和各种模块,数十种工具包和设计器,以及大量用于简化连接各种硬件过程的软件库。
微型英国人:到目前为止,在俄罗斯工作的人不能吹嘘说俄语的发烧友社区发达,也不能为俄语用户提供技术支持。 很少有卖方进口适度的库存。 尽管情况最近有所改善,但俄语几乎没有方法论和教育材料,例如俄语的一本书“ BBC micro bit”。 官方用户指南。”
必须认为使用教育材料是暂时的困难,因为考虑到他们的年龄兴趣和能力,已经积累了许多适合中小学生的英语教学材料和项目。 仍然需要对其进行调整,然后将其翻译成俄语,反之亦然-您可以在学习过程中立即使用英语,从而在与董事会进行的实验中增加对语言的了解。
至于扩展卡,用于微比特的模块和基于它的设计器,中国公司在过去几年中已经开发并发布了数量可观的微比特兼容硬件。 欧洲公司没有落后于他们,就像上面提到的基特罗尼克一样(反之亦然-中国人不落后于欧洲人吗?)
我想相信,micro:bit的所有优势最终将超过现有的缺点,并将出现在我们的学校和圈子中。 总体而言,根据项目发起者的计划,micro:bit在学校甚至不教编程,尤其是电子学。 它为学生提供了学习如何使用技术来解决实际问题的机会,而不仅仅是成为现成解决方案的消费者。 虽然,我希望一些青少年由于对micro:bit的了解而仍然选择开发人员的路径,例如嵌入式系统。
深信不疑,我想尝试微技术:一点点业务
当然,一次尝试比阅读一百次更好。 无论年龄多高,Habr的读者都有机会免费获得微型:位板和配件。 为此,请参加创建运行micro:bit的智能设备的竞赛。
比赛称为“您的:位”。 在今年12月8日之前,请设法提交带有基于micro:位板的设备概念描述的应用程序。 并且,当确定最佳项目时,竞赛组织者将为这些幸运项目发送微型位板(以及交换板,以便使用微控制器的所有引脚)。 总的来说,奖池包括50个微型位板和相同数量的交换板。 详细信息可以在
竞赛网站上
找到 。
最后,竞赛组织者的一个小建议-首先,尝试最大程度地利用项目中所有“微比特”的用途-董事会的无线通信功能。 不要将您的想法限制为仅使用一个板。
致谢
在Ruslan Tikhonov和Andrei Rozhkov的帮助下,为准备材料提供了帮助。