Platforma BBC micro:bit

BBC micro:bit image

Foto: Gareth Halfacree (CC-BY-SA)

micro:bit pochádza z Veľkej Británie

Zariadenie BBC micro:bit je výsledkom spoločnej iniciatívy širokého spektra súkromných i verejných organizácií, ktorej cieľom bolo vytvorenie lacnej edukačnej platformy, ktorú zastrešila britská verejnoprávna televízna spoločnosť BBC. Tá v roku 2016 rozdistribuovala jeden micro:bit každému žiakovi siedmeho ročníka v Spojenom Kráľovstve (11 až 12 roční). V rámci projektu bolo vytvorených niekoľko učebných materiálov a vývojových prostredí pre toto zariadenie. Škálu materiálov rozširujú aj učitelia, ktorí zariadenia používali na hodinách informatiky.


Za prvý polrok využívania micro:bitov vo Veľkej Británií sa v priebežnom prieskume 85% učiteľov vyjadrilo, že hardvér na hodinách informatiky spravil výučbu pre žiakov zaujímavejšou a až 90% opýtaných žiakov sa po projekte vyjadrilo, že naučiť sa programovať je možné pre každého. U dievčat bol pozorovaný 70% nárast záujmu o informatiku. Približne polovica učiteľov uviedla, že sa po projekte cítili viac sebavedomí v programovaní, a to predovšetkým tí učitelia, ktorí nemali veľa predchádzajúcich skúseností s programovaním.


Samotná doska

Zariadenie BBC micro:bit je programovateľný mikropočítač. Obsahuje vstavanú obrazovku, tlačidlá, senzor pohybu, naklonenia, teploty a svetelnosti. Podporuje dva druhy bezdrôtovej komunikácie - Bluetooth Low Energy (BLE) pre komunikáciu s mobilnými zariadeniami a rádiový prenos pre komunikáciu s inými zariadeniami BBC micro:bit. Taktiež je možná sériovú komunikácia s počítačom cez USB kábel.

Podobne ako iné modulárne hardvérové platformy má všeobecne použiteľné vstupno-výstupné piny (vývody), vďaka ktorým zariadenie interaguje s fyzickým svetom. Tie majú pri tejto platforme podobu kovových plôch na okraji dosky. Príkladom aplikácie pre vstupný pin je snímanie stlačenia tlačidla, príkladom výstupného je zapínanie a vypínanie LED svetla. Niektoré z týchto pinov podporujú aj sériovú komunikáciu s externými modulmi s vlastným mikroprocesorom. Najjednoduchším spôsobom pripojenia externých modulov je pomocou prepojovacích káblov ukončených krokosvorkami. BBC micro:bit má päť pinov prispôsobených na pripájanie krokosvoriek, z toho dve slúžia na napájanie a tri sú programovateľné ako vstupy alebo výstupy.

Napájanie je realizovateľné tromi spôsobmi: cez USB kábel; dvoma batériami v špeciálnom držiaku bežne dodávanom s BBC micro:bit alebo pripojením batérie priamo na napájacie piny.

Programovanie micro:bitu

MakeCode je online grafickým prostredím, v ktorom žiaci vytvárajú pomocou spájania blokov funkčné programy. Vhodný je najmä pre žiakov základných škôl. Výhodou tohoto prostredia je nízka technická náročnosť prípravy pre učiteľa, nakoľko prostredie je online a nie je potrebná žiadna inštalácia. Po vytvorení programu v prostredí si žiak program stiahne ako obyčajný súbor. BBC micro:bit, ktorý si žiak medzičasom pripojil k počítaču pomocou USB kábla, sa na počítači zobrazí ako klasické USB úložisko, na ktoré stiahnutý súbor s programom stačí skopírovať. Program sa následne automaticky spustí na zariadení.

MicroPython je špeciálna verzia jazyku Python pre programovanie hardvéru, v ktorej syntax a veľká časť štandardných knižníc zostáva rovnaká. Žiaci sa tak nemusia učiť viacero nových jazykov, ten istý vedia využiť aj pri hardvéri a aj pri klasických programovacích úlohách. Podobne. ako pri blokovom programovaní, je možné využiť online MicroPython editor a stiahnuť vygenerovaný program na zariadenie, no pre využitie rozšírenej funkcionality je vhodné používať prostredie Mu. Mu sprístupňuje interaktívnu konzolu REPL, ktorá slúži najmä na ladenie programu a hľadanie chýb, ako aj interné dátové úložisko, na ktoré je možné zapisovať nazbierané údaje zo senzorov.

Základná sada hardvéru pre PILOT

Tu je základná sada hardvéru, ktorý v rámci pilotnej fázy (október 2018 až január 2019) projektu budeme používať.


BBC micro:bit s USB káblom a baterkou

Zariadenie BBC micro:bit je programovateľný mikropočítač. Obsahuje vstavanú obrazovku, tlačidlá, senzor pohybu, naklonenia, teploty a svetelnosti. Pre naprogramovanie slúži klasický USB micro kábel (rovnaký ako pre Android telefóny)

BBC micro:bit image

Foto: Gareth Halfacree (CC-BY-SA)


Krokosvorky

Krokosvorky slúžia na jednoduché prepájani jednotlivých hardvérových komponentov bez potreby skrutkovania či spájkovania.


Programovateľný LED pásik (NeoPixel)

Programovateľný LED pásik sa od štandardných LED pásikov odlišuje tým, že je možné osobitne nastaviť každej LED dióde farbu a intenzitu svetla. Každá LED dióda obsahuje tri farebné zložky (modrú, červenú a zelenú) a ich kombináciami je možné vytvoriť akékoľvek svetlo z viditeľného spektra, vrátane čisto bieleho. Takýto LED pásik je možné ovládať z jedného dátového pinu, avšak zároveň potrebuje pripojenie na napájacie piny. Tieto tri prepojenia realizujeme káblami s krokosvorkami. Takéto LED pásiky majú viacero spôsobov vyhotovení, od klasických LED pásov cez vianočné reťaze až po LED diódy v tvare kružnice či maticovej obrazovky.


Reproduktor

Pre naše potreby poslúži akýkoľvek funkčný reproduktor so vstupným konektorom (aký je na fotke) avšak odporúčame zariadenia bez ďaľšieho napájania a bez batérie (tie majú nišží výkon a žiaci tak nebudú generovať toľko hluku). Slúchatká do uší v žiadnom prípade neodporúčame používať, nakoľko hlasitosť na micro:bite nie je možné nastaviť a hrozí poškodenie sluchu.


:MOVE mini robot

Zariadenie BBC micro:bit je programovateľný mikropočítač. Obsahuje vstavanú obrazovku, tlačidlá, senzor pohybu, naklonenia, teploty a svetelnosti.


Ďalšie vybavenie

Zariadenie BBC micro:bit je programovateľný mikropočítač. Obsahuje vstavanú obrazovku, tlačidlá, senzor pohybu, naklonenia, teploty a svetelnosti.

  • Nožnice, lepidlo, farebný papier, farby a štetce, lepiaca páska
  • Alobal, kartón, špagát
  • Ovocie (niektoré aktivity môžu vyžadovať čerstvé ovocie)
  • Lepiaca pištol (môže byť nahradená lepidlom)



Rozšírenie: Kreatívna Robotika

Tu je sada pre tvorbu vlastných robotov. Ako základ rámu robota je možné použiť malú kartónovú krabicu alebo starý plastový obedár, na ktorý žiaci lepidlom, páskou alebo drôtom pripevnia dva motory a z vrchu pripevní micro:bit so špeciálnym rozšírením pre ovládanie motorov.


micro:bit motor board



Držiak batérií