Mikro bit - Micro Bit

BBC micro: bit
Logo Microbit-stacked.png
Micro-bit v1 & v2.JPG
micro: bit v1 (vpravo) a v2 (vlevo)
Vývojář BBC Learning , BBC R&D , ARM Holdings , Barclays , element14 , NXP Semiconductors , Lancaster University , Microsoft , Samsung , Nordic Semiconductor , ScienceScope, Technology Us Save , Python Software Foundation
Typ Jednodeskový mikrokontrolér
Datum vydání v1: 10. února 2016
v2: 13. října 2020
procesor v1: Nordic nRF51822, 16 MHz ARM Cortex-M0 jádro, 256 KB Flash, 16 KB RAM
v2: Nordic nRF52833, 64 MHz ARM Cortex-M4 jádro, 512 KB Flash, 128 KB RAM
Konektivita Bluetooth LE , MicroUSB , hranový konektor
webová stránka microbit .org

Micro Bit (označovaný také jako BBC Micro Bit , stylizovaná jako mikro: bit ) je open source hardware ARM založené integrovaný systém navržený podle BBC pro použití v počítačové vzdělávání ve Spojeném království . Poprvé to bylo oznámeno při zahájení kampaně BBC Make It Digital dne 12. března 2015 se záměrem dodat 1 milion zařízení žákům ve Velké Británii. Konečný design a funkce zařízení byly odhaleny 6. července 2015, zatímco skutečná dodávka zařízení, původně plánovaná na září 2015 do škol a říjen 2015 pro širokou veřejnost, začala 10. února 2016.

Zařízení je popsáno jako poloviční velikost kreditní karty a má procesor ARM Cortex-M0 , senzory akcelerometru a magnetometru, připojení Bluetooth a USB, displej skládající se z 25 LED diod , dvě programovatelná tlačítka a lze jej napájet buď z USB nebo externí baterie. Vstupy a výstupy zařízení procházejí pěti kruhovými konektory, které jsou součástí většího 25pólového konektoru. V říjnu 2020 byla vydána fyzicky téměř identická deska v2, která je vybavena mikrokontrolérem Cortex-M4 F, s větší pamětí a dalšími novými funkcemi.

Hardware

v1

Fyzická deska měří 43 mm × 52 mm a ve svém prvním výrobním cyklu obsahovala:

Image
micro: bit v1 s originálním obalem za ním
  • Nordic nRF51822 - 16 MHz 32bitový ARM Cortex-M0 mikrořadič , 256 KB flash paměť , 16 KB statické paměti RAM , 2,4 GHz Bluetooth nízkoenergetické bezdrátové sítě. Jádro ARM má schopnost přepínat mezi 16 MHz nebo 32,768 kHz .
  • NXP / Freescale KL26Z - 48 MHz ARM Cortex-M0 + core mikrokontrolér, který obsahuje s plnou rychlostí USB 2.0 On-The-Go (OTG) regulátoru, který se používá jako komunikační rozhraní mezi USB a hlavní Nordic mikrokontroléru. Toto zařízení také provádí regulaci napětí z USB napájení (4,5-5,25 V) až na nominálních 3,3 voltů používaných zbytkem desky plošných spojů. Při provozu na baterie se tento regulátor nepoužívá.
  • NXP/Freescale MMA8652 -3osý senzor akcelerometru přes sběrnici I²C .
  • NXP/Freescale MAG3110-3osý senzor magnetometru přes sběrnici I²C (funguje jako kompas a detektor kovů).
  • Konektor microUSB, konektor baterie, 25kolíkový konektor na okraji .
  • Displej sestávající z 25 LED diod v poli 5 × 5.
  • Tři hmatová tlačítka (dvě pro aplikace, jedno pro reset).

I/O obsahuje tři prstencové konektory (plus jeden napájecí jeden uzemnění), které přijímají krokodýlí klipy nebo 4 mm banánkové zástrčky a také 25kolíkový okrajový konektor se dvěma nebo třemi výstupy PWM , šest až 17 pinů GPIO (v závislosti na konfiguraci), šest analogových vstupů, sériové I/O, SPI a I²C . Na rozdíl od raných prototypů, které měly integrovanou baterii, lze k napájení zařízení použít externí bateriovou sadu (baterie AAA) jako samostatný nebo nositelný produkt. Jako důvody pro vyjmutí knoflíkové baterie z raných návrhů byly uvedeny obavy o zdraví a bezpečnost, jakož i náklady.

Dostupná dokumentace k návrhu hardwaru se skládá pouze ze schématu a rozpisky distribuované pod licencí Creative Commons By Attribution , není k dispozici žádné rozvržení desky plošných spojů . Kompatibilní referenční návrh společnosti Micro: bit Educational Foundation je však plně zdokumentován.

v2

v2, vydané 13. října 2020, obsahuje:

Image
micro: bit v2 s originálním obalem za sebou

V micro: bit v2 lze resetovací tlačítko použít k vypnutí desky podržením po dobu 3 sekund.

Software

Na webu nadace micro: bit jsou tři oficiální editoři kódu :

Zkušenosti s programováním Pythonu na Micro Bit poskytuje MicroPython . Uživatelé mohou ve webovém editoru Micro Bit psát skripty Pythonu, které jsou poté kombinovány s firmwarem MicroPython a nahrány do zařízení. Uživatelé mohou také získat přístup k MicroPython REPL běžícím přímo na zařízení prostřednictvím sériového připojení USB, což jim umožňuje přímou interakci s periferiemi Micro Bit.

Micro Bit byl vytvořen pomocí vývojových sad mbed ARM . Rozhraní run-time system and programming use the mbed cloud compiler service to compile the user's code into a .UF2 file. Zkompilovaný kód je poté přenesen na zařízení pomocí připojení USB nebo Bluetooth. Po připojení k počítači se zařízení zobrazí jako jednotka USB a kód lze flashovat přetažením souboru .UF2.

Mezi další editory BBC micro: bit patří:

  • Mu , editor Pythonu
  • Espruino , tlumočník JavaScriptu
  • EduBlocks , editor bloků pro MicroPython

Mezi další programovací jazyky pro BBC micro: bit patří:

Operační systémy, které lze vytvořit pro BBC micro: bit:

  • Zephyr - lehký operační systém Zephyr je dodáván se souborem požadovaných parametrů, aby jej bylo možné spustit na této desce.

Dějiny

Rozvoj

Micro Bit byl navržen tak, aby povzbudil děti k tomu, aby se aktivně zapojily do psaní softwaru pro počítače a budování nových věcí, než aby byly konzumenty médií. Byl navržen tak, aby fungoval společně s jinými systémy, jako je Raspberry Pi , a navázal na dědictví BBC s BBC Micro pro výpočetní techniku ​​ve vzdělávání. BBC plánovala od října 2015 darovat počítač zdarma každému 7 (11- a 12letému) dítěti v Británii (přibližně 1 milion zařízení). Před uvedením na trh byl k dispozici online simulátor, který by pomohl pedagogům připravit se, a někteří učitelé měli zařízení obdržet v září 2015. Zařízení bylo plánováno do obecného prodeje do konce roku 2015. Problémy však zpozdily spustit do 22. března 2016.

BBC měla těžké rozhodnutí vybrat si, která skupina školního roku bude první, kdo obdrží Micro Bity zdarma, a vedoucí oddělení BBC řekl: „Důvodem, proč jsme se v sedmém roce [spíše než v pátém roce] rozhodli, bylo, že měl větší dopad s touto věkovou skupinou ... více je zajímalo, jak ji používat mimo třídu “.

Plánování projektu začalo v roce 2012 v rámci programu BBC Computer Literacy Program a v době zahájení v červenci 2015 BBC přijalo 29 partnerů, kteří mu pomohli s výrobou, designem a distribucí zařízení. BBC uvedla, že většinu nákladů na vývoj nesli partneři projektu.

Partnerství

Vývoj Micro Bit je produktem řady partnerů spolupracujících s BBC:

  • Microsoft - přispěl svými odbornými znalostmi softwaru a přizpůsobil platformu TouchDevelop pro práci se zařízením. Hostuje projekty a kód pro uživatele zařízení. Rovněž vyvinul materiály pro školení učitelů pro toto zařízení.
  • Lancaster University - vývoj modulu runtime zařízení.
  • Farnell element14 - dohled nad výrobou zařízení.
  • Nordic Semiconductor - dodával CPU pro zařízení.
  • NXP Semiconductors - dodává senzory a USB řadič.
  • ARM Holdings - poskytoval mbed hardware, vývojové kity a kompilátorové služby.
  • Technologie nás zachrání - návrh fyzického vzhledu zařízení.
  • Barclays - podporované dodávání produktů a informační aktivity.
  • Samsung - vyvinul aplikaci pro Android a pomohl připojit zařízení k telefonům a tabletům.
  • Wellcome Trust - poskytovala učitelům a školám příležitosti ke vzdělávání.
  • ScienceScope - vývoj aplikace pro iOS a distribuce zařízení do škol.
  • Python Software Foundation -pracoval na přivedení MicroPythonu do zařízení, vytvořil nativní a webové editory Pythonu vhodné pro začátečníky, vytvořil řadu vzdělávacích zdrojů a organizoval vývojářské workshopy pro učitele.
  • Bluetooth SIG - Vyvinutý vlastní profil Bluetooth LE.
  • Creative Digital Solutions - vyvinul učební materiály, workshopy a informační aktivity.
  • Cisco - poskytovalo zaměstnanci a zdroje společnosti STEMNET na pomoc při národním zavádění.
  • Kódový klub -vytvořil sérii zdrojů kódování zaměřených na děti ve věku 9 až 11 let a doručoval je prostřednictvím dobrovolnických kódovacích klubů.
  • STEMNET - Poskytuje ambasadory STEM na podporu škol a učitelů a na styk s třetími stranami, jako jsou Bloodhound SSC a Cisco .
  • Kitronik-vyrobeno a rozdáno 5 500 e-textilních souprav pro BBC micro: bit učitelům D&T (Design & Technology) po celé Velké Británii. Navržený hardware, jako je deska ovladače motoru, umožňující BBC micro: bit ovládat zařízení, jako jsou motory a serva.
  • Tangent Design - Vytvořil identitu značky pro BBC micro: bit a vytvořil webové stránky.

Zásobník Prototyp zařízení a software vytvořený BBC výzkumu a vývoje , znázorněn v počáteční oznámení, byl použit pro testování návrh ve školách, a poskytují referenční specifikaci pro spolupráci se stavět.

Vzdělávací nadace Microbit

Po úspěšném zavedení micro: bitů ve Velké Británii předala BBC budoucnost BBC micro: bit a přijetí v jiných částech světa nově vytvořenému, neziskovému, Microbit Education Nadace. Oznámení bylo učiněno 18. října 2016 malé skupině novinářů a pedagogů na Savoy Place v Londýně, která zahrnovala přehled uplynulého roku a jejich plány do budoucna. Přechod z BBC na Micro: bit Education Foundation přesunul oficiální domov micro: bit z microbit.co.uk na microbit.org .

BBC licencovala hardwarovou technologii jako open source a umožňuje její výrobu po celém světě pro použití ve vzdělávání. Nadace na to dohlíží.

Dne 2. ledna 2018 bylo oznámeno, že Gareth Stockdale z BBC Learning bude následovat Zacha Shelbyho jako generálního ředitele Microbit Educational Foundation.

Referenční design Microbit

Nadace také poskytuje plně zdokumentovaný referenční návrh zařízení odlišného od prodávaného, ​​ale softwarově kompatibilního, se záměrem usnadnit nezávislý vývoj a výrobu zařízení a produktů odvozených z micro: bitů. Referenční návrh je hardwarem s otevřeným zdrojovým kódem, ale na rozdíl od uváděného zařízení na trh s licencí CC BY 4.0 je distribuován za podmínek licence pro hardware Solderpad, verze 0.51. Dostupná designová dokumentace pro referenční návrh zahrnuje jak schematické, tak rozvržení desek v několika formátech EDA suite.

micro: bit v2

Dne 13. října 2020 Micro: bit Educational Foundation oznámila revidovanou verzi micro: bit. Micro: bit v2, který je k dispozici za stejnou cenu jako původní micro: bit a sdílí svůj obecný design, obsahuje procesor Nordic nRF52833 (ARM Cortex-M4, 64 MHz, 128 KB RAM, 512 KB flash) a navíc mikrofon, reproduktor , dotykový senzor a režim úspory energie.

Viz také

Reference

Další čtení

  • „Začátek datové vědy, IoT a AI na počítačích s jednou deskou: základní dovednosti a aplikace v reálném světě s edicí BBC micro: bit a XinaBox 1. vyd.“ Autoři: Pradeeka Seneviratne, Philip Meitiner (2020)
  • „BBC micro: bit Recipes: Learn Programming with Microsoft MakeCode Blocks“ Autor: Pradeeka Seneviratne (2019)
  • „Začátek BBC micro: bit: Praktický úvod do vývoje micro: bitů“ Autor: Pradeeka Seneviratne (2018); Čínský překlad od Jasona Liu (2019)
  • „Robótica Educativa - 50 Proyectos con micro: bit“ Autor: Ernesto Martínez de Carvajal Hedrich (2018).
  • "Oficiální uživatelská příručka BBC micro: bit" Autor: Gareth Halfacree (2017)
  • „micro: bit in Wonderland: Coding & Craft with the BBC micro: bit“ Autoři: Tracy Gardner a Elbrie de Kock (2018).
  • „Začínáme s BBC Micro: Bit“ Autor: Mike Tooley (2017)
  • „Micro: Bit - Stručný průvodce pro učitele“ Autor: Ray Chambers (2015)

externí odkazy