Микро Бит
Одноплатный компьютер, разработанный BBC для использования в компьютерном образовании

BBC (Британская вещательная корпорация) micro:bit
micro:bit v1 (справа) и v2 (слева)
РазработчикBBC Learning , BBC R&D , ARM Holdings , Barclays , element14 , NXP Semiconductors , Ланкастерский университет , Microsoft , Samsung , Nordic Semiconductor , ScienceScope, Технологии спасут нас , Python Software Foundation
ТипОдноплатный микроконтроллер
Дата выпускаv1: 10 февраля 2016 г. [1]
v2: 13 октября 2020 г. [2]
Процессорv1: Nordic nRF51822, 16 МГц ARM Cortex-M0 ядро, 256 КБ Flash, 16 КБ RAM [3] [4]
v2: Nordic nRF52833, 64 МГц ARM Cortex-M4 ядро, 512 КБ Flash, 128 КБ RAM
СвязностьBluetooth LE , MicroUSB , краевой разъем
Веб-сайтmicrobit.org

Micro Bit (также известный как BBC Micro Bit или стилизованный как micro:bit ) — это встраиваемая система с открытым исходным кодом на базе аппаратного обеспечения ARM , разработанная BBC для использования в компьютерном образовании в Соединенном Королевстве . Впервые она была анонсирована при запуске кампании BBC Make It Digital 12 марта 2015 года [5] [6] с целью поставки 1 миллиона устройств учащимся в Великобритании. Окончательный дизайн и характеристики устройства были представлены 6 июля 2015 года [7], тогда как фактическая поставка устройств, изначально запланированная на сентябрь 2015 года для школ и на октябрь 2015 года для широкой публики [8] , началась 10 февраля 2016 года. [9] [10]

Устройство описывается как устройство размером с половину кредитной карты [11] и имеет процессор ARM Cortex-M0 , акселерометр и магнитометр, подключение по Bluetooth и USB, дисплей, состоящий из 25 светодиодов , две программируемые кнопки и может питаться как от USB, так и от внешнего аккумулятора. [3] Входы и выходы устройства осуществляются через пять кольцевых разъемов, которые являются частью более крупного 25-контактного краевого разъема. В октябре 2020 года была выпущена физически почти идентичная плата v2, которая оснащена микроконтроллером Cortex-M4F , с большим объемом памяти и другими новыми функциями.

Аппаратное обеспечение

версия 1

Физическая плата имеет размеры 43 мм × 52 мм и в первой партии продукции [обновлять][ 12] включала:

micro:bit v1 с оригинальной упаковкой позади него
  • Nordic nRF51822 – 16 МГц 32-битный микроконтроллер ARM Cortex-M0 , 256 КБ флэш-памяти , 16 КБ статической RAM , беспроводная сеть Bluetooth с низким энергопотреблением 2,4 ГГц . Ядро ARM имеет возможность переключения между 16 МГц или 32,768 кГц . [3] [4] [13] [14] [15] [16]
  • NXP/Freescale KL26Z – микроконтроллер с ядром ARM Cortex-M0+ 48 МГц , включающий полноскоростной контроллер USB 2.0 On-The-Go (OTG), используемый в качестве интерфейса связи между USB и основным микроконтроллером Nordic. Это устройство также выполняет регулировку напряжения от источника питания USB (4,5-5,25 В) до номинальных 3,3 вольт, используемых остальной частью печатной платы. При работе от батарей этот регулятор не используется.
  • NXP/Freescale MMA8652 – 3-осевой акселерометрический датчик через шину I²C . [17]
  • NXP/Freescale MAG3110 – 3-осевой датчик магнитометра через шину I²C (работает как компас и металлоискатель). [17]
  • Разъем MicroUSB , разъем аккумулятора, 25-контактный краевой разъем . [3] [15] [17] [18]
  • Дисплей, состоящий из 25 светодиодов в матрице 5×5. [15]
  • Три тактильные кнопки (две для приложений, одна для сброса). [19]

Ввод/вывод включает в себя три кольцевых разъема (плюс один для питания и один для заземления), которые принимают зажимы типа «крокодил» или 4-миллиметровые штекеры типа «банан » [19], а также 25-контактный краевой разъем с двумя или тремя выходами ШИМ , от шести до 17 контактов GPIO (в зависимости от конфигурации), шесть аналоговых входов, последовательный ввод/вывод, SPI и I²C . [17] В отличие от ранних прототипов, которые имели встроенную батарею, внешний батарейный блок (батарейки AAA) может использоваться для питания устройства как автономного или носимого продукта. [4] [11] [15] Проблемы со здоровьем и безопасностью, а также стоимость были названы в качестве причин для удаления батареи-таблетки из ранних конструкций. [20]

Доступная документация по проектированию оборудования состоит только из схемы и спецификации материалов, распространяемых по лицензии Creative Commons By Attribution , макет печатной платы недоступен. [21] [22] Однако совместимый эталонный проект Micro:bit Educational Foundation полностью документирован.

версия 2

v2, выпущенная 13 октября 2020 года, включает в себя: [23]

micro:bit v2 с оригинальной упаковкой позади него

В micro:bit v2 кнопку сброса можно использовать для выключения платы, удерживая ее в течение 3 секунд. [24] [25] [26]

Программное обеспечение

На сайте micro:bit foundation есть три официальных редактора кода:

Опыт программирования Python на Micro Bit обеспечивается MicroPython . [28] [29] Пользователи могут писать скрипты Python в веб-редакторе Micro Bit, которые затем объединяются с прошивкой MicroPython и загружаются на устройство. Пользователи также могут получить доступ к MicroPython REPL , работающему непосредственно на устройстве, через последовательное соединение USB, что позволяет им напрямую взаимодействовать с периферийными устройствами Micro Bit.

Micro Bit был создан с использованием комплектов разработки ARM mbed . Система выполнения и интерфейс программирования используют службу облачного компилятора mbed для компиляции кода пользователя в файл .UF2. Затем скомпилированный код прошивается на устройство с помощью USB или Bluetooth-подключений. Устройство отображается как USB-накопитель при подключении к компьютеру, и код можно прошивать, перетаскивая файл .UF2. [18]

Другие редакторы BBC micro:bit:

  • Mu, редактор Python
  • Espruino, интерпретатор JavaScript
  • EduBlocks, редактор блоков для MicroPython

Другие языки программирования для BBC micro:bit включают:

  • Free Pascal (инструкции)
  • Simulink в Matlab (пакет поддержки Simulink Coder для BBC micro:bit Board) регистрация сигналов, настройка параметров, разработка кода из редактора блоков Simulink.
  • C++ (инструкции)
  • Далее (инструкции)
  • Лисп (инструкции)
  • Ржавчина (инструкция)
  • Ада (инструкции)
  • Свифт (инструкции)
  • БАЗОВЫЙ (инструкции)

Операционные системы, которые могут быть созданы для BBC micro:bit:

  • Zephyr — облегченная ОС Zephyr поставляется с необходимым файлом параметров для ее запуска на этой плате.

История

Разработка

micro:bit был разработан, чтобы поощрять детей активно участвовать в написании программного обеспечения для компьютеров и создании новых вещей, а не быть потребителями медиа. [3] Он также был разработан для работы вместе с другими системами (такими как Raspberry Pi [30] ) и основывался на наследии BBC с BBC Micro для вычислений в образовании. BBC планировала бесплатно раздать компьютер каждому ученику 7-го класса (возраст 11 и 12 лет) в Великобритании, начиная с октября 2015 года - около 1 миллиона устройств. [4] [20] До запуска был доступен онлайн-симулятор, чтобы помочь педагогам подготовиться, и некоторые учителя должны были получить устройство в сентябре 2015 года. [3] Планировалось, что устройство поступит в широкую продажу к концу 2015 года. [3] [31] Однако из-за проблем запуск был отложен до 22 марта 2016 года. [8]

BBC пришлось принять трудное решение, какая возрастная группа первой получит бесплатные micro:bits, и руководитель отдела обучения BBC сказал, что причина, по которой они «выбрали 7-й класс, а не 5-й, заключается в том, что он оказал большее влияние на эту возрастную группу, поскольку они были больше заинтересованы в использовании его вне класса». [31]

Планирование проекта началось в 2012 году в рамках Программы компьютерной грамотности BBC, и к моменту запуска в июле 2015 года BBC привлекла 29 партнеров для помощи в производстве, проектировании и распространении устройства. [32] [33] BBC заявила, что большую часть расходов на разработку взяли на себя партнеры проекта.

Партнерства

Разработка Micro Bit является результатом работы ряда партнеров, сотрудничающих с BBC:

  • Microsoft – внесла свой вклад в разработку программного обеспечения и настроила платформу TouchDevelop для работы с устройством. Она размещает проекты и код для пользователей устройства. [32] Она также разработала учебные материалы для учителей для устройства. [3]
  • Университет Ланкастера – разработка среды выполнения устройства. [34]
  • Farnell element14 – официальный производитель и мировой дистрибьютор, контролирующий производство устройства. [3]
  • Nordic Semiconductor – поставляла процессор для устройства. [3]
  • NXP Semiconductors – поставляла датчики и USB-контроллер. [3]
  • ARM Holdings – предоставляла оборудование mbed , комплекты для разработки и услуги компилятора. [34]
  • Технологии спасут нас – проектирование внешнего вида устройства. [19]
  • Barclays – поддерживал доставку продукции и мероприятия по связям с общественностью. [34]
  • Samsung – разработала приложение для Android и помогла подключить устройство к телефонам и планшетам. [34]
  • Wellcome Trust – предоставлял возможности обучения для учителей и школ. [34]
  • ScienceScope – разработка приложения для iOS и распространение устройства в школах. [34]
  • Python Software Foundation – работал над внедрением MicroPython на устройства, создал собственные и веб-редакторы кода Python для начинающих, подготовил многочисленные образовательные ресурсы и организовал семинары под руководством разработчиков для учителей. [35] [36]
  • Bluetooth SIG – разработал собственный профиль Bluetooth LE. [37]
  • Creative Digital Solutions – разработанные учебные материалы, семинары и мероприятия по информированию. [38]
  • Cisco – предоставила персонал и ресурсы STEMNET для содействия национальному развертыванию. [38]
  • Code Club – создал серию ресурсов по кодированию, предназначенных для детей в возрасте от 9 до 11 лет и распространяемых через волонтерские клубы по кодированию. [38]
  • STEMNET – предоставил послов STEM для поддержки школ и учителей, а также для связи с третьими сторонами, такими как Bloodhound SSC и Cisco . [38]
  • Kitronik – Произведено и роздано 5500 наборов e-textile [ необходимо разъяснение ] для BBC micro:bit учителям D&T (Design & Technology) [ необходимо разъяснение ] по всей Великобритании. Разработано оборудование, такое как плата Motor Driver, позволяющее BBC micro:bit управлять такими устройствами, как двигатели и сервоприводы. [38]
  • Tangent Design – Создал фирменный стиль для BBC micro:bit и разработал веб-сайт. [38]

Прототип устройства и программного стека, созданные BBC R&D , продемонстрированные в первоначальном объявлении [39], использовались для тестирования предложения в школах и для предоставления справочной спецификации, на которой могло бы строиться партнерство. [40]

Образовательный фонд Microbit

После успешного внедрения micro:bit по всей Великобритании BBC передала будущее BBC micro:bit и принятие в других частях мира недавно сформированному некоммерческому фонду Microbit Education Foundation. [41] [42] Объявление было сделано 18 октября 2016 года небольшой группе журналистов и педагогов в Savoy Place в Лондоне, [43] включавшее обзор прошедшего года и планы на будущее. Переход от BBC к фонду micro:bit Education Foundation переместил официальный адрес micro:bit с microbit.co.uk на microbit.org.

BBC лицензировала технологию оборудования как открытую и позволяет производить ее по всему миру для использования в образовании. Фонд контролирует это. [31] [32]

2 января 2018 года было объявлено, что Гарет Стокдейл из BBC Learning сменит Зака ​​Шелби на посту генерального директора Microbit Educational Foundation. [44]

Референс-дизайн Microbit

Фонд также предоставляет полностью документированную референсную конструкцию устройства, отличающегося от продаваемого, но совместимого с программным обеспечением, с целью упрощения независимой разработки и производства устройств и продуктов на основе micro:bit. [45] Референсная конструкция представляет собой аппаратное обеспечение с открытым исходным кодом, но в отличие от продаваемого устройства, использующего лицензию CC BY 4.0, она распространяется на условиях лицензии Solderpad Hardware License, версии 0.51. [46] Доступная проектная документация для референсной конструкции включает как схему, так и макет печатной платы в нескольких форматах пакета EDA . [47]

микро:бит v2

13 октября 2020 года Образовательный фонд Micro:bit анонсировал обновленную версию micro:bit. Доступный по той же цене, что и оригинальный micro:bit, и разделяющий его общий дизайн, micro:bit v2 включает в себя процессор Nordic nRF52833 (ARM Cortex-M4, 64 МГц, 128 КБ ОЗУ, 512 КБ флэш-памяти), а также микрофон, динамик, сенсорный датчик и режим энергосбережения. [2]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Computing at School Community" . Получено 11 февраля 2016 г. .
  2. ^ ab "Новый BBC micro:bit V2 анонсирован #microbit @microbit_edu". 13 октября 2020 г.
  3. ^ abcdefghijk Энтони, Себастьян (7 июля 2015 г.). «BBC Micro:bit — бесплатный одноплатный ПК для каждого ученика 7 класса в Великобритании». arstechnica.uk . Получено 8 июля 2015 г.
  4. ^ abcd Шервин, Адам (7 июля 2015 г.). "BBC micro:bit: Может ли карманный компьютер „вдохновить цифровое творчество“ у британских детей?" . The Independent . Архивировано из оригинала 14 мая 2022 г. . Получено 7 июля 2015 г. .
  5. ^ «Микробит — может ли он сделать нас цифровыми?». BBC News . 15 марта 2015 г. Получено 29 июля 2018 г.
  6. ^ "BBC дарит детям мини-компьютеры в рамках программы Make it Digital". BBC News . 15 марта 2015 г. Получено 29 июля 2018 г.
  7. ^ "BBC и партнеры представляют знаковый проект BBC micro:bit". 6 июля 2015 г. Получено 13 сентября 2015 г.
  8. ^ ab "BBC защищает задержку 'действительно трансформационного' micro:bit". Wired . 18 сентября 2015 . Получено 17 ноября 2015 .
  9. ^ "BBC micro:bit at Bett 2016". 17 сентября 2015 г. Получено 29 июля 2018 г.
  10. ^ Сентанс, Сью ; Уэйт, Джейн; Ходжес, Стив; Маклеод, Эмили; Йоманс, Люси (2017). «Создание крутых вещей: опыт учеников в BBC micro:bit» (PDF) . SIGCSE '17: Труды технического симпозиума ACM SIGCSE 2017 года по образованию в области компьютерных наук : 531– 536. doi : 10.1145/3017680.3017749. S2CID  18976762.
  11. ^ ab Kamen, Matt (12 марта 2015 г.). «Micro Bit: практический опыт работы с комплектом кодирования BBC». Wired UK – через www.wired.co.uk.
  12. ↑ Белл, Ли (7 июля 2015 г.). «BBC объединяется с ARM, Microsoft и Samsung, чтобы запустить Micro:bit и заставить детей программировать». The Inquirer. Архивировано из оригинала 9 июля 2015 г.
  13. ^ Остин, Джонатан (7 июля 2015 г.). «Работа с BBC над micro:bit: Часть 1 – использование mbed HDK». …мы подключили их к комплекту разработчика Nordic NRF51822, который использует тот же чип, что и micro:bit…
  14. ^ Представляем BBC micro:bit (Shockwave Flash) (Телевизионное производство). BBC. 7 июля 2015 г. Событие происходит в 00:39.
  15. ^ abcd Франклин-Уоллис, Оливер (7 июля 2015 г.). "BBC представляет окончательный дизайн компьютера Micro:Bit". wired.co.uk . Получено 8 июля 2015 г. .
  16. ^ "BBC micro:bit | Mbed". os.mbed.com .
  17. ^ abcd "BBC micro:bit". mbed.org . Получено 8 июля 2015 г. BBC micro:bit основан на mbed HDK. Целевой микроконтроллер — Nordic nRF51822 с 16 КБ ОЗУ, 256 КБ флэш-памяти. Помимо nRF51822 есть также встроенный акселерометр и магнитометр от Freescale.
  18. ^ ab Williams, Alun (8 июля 2015 г.). «Micro Bit воссоединяет BBC и ARM для грандиозной образовательной инициативы». Electronics Weekly . Получено 8 июля 2015 г.
  19. ^ abc "Новаторская инициатива по вдохновению цифрового творчества и развитию нового поколения технологических пионеров". BBC . Получено 8 июля 2015 г.
  20. ^ ab Anderson, Tim. «Почему BBC набивает школьные сумки бесплатными компьютерами Micro:bit». The Register . Получено 8 июля 2015 г.
  21. ^ "micro:bit Circuit Schematics" . Получено 25 июля 2018 г. .
  22. ^ "Creative Commons Attribution 4.0 International Public License ("CC BY 4.0")". GitHub . Получено 25 июля 2018 г. .
  23. ^ «Аппаратное обеспечение».
  24. ^ "Все, что вам нужно знать о BBC micro:bit V2" . Получено 22 февраля 2021 г.
  25. ^ "micro:bit shield for MakeCode Arcade" . Получено 22 февраля 2021 г. .
  26. ^ "Встречайте новый BBC micro:bit" . Получено 22 февраля 2021 г. .
  27. ^ Уильямс, Алан (7 июля 2015 г.). «Ручное использование пользовательского интерфейса BBC Micro-Bit». ElectronicsWeekly.com . Получено 8 июля 2015 г.
  28. ^ «История MicroPython на BBC micro:bit». ntoll.org . 20 октября 2015 г. Получено 13 ноября 2015 г.
  29. ^ "MicroPython для BBC micro:bit". GitHub . Получено 13 ноября 2015 г.
  30. ^ Стюарт Дредж. «BBC Micro Bit будет дополнять Raspberry Pi, а не конкурировать с ним». The Guardian .
  31. ^ abc Dredge, Stuart (7 июля 2015 г.). «BBC раздаст школьникам 1 млн компьютеров Micro:bit». The Guardian . Получено 8 июля 2015 г.
  32. ^ abc Брайан, Мэтт (7 июля 2015 г.). «Как появился Micro:bit BBC». Engadget . Получено 8 июля 2015 г.
  33. ↑ Stainer, Katie (7 июля 2015 г.). «Microsoft и BBC micro:bit: миллион способов вдохновить поколение». Microsoft . Получено 8 июля 2015 г.
  34. ^ abcdef Белл, Ли. «BBC объединяется с ARM, Microsoft и Samsung, чтобы запустить Micro:bit и заставить детей кодировать». The Inquirer . Архивировано из оригинала 9 июля 2015 г. Получено 8 июля 2015 г.
  35. ^ "Миллион детей". Python Software Foundation News . 22 марта 2016 г. Получено 24 апреля 2016 г.
  36. ^ "BBC запускает MicroBit". Python Software Foundation News . 12 марта 2015 г. Получено 13 ноября 2015 г.
  37. ↑ Буш, Стив (4 марта 2016 г.). «Bluetooth SIG создает профиль для BBC micro:bit».
  38. ^ abcdef «Образовательный фонд Micro:bit». microbit.org .
  39. ^ Уэйкфилд, Джейн (12 марта 2015 г.). «BBC дарит детям мини-компьютеры в рамках программы Make it Digital». BBC News . Получено 6 августа 2015 г.
  40. ↑ Спаркс, Майкл (7 июля 2015 г.). «Прототипирование BBC micro:bit». BBC . Получено 6 августа 2015 г. .
  41. ^ "Micro:bit Educational Foundation is here! | micro:bit". Архивировано из оригинала 8 ноября 2016 года . Получено 8 ноября 2016 года .
  42. ^ Келион, Лео (19 октября 2016 г.). «Мини-компьютер Micro Bit направляется за границу». BBC News .
  43. ^ "Запуск образовательного фонда micro:bit". Kitronik Ltd.
  44. ^ "Добро пожаловать, Гарет Стокдейл" . Получено 11 марта 2018 г.
  45. ^ "micro:bit Reference Design" . Получено 25 июля 2018 г. .
  46. ^ "Файл лицензии репозитория эталонного дизайна". GitHub . Получено 25 июля 2018 г. .
  47. ^ "micro:bit Reference Design" . Получено 13 сентября 2018 г. .

Дальнейшее чтение

  • «Начало науки о данных, Интернета вещей и искусственного интеллекта на одноплатных компьютерах: основные навыки и практическое применение с BBC micro:bit и XinaBox, 1-е изд. Издание» Авторы: Прадика Сеневиратне, Филип Мейтинер (2020)
  • «BBC micro:bit Recipes: Изучите программирование с помощью блоков Microsoft MakeCode» Автор: Прадика Сеневиратне (2019)
  • «Beginning BBC micro:bit:A Practical Introduction to micro:bit Development» Автор: Прадика Сеневиратне (2018); китайский перевод Джейсона Лю (2019)
  • «Robótica Educativa — 50 Proyectos con micro:bit» Автор: Эрнесто Мартинес де Карвахаль Хедрич (2018).
  • «Официальное руководство пользователя BBC micro:bit» Автор: Гарет Халфакри (2017)
  • «micro:bit в Стране чудес: кодирование и творчество с BBC micro:bit» Авторы: Трейси Гарднер и Элбри де Кок (2018).
  • «Начало работы с BBC Micro:Bit» Автор: Майк Тули (2017)
  • «Micro:Bit – Краткое руководство для учителей» Автор: Рэй Чемберс (2015)
  • Официальный сайт
  • Технические характеристики BBC micro:bit
  • Распиновка BBC micro:bit edge
  • практический опыт работы с Micro Bit от BBC (оригинальный прототип)
  • BBC micro:bit в Microsoft Research
  • Репозитории BBC micro:bit на GitHub
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Micro_Bit&oldid=1270612647"