Publicado : 24/02/2021 Todo sobre el microordenador micro:bit – porque usarla y cómo - Categorías : Productos Productos relacionados Micro:bit BBC v2 - Microordenador Monoplaca WiFi, BLE 5.0, OBSOLETO Kit de 28 Sensores Grove con shield para BBC micro:bit Seeed Grove Inventor kit para micro:bit TOBBIE II, El robot montable inteligente con micro:bit - KSR20 Juguete educativo Descubre porque micro:bit es la plataforma ideal para enseñar electrónica a los niños y niñas, pero también para aprender en familia, desarrollar proyectos más avanzados o incluso aprender programación desde 0. Todas las características y especificaciones técnicas detalladas sobre la nueva micro:bit v2, explicación del software y del mejor material y kits para sacarle el máximo rendimiento a la plataforma de la BBC. Índice 1. Introducción e historia 2. Aprendiendo 3. Características y especificaciones 3.1 Hardware 3.2 Software 1. Introducción e historia Micro:bit es el resultado del esfuerzo de la BBC británica y su iniciativa ¨Make it digital¨ para diseñar un microordenador que permitiera la enseñanza en las escuelas tanto de la programación como de la electrónica. Y desarrollaron esta potente plaquita y toda la importante plataforma que lleva a su lado en 2015. La placa, tanto su versión antigua como la nueva v2, es un sistema integrado de hardware de código abierto basado en ARM del tamaño de la mitad de una tarjeta de crédito. No es sólo una placa con varias opciones, es una plataforma interactiva donde dar rienda suelta a tu imaginación y creatividad, y también encontrar la de otros. Esta placa fue pensada para trabajar en conjunto con otros sistemas, como Raspberry Pi. Su desarrollo es el resultado de varios socios que trabajan con la BBC. Las asociaciones pronto crecieron para fomentar este proyecto: • Microsoft : contribuyó con su experiencia en software y personalizó la plataforma TouchDevelop para que funcione con el dispositivo. Aloja los proyectos y el código para los usuarios del dispositivo. También ha desarrollado los materiales de formación de profesores para el dispositivo. • Universidad de Lancaster: desarrollo del tiempo de ejecución del dispositivo. • Farnell element14 : supervisión de la fabricación del dispositivo. • Nordic Semiconductor : suministró la CPU para el dispositivo. • Semiconductores NXP : se suministran los sensores y el controlador USB. • ARM Holdings : proporcionó hardware mbed , kits de desarrollo y servicios de compilación. • Tecnology Will Save Us : diseñando la apariencia física del dispositivo. • Barclays : actividades de divulgación y entrega de productos respaldadas. • Samsung : desarrolló una aplicación para Android y ayudó a conectar el dispositivo a teléfonos y tabletas. • The Wellcome Trust : brindó oportunidades de aprendizaje para maestros y escuelas. • ScienceScope: desarrollo de una aplicación para iOS y distribución del dispositivo a las escuelas. • Python Software Foundation : trabajó para llevar MicroPython al dispositivo, creó editores de código de Python nativos y basados en la web para principiantes, produjo numerosos recursos educativos y organizó talleres dirigidos por desarrolladores para maestros. • Bluetooth SIG : desarrolló el perfil Bluetooth LE personalizado. • Creative Digital Solutions: desarrollo de materiales didácticos, talleres y actividades de divulgación. • Cisco : proporcionó personal y recursos a STEMNET para ayudar con la implementación nacional. • Code Club : creó una serie de recursos de codificación dirigidos a niños de 9 a 11 años y se entregó a través de clubes de codificación gestionados por voluntarios. • STEMNET : proporcionó embajadores STEM para apoyar a las escuelas y los maestros y para servir de enlace con terceros como Bloodhound SSC y Cisco . • Kitronik - Produjo y regaló 5.500 kits de e-textiles para la BBC micro: bit a profesores de D&T en todo el Reino Unido. Hardware diseñado como una placa de controlador de motor para permitir que el micro: bit BBC controle dispositivos como motores y servos. • Tangent Design: creó la identidad de marca para BBC micro:bit y desarrolló el sitio web Por lo tanto, puedes ver que hay un gran respaldo detrás de la marca, la placa y la plataforma en general. Todo esto, junto por supuesto una multitud de proyectos, juegos, programación en varios lenguajes, electrónica y diversión, hacen de la micro:bit una conocida solución STEAM desde que se lanzó hasta día de hoy. Educa e inicia en los conocimientos Science, Technology, Engineering, Arts and Maths (STEAM), fomentando el desarrollo de los más jóvenes con la micro:bit y sus opciones. 2. Aprendiendo Esta nueva versión de la mini placa está pensada para que los más jóvenes interactuéis con la electrónica de una forma didáctica y divertida. Esta placa se puede programar de muchísimas formas, incluso desde tu móvil Android e iOS, con lenguajes con JavaScript Blocks o con Phyton. Puedes seguir nuestra guía Primeros Pasos con micro:bit • Introducción a micro:bit • Primer paso: Encendido • Segundo paso: Configuración • Tercer paso: Nuestro primer programa • Cuarto paso: Cargar nuestro programa • Quinto paso: micro:bit portátil • Sexto paso: Otros bloques de programación • Séptimo paso: Tutoriales y ejemplos • Octavo paso: Programa con tu móvil • Noveno paso: Programación avanzada Una vez sepas lo mínimo sobre ella, descubrirás que no dejará de sorprenderte. Recomendamos que explores todas las webs y plataformas que ofrece, incluso aunque no tengas la placa y te estés pensando compran una micro:bit. Desde su web oficial, tienes disponible un montón de material, tanto para profesores como para aprender a usarla como usuario. Haz clic aquí para entrar en ella (https://archive.microbit.org/es/). Como explicamos en nuestra guía, puedes entrar a su sencillo sistema de programación haciendo clic en esta web: https://makecode.microbit.org/ Con esta web puedes programar tu micro:bit para que haga muchas cosas como podrás ver. Si conoces Scratch o Mblock, verás cómo es muy parecido e igual de fácil. Hay muchos ejemplos, clasificados por categorías fáciles de entender: Experimentos de ciencia, de Blocks a JavaScript, herramientas, código para profesores, juguetes, música, radio, ciencias, o juegos de radio (que te permite interactuar con otras micro:bit de muchas formas). La plataforma micro:bit también tiene más ejemplos y lecciones en su web. No dudes en entrar y descubrirlos haciendo clic aquí. Y por supuesto, puedes usar sus pines GPIO para multitud de aplicaciones. Para ello puedes usar la gran mayoría de sensores y actuadores electrónicos del mercado. Hay muchos kits de iniciación, muy útiles para hacer grandes proyectos y tocar todos los sectores de la electrónica, descubriendo así la enorme capacidad de esta. Kit de 28 Sensores Grove con shield para BBC micro:bit – Referencia B0076 Pantalla LCD TFT 1.8 pulgadas SPI para Micro:Bit – Referencia RA060 3. Características y especificaciones Como ya vimos, en octubre de 2020, sacaron una nueva versión de la plaquita, la cual incluía como principal novedad un micrófono y un sensor táctil capacitivo. Pero veamos todas sus características en profundidad, más allá de lo superficial. El 13 de octubre de 2020 vio el lanzamiento de la versión 2 de Micro:Bit utilizando un Nordic Semiconductor nRF52833 (ARM Cortex-M4). Las mejoras frente a la versión anterior incluyen una velocidad de CPU de 64 MHz (frente a 16 MHz), el doble de FLASH (512 KB) y 8 veces la RAM (128 KB). Además, se agregan un botón de sensor táctil, micrófono y altavoz; mientras que el botón de reinicio ahora se puede usar para apagar la placa manteniéndolo presionado durante 3 segundos. ¡Estas nuevas características aportan nuevas posibilidades! • Reproduce sonidos gracias al altavoz • Sentir y reaccionar al sonido y música gracias al micrófono incorporado • Controla juegos o salta canciones en una lista de reproducción, por ejemplo, con el nuevo botón táctil del logo. • Ahorrar consumo de pilas gracias al modo de reposo/apagado (con indicador LED) 3.1 Hardware Como hemos dicho, el micro:bit es un ordenador de placa única (SBC) el cual contiene un procesador de aplicaciones con una variedad de periféricos en el chip. A este chip se conectan otros periféricos. Un procesador de interfaz está conectado al procesador de la aplicación y gestiona la comunicación a través de la interfaz USB, incluyendo el proceso de arrastrar y soltar el código. El procesador de interfaz no controla ninguno de los periféricos de la placa, pero está conectado al procesador de aplicaciones en el bus I2C interno de la placa. El diagrama de bloques es el siguiente: Diagrama de bloques de micro:bit v2 Ahora vamos a ver parte por parte todos los componentes de la micro:bit v2. Nota: todos los datasheets disponibles están al final del artículo. Procesador - nRF52 Application Processor El procesador de aplicaciones nRF52 es donde se ejecutan los programas de usuario. Una única aplicación completa, incluyendo el código de usuario, el código de ejecución y la pila Bluetooth, se carga y ejecuta directamente desde la memoria flash del chip. Este procesador proporciona todos los pines GPIO accesibles para el usuario. Hay un periférico de radio de 2,4 GHz a bordo que se utiliza para proporcionar Bluetooth y capacidades de radio personalizadas a través de una antena fuera del chip. Bluetooth Wireless Communication El transceptor de 2,4 GHz integrado admite comunicaciones Bluetooth a través del SoftDevice Nordic S140, que proporciona una pila de Bluetooth de baja energía totalmente cualificada. Esto permite que el micro:bit se comunique con una amplia gama de dispositivos Bluetooth, incluyendo teléfonos inteligentes y tabletas. Comunicaciones por radio de bajo nivel El transceptor de 2,4 GHz integrado es compatible con otros estándares de radiocomunicación Este protocolo proporciona una interfaz de radio de transmisión de paquetes pequeños muy sencilla entre otros dispositivos que lo soportan, como por ejemplo interfaz de radio de transmisión de paquetes pequeños entre otros dispositivos que lo soportan, como como otros dispositivos micro:bit. La interfaz 'radio' que aparece en varios idiomas en el micro:bit está construida sobre este protocolo. Además, el software de ejecución de micro:bit añade un "código de grupo" a cada carga de datos, lo que permite el direccionamiento y filtrado de dispositivos gestionados por el usuario. de usuario, lo que permite un direccionamiento y un filtrado sencillos del dispositivo. Botones Los dos botones de la parte delantera del micro:bit, y el botón 1 de la parte trasera, son botones de tacto pulsadores momentáneos. El botón trasero está conectado al procesador de interfaz KL27 y al procesador NRF52 para el reinicio del sistema. Esto significa que la aplicación se reiniciará independientemente de si se alimenta del USB o de la batería. Los botones frontales A y B pueden ser programados en la aplicación de usuario para cualquier propósito. A y B se desmarcan por software, lo que también incluye la pulsación corta, la pulsación larga y la detección de "ambas A+B'. Los botones funcionan en un modo eléctrico invertido típico, en el que una una resistencia de pullup asegura un '1' lógico cuando el botón se suelta, y un '0' lógico cuando el cuando se pulsa el botón. Ambos botones A y B están conectados a los pines GPIO que también son accesibles en el conector micro:bit edge. Display La pantalla es una matriz de 5x5 LEDs. Está conectada al micro:bit como una matriz de 5x5. El software en tiempo de ejecución refresca repetidamente esta matriz a gran velocidad, de forma que esté dentro del rango de persistencia de la visión del usuario, y no se detecte ningún parpadeo. Esta matriz de LEDs también se utiliza para detectar la luz ambiental, cambiando repetidamente algunos de los pines de accionamiento de los LEDs en entradas y muestreando el tiempo de caída de tensión, que es aproximadamente proporcional a los niveles de luz ambiental. Sensor de movimiento – Motion Sensor El micro:bit tiene un chip combinado de acelerómetro y magnetómetro que proporciona una detección de 3 ejes y detección de la intensidad del campo magnético. También incluye algunos gestos a bordo (como la detección de caídas) en hardware, y detección de gestos adicionales (por ejemplo, logoup, logo-down, shake) a través de algoritmos de software. Un algoritmo de software en el tiempo de ejecución estándar utiliza el acelerómetro de la placa para convertir las lecturas en una lectura de brújula independiente de la orientación de la placa. independiente de la orientación de la placa. La brújula debe calibrarse antes de su uso, y el proceso de calibración es iniciado automáticamente por el software de ejecución. Este dispositivo está conectado al procesador de la aplicación a través del bus I2C. El micro:bit tiene una huella para dos sensores de movimiento diferentes: uno hecho por ST (el LSM303AGR) y uno de NXP (FXOS8700CQ). El micro:bit DAL soporta ambos sensores sensores, detectándolos en tiempo de ejecución. Sólo se colocará un sensor. Detección de temperatura El procesador de aplicación NRF52 dispone de un sensor de temperatura del núcleo integrado. Éste se expone a través del software de ejecución estándar y proporciona una estimación de la temperatura ambiente. Altavoz Además de la salida de sonido a través de PWM en los pines, el micro:bit tiene un altavoz magnético montado en la PCB en el que se refleja la salida de sonido. Micrófono Un micrófono MEMs integrado proporciona una entrada de sonido al micro:bit y un indicador LED incorporado en la parte frontal de la placa muestra al usuario cuando está alimentado. El micrófono tiene un circuito externo de polarización de 33K:1K (alimentación a tierra) y está acoplado a la clavija de entrada del micrófono. Alimentación La alimentación del micro:bit puede ser proporcionada a través de 5V en el conector USB, o a través de una batería de 3V conectada al conector JST. También es posible (con cuidado) alimentar el micro:bit desde los anillos de 3V /GND en el conector del borde. Los anillos de 3V /GND de la parte inferior pueden utilizarse para alimentar circuitos externos. La placa utiliza un LDO especificado hasta 300mA, con corte térmico para la protección contra cortocircuitos. Interfaz El chip de interfaz maneja la conexión USB, y se utiliza para flashear nuevo código al micro:bit, enviando y recibiendo datos en serie de ida y vuelta a tu ordenador principal. Comunicaciones USB El micro:bit tiene una pila de comunicaciones USB integrada en el firmware del chip de interfaz. Esta pila proporciona la capacidad de arrastrar y soltar archivos en la unidad MICROBIT con el fin de cargar el código en el procesador de aplicaciones. También permite que los datos en serie sean transmitidos hacia y desde el procesador de aplicaciones micro:bit a través de USB a un ordenador host externo, y soporta el protocolo CMSIS-DAP para la depuración del host de los programas de aplicación. Depuración - Debugging El procesador de interfaz puede utilizarse con herramientas especiales para depurar el código que se ejecuta en el procesador de aplicación. Se conecta al procesador de aplicación a través de 4 cables de señal. El código del procesador de interfaz KL27 también se puede depurar a través de su interfaz de depuración de software SWD integral, por ejemplo, para cargar el código inicial del cargador de arranque en este procesador en el momento de la fabricación, o para recuperar un cargador de arranque perdido. General Purpose Input/Output Pins El conector de borde saca muchos de los circuitos GPIO del procesador de aplicación. Algunos de estos circuitos se comparten con otras funciones del micro:bit, pero muchos de estos circuitos adicionales pueden reasignarse a un uso de propósito general si se desactivan algunas funciones del software. Pinout GPIO Aquí está el mapa de pines y la asignación del nRF52833: Mecánica Tenemos unos bonitos dibujos y modelos CAD en 2D y 3D del micro:bit que incluyen todas las dimensiones importantes. Estos modelos se pueden utilizar como base para generar imágenes de marketing y proyectos realmente bonitos del micro:bit, pero también como base para la fabricación precisa de accesorios, por ejemplo, a través de la impresión 3D. 51,60mm(w) 42,00mm(h) 11,65mm(d), profundidad del botón a la placa 4,55mm, profundidad del altavoz a la placa 3,00mm, conector JST a la placa 5,50mm. 3.2 Software Hay dos editores de código oficiales en el sitio web de la fundación micro: bit, los cuales podemos ver también en nuestra guía Primeros Pasos: • Microsoft MakeCode • MicroPython La experiencia de programación de Python en Micro Bit es proporcionada por MicroPython. Los usuarios pueden escribir scripts de Python en el editor web de Micro Bit que luego se combinan con el firmware de MicroPython y se cargan en el dispositivo. Los usuarios también pueden acceder a MicroPython REPL que se ejecuta directamente en el dispositivo a través de la conexión en serie USB, lo que les permite interactuar directamente con los periféricos de Micro Bit. El Micro Bit se creó utilizando los kits de desarrollo ARM mbed . El sistema en tiempo de ejecución y la interfaz de programación utilizan el servicio de compilación en la nube mbed para compilar el código del usuario en un archivo.UF2. Luego, el código compilado se transfiere al dispositivo mediante conexiones USB o Bluetooth. El dispositivo aparece como una unidad USB cuando se conecta a una computadora, y el código se puede flashear arrastrando y soltando el archivo.UF2. Otros editores de BBC micro: bit incluyen: • Mu, un editor de Python • Espruino, un intérprete de JavaScript • EduBlocks, un editor de bloques para MicroPython Otros lenguajes de programación para BBC micro: bit incluyen: • Free Pascal Compiler (FPC) • Simulink en Matlab (Paquete de soporte de codificador de Simulink para BBC micro: bit Board) registro de señales, ajuste de parámetros, desarrollo de código desde el editor de bloques de Simulink. • C ++ • Forth • Lisp • Rust • Ada • Swift • BASIC Sistemas operativos que se pueden construir para BBC micro: bit: • Zephyr : el sistema operativo ligero Zephyr viene con el archivo de parámetros requerido para poder ejecutarlo en esta placa. Fuentes: https://en.wikipedia.org/wiki/Micro_Bit https://www.robotsparaninos.com/microbit-la-placa-reina-de-las-escuelas-britanicas/ https://microbit.org/get-started/first-steps/introduction/ http://microes.org/que-es-microbit.php https://raspberrypi.dk/wp-content/uploads/2020/10/BBC-microbit-v2-datasheet-v1.2.pdf Datasheets: • micro:bit V2 assembly diagram • KL27 datasheet • KL26 datasheet • nRF52833 datasheet • nRF51822 datasheet • LSM303AGR datasheet • FXOS8700 datasheet • MAG3110 datasheet • MMA8653FC datasheet • PRT5xx datasheet • BAT60A datasheet • CON1 datasheet • SWD Interface • USB Mass Storage Class • USB Communications Device Class