Проекты на базе BBC micro:bit

Время чтения: 11 минут

Эксперт — Бураков Даниил

Computer Vision специалист, эксперт в области 3D моделирования и печати, интересуется ROS, SLAM, Machine Learning, Inverse Kinematics, коллаборативной робототехникой

А в жизни на одних навыках программирования далеко не уедешь. Никто не даёт ожидаемые входные и выходные данные, тесты и понятное описание задачи. В жизни нужны мистеры Вульфы, которые решают проблемы. То есть люди, которые определяют и понимают проблему, моделируют риски, анализируют возможные решения и корректно решают поставленные задачи.

Один из способов заинтересовать детей в решении проблем - мейкерство. Это интересные задачи, свобода выбора способа решения и осязаемые результаты. Кроме этого, ребятам нужно анализировать решения друг друга и отстаивать свою точку зрения. Да, трудностей не избежать, но с опытным учителем-мейкером кривая обучения будет оптимальной.

Micro:bit - плата размером в 43x52 мм с ARM Cortex-M0. На борту платы: светодиодная матрица 5x5, три кнопки, Bluetooth-модуль, датчики освещённости и температуры, акселерометр и магнитометр и 23 GPIO пина, из которых 5 пинов поддерживают зажимы-крокодилы и бананы. Все датчики встроены в плату, что помогает творить, не беспокоясь о правильности подключения земли и питания, дребезжащих кнопках и философском вопросе “RX или TX?”.

Micro:bit – это платформа, которая преподает азы программирования для детей старше 7 лет. Освоить Micro:bit легче, чем другие площадки, благодаря дружелюбному интерфейсу, заготовленным проектам, исчерпывающим инструкциям и отсутствию кучи проводов, как в Arduino.

Micro:bit подойдет для школьного курса информатики и для занятий в робототехнических кружках. Виртуальный класс поможет учителю уследить за большим количеством учеников. Делиться кодом, наблюдать за прогрессом учеников в реальном времени, сохранять результаты и возвращаться к ним, когда понадобится, станет легче. Готовые методические материалы и планы обучения размещены здесь и здесь.

Ребёнок легко войдёт в программирование, поскольку Microsoft MakeCode поддерживает Scratch, JavaScript и мгновенную конвертацию одного в другой. Ещё один плюс MakeCode - никаких программ ставить не нужно. Подключите плату по USB, откройте браузер, запрограммируйте и загрузите код одной кнопкой.

Пишите программы на MicroPython и С++, Matlab Simulink и Free Pascal, BASIC и Swift, Ada, Lisp и Rust. Изучайте блочное, процедурное, объектно-ориентированное, динамическое и функциональное программирование с Edublocks.

А ещё micro:bit поддерживает Zephyr RTOS (Real Time Operating System). Zephyr отобьет боязнь интерфейсов с командной строкой, поможет разобраться с тем, как работают операционные системы и позволит поглубже залезть в низкоуровневое программирование.

Соревнования с micro:bit, которые проводятся на робототехнических фестивалях, дают ребятам проверить и применить навыки в жизни, тренируют стрессоустойчивость, помогают найти единомышленников и приносят незабываемые впечатления.

Так, с тем, что такое micro:bit разобрались. Теперь посмотрим, какие проекты реализуются на основе наборов, перечисленных ниже.

Изучаем программирование с азов

Стартовый набор BBC micro:bit

Знакомство с micro:bit начинается со стартового набора: плата, батарейный отсек с батарейками и USB кабель. Кажется, что этого недостаточно, но даже с начальным набором ребёнок реализует много увлекательных проектов. Например, именной значок или счётчик шагов. Именной значок познакомит ребят с принципом работы LED экранов и покажет, как работает бегущая строка. Счётчик шагов расскажет о том, что такое акселерометр и 3D система координат, как с ними работать и как это применять.

Starter Kit BBC micro:bit с платой расширения Super:bit

Следующий уровень в изучении micro:bit - использование GPIO пинов. Этот образовательный набор расширяет возможности micro:bit. На плате расширения установлены отсек для аккумуляторной батареи, пьезоизлучатель и светодиоды, выведены 2.54 мм пины, коннекторы моторов и I2C. Здесь размещены проекты с использованием Super:bit. Дополнительные мелочи - моторы, сервомоторы, трехпиновые датчики и детали LEGO для сборки корпуса - позволят воплотить в жизнь новые проекты: умный вентилятор, который будет работать, когда в комнате становится слишком жарко; катапульту, которая познакомит ребят с принципами работы сервомоторов, да и настроение поднимет.

Стартовый набор на базе micro:bit с платой расширения Basic:bit

Когда LEGO Mindstorms уже надоел и хочется свежачка, взгляните на этот набор. Сюда загружены готовые проекты на основе этого набора, например, умное баскетбольное кольцо, которое будет считать количество попаданий. Инструкцию по сборке и код искать тут.

Интернет вещей и умный дом с наборами micro:bit

Стартовый набор BBC micro:bit с комплектом датчиков

Хочется светлое будущее, умный дом и интернет вещей IoT? С этим набором ребята научатся работать с сенсорами, разберутся с идеями IoT и анализа данных, а также поймут, каково быть мейкером. В комплекте идёт куча датчиков, контролирующие устройства, плата расширения для micro:bit, макетная плата и провода для обвязки.

На основе набора можно построить умный дом своими руками, который автоматически регулирует освещенность и температуру, собирает данные о состоянии дома и отсылает их на Thingspeak для анализа, извещает о незваных гостях и много чего ещё. Примеры с кодом вы найдёте здесь. Пример проекта с этим набором - автополив растений. Ребята позаботятся о цветах в классе и изучат много полезного. Инструкции по сборке и код.

Набор для автополива на базе BBC micro:bit

Перенесите автополив растений в огород! Но здесь понадобится устройство посерьезнее, чем трубочка с контроллером. В комплектации набора для автополива идут датчик влажности, датчик дождя, насос и реле - всё, что нужно, чтобы оборудовать огород умными шлангами и поливалками. Видео пример и код смотреть здесь.

Alsrobot IoT Development Kit набор на основе micro:bit

Если IoT заинтересовал по полной, обратите внимание на этот набор. Alsrobot IoT Development Kit даст ребятам среду для размышления о едином дизайне и универсальности разъемов устройств, покажет насколько важны plug-and-play устройства, поможет в создании умного дома, автоматической метеостанции, люксметра и много чего ещё. Создайте вентилятор с контролем через интернет! Видео сморите тут.

Творческий подход к программированию

Набор на основе BBC micro:bit Yahboom Croco:kit

Любителям "крокодилов" посвящается. В конструкторе идут сенсоры и актуаторы с разъемами под зажимы типа крокодил, которые сэкономят время, избавив от пайки и сборки и дадут быстро проверить идею и собрать прототип. Например, из деталей набора и фруктов ребёнок соберёт фруктовое пианино, которое станет введением в понятия проводимости, сопротивления и электрической емкости. Уроки и код искать тут.

Часы ElecFreaks Smart Coding Kit набор на базе micro:bit

Если хочется заинтересовать любителей гаджетов в мейкерстве, обратите внимание на этот набор. Соберите умные часы с термометром, компасом, секундомером, шагомером, рандомайзером и другими полезностями на основе набора ElecFreaks Smart Coding Kit. Код и инструкции по сборке размещены здесь.

Мини-консоль KittenBot Meowbit совместимая с BBC micro:bit

Этот набор понравится как будущим разработчикам игр, так и любителям поиграть в ретро-игры. Можно просто играть в готовые игры на Micro:bit, а можно написать игру самому. Игры и коды к ним посмотрите здесь.

Yahboom micro:bit Buidling bit Starter Kit

Этот набор понравится любителям LEGO. В комплекте идут детали для сборки как минимум 9 роботов. К примеру, можно собрать шагающего робота. Расскажите ребятам о механизме Кланна, стопоходе Чебышёва и кинетических скульптурах Тео Янсена. Набор поможет развить конструкторские навыки и продемонстрирует принципы работы популярных механизмов. Здесь можно найти готовый план уроков на основе этого набора.

Робот BBC micro:bit Yahboom Running:bit

Ещё один набор для любителей LEGO. К нему идет курс по мобильным роботам, состоящий из 5 занятий на MakeCode и Python. К курсу на Python есть вводный курс из 7 занятий. На основе этого набора, например, можно построить машинку с управлением через приложение на телефоне. Планы уроков, инструкции по сборке и код лежат тут.

Образовательные роботы на базе BBC micro:bit

Робот-конструктор Yahboom micro:bit Smart Robot Car

Этот набор вовлечёт в программирование юных гонщиков. Конструктор содержит ультразвуковой дальномер, датчики линии и препятствий, ИК-пульт и Bluetooth-модуль. Из этих деталей можно собрать робота, который будет следовать по линии, объезжать препятствия и следовать за объектом.

Hiwonder LOBOT micro:bit Qdee Standard

Ребятам, которые хотят идти в серьезную робототехнику с манипуляторами, промышленными роботами, прямой и обратной кинематикой, стоит изучить этот набор. Конструктор подойдёт для STEM-образования. Ребята узнают об основах тригонометрии, о принципах работы датчиков и моторов, а также получат опыт сборки электронных механизмов. На основе этого набора можно создать робота-погрузчика, который будет сортировать грузы по цветам. Здесь размещены примеры проектов и код к ним.