Контроллер BBC micro:bit v2.2

Контроллер BBC micro:bit — это компактный самодостаточный образовательный комплекс для обучения детей и взрослых основам программирования.

Главная особенность платформы BBC micro:bit — на борту уже присутствует всё для быстрого и комфортного старта: основной микроконтроллер Nordic nRF52833 для обработки кода программ, вспомогательный микроконтроллер Nordic nRF52820 для связи платы по USB, беспроводной модуль Bluetooth, матричный дисплей из 25 светодиодов, пару тактильных кнопок, сенсорная кнопка, датчики освещённости и температуры, акселерометр, магнитометр, микрофон и зуммер. Весь этот сет позволяет начинающему разработчику быстро реализовать простенький гаджет или приступить к учебному курсу прямо из коробки, без покупки дополнительных модулей.

Обучающая платформа разработана компанией ВВС (British Broadcasting Corporation) для проведения уроков в школах и научно-технических кружках с детьми от 7 лет.

Подробности

Рассмотрим основные плюшки платы BBC micro:bit v2.2.

Основной чип nRF52833

Сердце платформы BBC micro:bit — чип Nordic nRF52833, который выполнен по технологии SoC (англ. System-on-a-Chip — система на кристалле). Кристал содержит в себе микроконтроллер на архитектуре ARM Cortex-M4 с тактовой частотой 64 МГц с блоками памяти Flash на 512 КБ и RAM на 128 КБ. Контроллер отвечает за обработку пользовательских программ.

Nordic nRF52833 также содержит:

• Беспроводной модуль связи Bluetooth 5.1, который обеспечивает связь по воздуху.
• Датчик температуры, который подскажет температуры за бортом.

Вспомогательный чип nRF52820

За прошивку платы и обмен данными по USB отвечает вспомогательный чип Nordic nRF52820, который выполнен по технологии SoC (англ. System-on-a-Chip — система на кристалле). Кристал содержит в себе микроконтроллер на архитектуре ARM Cortex-M4 с тактовой частотой 64 МГц с блоками памяти Flash на 256 КБ и RAM на 128 КБ.

IMU-сенсор LSM303AGR

IMU-сенсор на 6 степеней свободы включает в себя акселерометр и магнитометр. Сборка выполнена на чипе LSM303AGR по технологии (англ. System-in-Package — система в корпусе), где акселерометр и магнитометр лежат методом бутерброда в пластиковом корпусе.

Акселерометр показывает положение платы в пространстве, работает шагомером и реагирует на встряхивание. А магнитометр можно использовать в роли датчика Холла, детектора металла и поиска скрытой проводки.

Светодиодная матрица

Для наглядной индикации на плате расположен «матричный экран 5×5» из 25 красных светодиодов, на который можно выводить бегущие строки, пиксельную анимацию или каждым светодиодом управлять индивидуально. Девять из них используются «хитрым образом» в качестве сенсора уровня освещённости.

Кнопки

Для управления платой предусмотрены две программируемые кнопки А и В, назначение которых задаётся пользователем — таким образом micro:bit можно превратить в портативное игровое устройство.

На плате присутствует сенсорная кнопка, которая интегрирована в логотип на лицевой панели micro:bit. Сенсорный логотип использует емкостное прикосновение, воспринимая крошечные изменения в электрических полях при нажатии пальца.

А еще на плате расположена кнопка RESET для сброса текущей программы.

Микрофон и пьезодинамик

Для определения звука и шума на плате расположен всенаправленный микрофон Knowles SPU0410LR5H-QB. А для воспроизведения писков, жужжаний и других простых мелодий пригодится встроенный пьезодинамик MLT-8530.

Питание

Для питания платформы BBC micro:bit v2.2 можно использовать порт USB, разъём JST PH-2 или контакт 3V3. Источник определяется автоматически.

• При питании через USB — используйте источник с выходным напряжением 5 В. Например блок питания на 5 В с USB-выходом и кабель USB Micro.
• При питании через контакт 3V3 — используйте источник с выходным напряжением 3,3 В.
• При питании через разъём JST PH-2 — используйте источник с выходным напряжением от 3,6 до 4,2 В. Например батарейный отсек АА / ААА с элементами питания и коннектором JST PH-2 с проводами.

Программирование

Загружать прошивку в BBC micro:bit можно двумя способами:

1. По проводному подключению через ПК
2. По беспроводному подключению через смартфон

Проводное подключение через ПК

Для связи BBC micro:bit v2.2 с компьютером используйте кабель USB Micro.

Прямо из коробки платформа поддерживает следующие среды программирования:

• MakeCode Editor с графическим блочным редактором и текстовым кодом на Python или JavaScript.
• Python Editor с текстовым кодом на Python.
• Scratch с графическим блочным редактором.

И это только направления, которые рекомендует официальный производитель British Broadcasting Corporation. Плата micro:bit зарекомендовала себя как надёжное устройство для знакомства с программированием, поэтому разработчики других DIY-платформ встраивают поддержку micro:bit в свои собственные системы, например: Arduino IDE, Espruino IDE, mBlock и другие.

Беспроводное подключение через смартфон

Для связи BBC micro:bit v2.2 через смартфон подключите питания на плату и настройте беспроводное соединение по Bluetooth через мобильные приложения для Android и iOS.

Распиновка

На плате micro:bit v2.2 расположен краевой разъём для подключения дополнительных модулей и сенсоров.

На краевом разъёме расположены 25 контактов для подключения питания и дополнительных модулей / сенсоров. Краевой разъём содержит 5 широких площадок с кольцами и 20 узких площадок.

• Широкие площадки с отверстиями позволяют подключить модули с помощью зажимов типа «крокодил» или штекеров типа «банан» диаметром 4 мм.
• Узкие площадки позволяют подключать модули только через специальные переходники.

Доступные пины и интерфейсы:

• Всего контактов: 25
• Широких контактов с кольцами: 5
• Узких контактов: 20
• Контакты ввода-вывода: 19
• Контакты с ШИМ: 19 (одновременно 3 канала)
• Контакты с АЦП: 6
• Аппаратные интерфейсы: 1× SPI, 1× I²C

Габаритный чертёж

Комплектация

• 1× Контроллер BBC micro:bit v2.2
• 1× Руководство пользователя

Характеристики

• Модель: Контроллер BBC micro:bit v2.2
• Основной микроконтроллер: nRF52833
  • Назначение: обработка программного кода
  • Ядро: ARM Cortex-M4
  • Тактовая частота: 64 МГц
  • Flash-память: 512 КБ
  • SRAM-память: 128 КБ
• Вспомогательный микроконтроллер: nRF52820
  • Назначение: USB-UART
  • Ядро: ARM Cortex-M4
  • Тактовая частота: 64 МГц
  • Flash-память: 256 КБ
  • SRAM-память: 128 КБ
• Беспроводная связь:
  • Чип: встроен в кристалл Nordic nRF52833
  • Bluetooth 5.1 с поддержкой BLE
  • Частота: 2,4 ГГц
• Дисплей:
  • Тип: матрица 5×5 из 25 светодиодов
  • Цвет светодиодов: Красный
  • Дополнительная возможность: измеряет освещенность
• Датчик температуры:
  • Чип: встроен в кристалл Nordic nRF52833
  • Диапазон измерений: −25…+75 °С
  • Градация: 0,25 °С
• MEMS-микрофон:
  • Модуль: Knowles SPU0410LR5H-QB-7 MEMS
  • Тип: всенаправленный
  • Чувствительность: −38 дБ
  • Отношение сигнал/шум: 63 дБ
  • Частота: от 100 Гц до 80 кГц
• Пьезодинамик:
  • Модуль: MLT-8530
  • Номинальная частота: 2700 Гц
  • Интенсивность: 80 дБ
• Пользовательские кнопки:
  • Две тактовых кнопки A и B
  • Сенсорная кнопка интегрированная в логотип
• IMU-сенсор (6 степеней свободы):
  • Чип: LSM303AGR
  • Интерфейс: I²C
  • Датчики: акселерометр и магнитометр
  • I²C-адрес: акселерометр — 0x19, магнитометр — 0x1E
• Напряжение логических уровней: 3,3 В
• Контакты на краевом разъёме:
  • Всего контактов: 25
  • Широких контактов с кольцами: 5
  • Штатных контактов: 20
  • Контакты ввода-вывода: 19
  • Контакты с ШИМ: 19 (одновременно 3 канала)
  • Контакты с АЦП: 6
  • Аппаратные интерфейсы: 1× SPI, 1× I²C
• Размеры: 52×43×12 мм

Ресурсы

Мы также рекомендуем к чтению ссылки на статьи, документации и другие вспомогательные материалы по платформе BBC micro:bit v2.2.

Инструкции

• Что такое BBC micro:bit v2.2?
• Руководство Getting Started на платформу BBC micro:bit v2.2
• Техническое руководство Developer Community на платформу BBC micro:bit v2.2

Инструкции от нас

• Первый запуск BBC micro:bit
• Программирование BBC micro:bit на языке JavaScript
• Программирование BBC micro:bit на языке MicroPython
• Работа с BBC micro:bit через Bluetooth на телефонах с Android OS
• Обновление прошивки на BBC micro:bit

Программное обеспечение

• Среда программирования MakeCode Editor с графическим блочным редактором и текстовым кодом на Python или JavaScript.
• Среда программирования Python Editor с текстовым кодом на Python.
• Среда программирования Scratch с графическим блочным редактором.
• Приложения для Android и iOS
• Остальные программные решения: Arduino IDE, Espruino IDE, mBlock и другие.

Документация

• Datasheet на основной микроконтроллер nRF52833
• Datasheet на вспомогательный микроконтроллер nRF52820 с функцией USB-UART
• Datasheet на IMU-сенсор LSM303AGR с акселерометром и магнитометром