1. český BBC micro:bit Starter kit – seznámení se stavebnicí

BBC microbit je jednoduchý a šikovný mikropočítač, který se dobře hodí pro úplné začátečníky, ale nezklame ani pokročilé uživatele. Už jsme si na bastlírně psali, jak microbit programovat a co se s ním dá všechno dělat.

Jak můžeme ale s bastlením na platformě microbit začít úplně od nuly? To si ukážeme v dnešním článku, kde si představíme první český BBC microbit Starter kit!

Microbit Starter kit je stavebnice od firmy Elecfreaks, která usnadní vstup do programování elektroniky pro začátečníky s microbitem. Začínajícím bastlířům, ale i pokročilým uživatelům poskytne základní elektronické komponenty pro práci na nepájivém kontaktním poli. Tato stavebnice pro microbit je navíc kompletně zasazena do českého prostředí, protože ji doprovází český návod s barevnými obrázky. Podívejme se tedy blíže na to, čím je stavebnice pro české bastlíře a hlavně začátečníky zajímavá.

Microbit Starter kit dodá bastlení šťávu

Microbit je úžasný v tom, že na jedné desce spojuje zajímavou kombinaci různých periferií od tlačítek, přes sensory až po zvukový či grafický výstup. Tu pravou šťávu ale bastlení s microbit dostane, až k němu začneme připojovat další součástky a propojovat je třeba na nepájivém kontaktním poli. Člověk si vyzkouší zapojování reálných elektronických součástek, osvojí si jejich základní funkce, ale hlavně se naučí používat je ve vlastním programu. Takový přístup je daleko větší zábava, než se učit programování z příkazové řádky bez kontaktu s reálným projektem. To si pak člověk ani neuvědomí, kdy si ještě hraje a kdy se už učí!

Grafické programování v MakeCode

Veškeré programování probíhá v grafickém prostředí MakeCode. Pro práci s MakeCode není potřeba nic víc, než základní znalosti práce s počítačem a znalost jazyka. Neřeší se syntaxe jazyka a programovacích pravidel je minimum. To znamená tohle programování zvládne doslova i dítě. MakeCode je jednoduše strukturovaný a po pár pokusech získá uživatel přehled, jak vytvořit program, aby fungoval. MakeCode navíc ve spoustě případů dokáže v simulátoru ukázat fungování programu a tak si program odladíte dříve, než ho do microbitu vůbec nahrajete. Pokročilejší uživatel může v tomto prostředí přepnout do moderního jazyka Python a rozvíjet se dále na profesionální dráze.

Microbit a jeho zlatý hřebínek

Microbit disponuje více jak 20 signály, které jsou vyvedeny na zlacený hranový konektor. Nejjednodušší možnost, jak je využít je jejich vyvedení pomocí adaptéru do nepájivého pole. Ve chvíli, kdy máme signály z microbitu připojené na nepájivé pole, můžeme s nimi začít pracovat. Propojování součástek realizujeme pomocí vodičů. Výhodou je, že propojení se dá jednoduše a rychle měnit a není potřeba žádné pájení.

Český návod je základ

Návod pro micro:bit Starter kit je kompletně v češtině a obsahuje 11 hravých projektů. Každý projekt zahrnuje seznam součástek, popis funkce, schéma propojení elektronických součástek, program v MakeCode s popisky funkcí jednotlivých částí programu a samozřejmě popis výsledného chování programu. Uživatel Starter kitu pro microbit si připraví součástky, zapojí je podle schématu, v makecodu si vytvoří kód, který nahraje do microbitu. V případě, že funguje vše jak má, je v návodu pro Starter kit připraven ještě doplňující úkol pro samostatnou práci. Že program funguje správně si může uživatel ověřit z popisu výsledku. V případě neúspěchu musí zkontrolovat seznam použitých součástek, správnost zapojení a program.

Pokud vás český návod pro microbit starter kit zaujal, můžete si ho stáhnout v záložce SOUBORY přímo u produktu BBC micro:bit Starter Kit.

V návodu je vše přehledně označeno, součástky jsou očíslované a tak by uživatel neměl tápat s jejich rozpoznáním a propojením na kontaktním poli. K dobrému porozumění programu, přispějí přehledné komentáře k jednotlivým blokům programu. Samotný program a jeho bloky jsou záměrně ponechány v angličtině, aby to alespoň trochu motivovalo uživatele ke zvládnutí základů angličtiny pro programování, kterým se stejně v budoucnu nevyhne. V návodu nechybí ani podrobnější informace ke správnému zapojení součástek, jako je fotobuňka nebo LED. Projekty jsou doplněny také různými poznámkami, které jistě český bastlíř ocení.

Většina zapojení využívá napěťové piny (3V a zem) a nějaký analogový nebo digitální pin. Zapojení jsou relativně jednoduchá, k realizaci jednotlivých obvodů stačí obvykle pár součástek a propojovací kablíky. Ty jsou v návodu přehledně zakresleny.

Součástky aneb co se s tím dá dělat

Microbit Starter kit používá u všech projektů fyzické programování (tj. přímé a neabstraktní). Začátečník získá ze schémat základní pochopení zapojení, podrobnější vysvětlení a další projekty může dohledat též na webu výrobce Elecfreaks. Starter kit se svými vybranými příklady provádí začátečníka ve fyzickém programování použitím základních elektronických komponentů. Uvedu dále několik příkladů.

LED dioda a tlačítka

Starter kit začíná příkladem se střídavým blikáním dvou LED a použití tlačítek. Tím se začínající bastlíř naučí používat jednoduchý digitální vstup a výstup. Jde o základní dovednost, kterou lze využít u většiny mikrokontrolerů či mikropočítačů. Uživatel díky tomu přestává být závislý na řešení elektrického obvodu a mikropočítač mu bez dalších elektronických součástek umožní například různou periodu blikání diod či zpožďování výstupů. Projekty blikání všeho druhu jsou pěkná zábava a člověk si u toho rychle osvojí základní práci v programovacím prostředí MakeCode.

Potenciometr

Důležitou součástí mikrokontrolerů je analogový vstup. Zjednodušeně jde o to, že si mikrokontroler změří napětí na analogovém vstupu, podobně jako voltmetr, a použije hodnotu pro další zpracování. Pro jednoduché pochopení je ve Starter kitu potenciometr – součástka, která změnu napětí umožní otočením knoflíku. Tím uživateli Starter kit předvede jednoduchou možnost měření napětí. Na základě změny napětí je pak možné ovládat jas LED, nastavovat otočení serva nebo měnit tón buzzeru.

Fotobuňka

Totobuňka je užitečná součástka, která reaguje na úroveň okolního osvětlení. Dají se s ní realizovat různé projekty, kde na základě zjištěné úrovně světla provede microbit nějakou akci. Například při setmění rozsvítí LED osvětlení, změní barvu RGB LED kroužku nebo spustí alarm jako zvuk bzučáku.

Snímač teploty

Microbit je vybavený interním senzorem teploty, nicméně často se hodí mít senzor vyvedený mimo mikropočítač. Práce se snímačem je pak pohodlnější, například dá se lehce zahřát dotekem ruky. Tepelné senzory tvoří zajímavou část elektronických součástek a jsou nedílnou součástí automatizace. Na příkladu se snímačem teploty je vysvětleno nastavení rozsahu zobrazení na LED matici microbitu a jednoduchý výpočet teploty ze senzoru. Se snímačem teploty získá uživatel zpětnou vazbu z měřeného prostředí.

Mini servo

Jde o základní součástku, která dokáže převádět elektronické pulsy z mikropočítače na rotační pohyb, většinou k ovládání nějaké fyzické věci. Můžeme například realizovat projekt, kde se teplota pomocí servomotoru převádí na fyzický pohyb – konkrétně natočení ramena servomotoru. Servo představuje jeden ze základních prvků světa chodících robotů a mechatroniky.

Motor

Je další elektrická součástka umožňující pohyb, která se dobře hodí do různých elektronických projektů. Jednoduchý příklad Starter kitu ukazuje, jak použít tlačítko tak, aby jedním stisknutím motor zapnulo, a dalším vypnulo. Zapojení obvodu motoru je trochu větší výzva oproti ostatním příkladům, ale to není vůbec na závadu. V obvodu se používá výkonový tranzistor a dioda a realizujeme zde jednoduchý větráček.

RGB duhový kroužek

Poslední dobou začíná být zajímavá takzvaná nositelná elektronika. Jde o elektronické komponenty, které uživateli umožní se vizuálně vyjádřit. Duhový kroužek je kruh barevných RGB LED, které se mohou rozsvěcovat v různém pořadí a barvě. Velmi snadno se dá realizovat například rotující duhové světlo a nebo můžeme použít kroužek pro zobrazení naměřené veličiny.

A ještě pár dalších užitečných součástek

Pro představu, co se s kitem dá realizovat, jsem popsal základní součástky. V balení najdete samozřejmě i propojovací vodiče, kontaktní pole, nějaké odpory, bzučák, držák baterií AAA s vypínačem, USB propojovací kablík, RGB LED a další. Součástí je také kompaktní krabička pro uložení drobnějších součástek.

Kit vám na zajímavých projektech představí postupně všechny součástky a naučíte se je používat, pak už můžete vytvářet další obvody a funkce, nebo získané znalosti a zkušenosti použít ve vlastním projektu.

Microbit Starter Kit pro děti a tatínky

Microbit stavebnice je vhodná pro základní seznámení s programováním microbitu a umožňuje rychlý start bastlení na této platformě. Microbit Starter kit vzbuzuje také zvědavost a zájem o další využití součástek ve vlastních projektech. Možnosti realizace dalších projektů jsou opravdu velké a tak záleží jen na představivosti a odhodlání, jaký projekt člověk po zvládnutí základů nakonec realizuje.

Starter kit je též použitelný i pro pokročilejší uživatele microbitu, adaptér je univerzální prostředek pro vyvedení pinů microbitu do nepájivého pole, který se hodí většině uživatelů microbitu, stejně jako další součástky kitu. Návod Starter kitu je k dispozici v češtině což ještě více usnadní začátky programování.

Drobnou nevýhodou Starter kitu je, že některé funkce součástek stavebnice jsou vysvětlené jen v základních souvislostech. To je ale do jisté míry logické, protože mikropočítače pracují s mnoha elektronickými součástkami, které mají svoje funkce a jejich pochopení je záležitost dalšího studia. Pokud mají zvídavé děti tatínky, co rozumí elektronice, pak je to ideální kombinace společně něco zažít a naučit se. 😀

Na další prohloubení znalostí a rozvinutí příkladů ze starter kitu se podíváme v příštím díle.