【micro:bit v2】 基礎編

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  micro:bit v2 は何が出来ますか?

  
 ロボット作り隊では、センサ ー 知識・制御 ー アクチュエータの3つを学びながら自動制御について深く理解して行きたいと思います。ロボットの定義の中に知識・制御があり、マイコンボード(micro:bit)がその役割を果します。マイコンボードにはArduinoやRaspberry Piやmicro:bit等があリます。
 マイコンボードを学習する上での対象年齢は
     micro:bit 7歳から
     Arduino 10歳から 
  になります。Arduinoにもプログラム作成用でブロック(ビジュアルコーディング)もありますが、C言語でプログラムで作るのが主流でプログラミングの難易度が高い方になります。では、micro:bitはブロック版が基本になります。なぜならば、イギリスのBBC(英国放送協会)が主体となって作った教育向けマイコンボードで低学年の子どもにも対応するためにmicro:bitは安価でボードだけで色々な機能が付加され低年齢でもプログラミング的思考が身に付くように設計されています。
 micro:bitのボードだけで様々な実験がスクラッチ版で可能になります。そして、拡張も可能になっています。ですから低学年から使えるマイコンボードだと思います。特に低年齢でもプログラミング的思考に役立つ物だと思います。
   
目 次
マイコンボードとは
 マイコンボードとは、知識・制御部にあたります。
 
 センサーやアクチュエータを用いて、目的の動作が行えるように知識・制御部つまりマイコンボードで所要の動作が行えるように制御方法を学び、入力や出力を学習してから機構について学べればいいと思います。
 
装置 種類 備 考
入力装置 センサ 音・光・温度・圧力などの物理的、化学的な現象を電気信号に変換し情報を得る装置を言います。
知識・制御 マイコンボード 入出力回路などの周辺回路を1枚の基板に乗せたマイクロコンピュータを言います。
出力装置 アクチュエータ エネルギーを物理的な運動に変換するものすべてをアクチュエータと言います。

micro:bit の特徴は

○ マイコンボード を制御するには ハード部 と ソフト部 があります。
 
ハード部
 micro:bit を調べるとV1.5とV2があります。V2は日本での発売開始が2020年11月25日で、バージョンアップがなされ新たに機能が増えました。さらに2022年にレビジョンアップがなされV2.21になりました。しかし、スペックも使用方法も従来モデルmicro bit V2と同じですが、コロナ影響部品供給不足により構成部品の部品が変更になりバージョン名も変更となりました。
 今、入手で出来るのはV2.21になりますが、仕様も同じなのでV2を使って説明します。
   

○ V2 vs V1.5 は         

V2 V1.5

になります。
外見上の大きな違いはエッジコネクターにくぼみがある方がV2以降になります。
    
○ 特徴
  micro:bit には 一枚のマイコンボードの下記のセンサーやアクチュエータが内蔵されています。
  ・ LED
  ・ ボタン(スイッチ)
  ・ 三軸加速度センサー
  ・ 光センサ
  ・ 温度センサ
  ・ コンパス
  ・ サウンド
  ・ 無線
  ・ 端子
  ・ USBインターフェース 
  ・ タップロゴ(V2追加)
  ・ スピーカー(V2追加)
  ・ マイク(V2追加)
       
○  詳細仕様

   
  
○ エッジコネクターの仕様
  ・ 主機能をオフにすると補助機能が使える様になります。
  ・ GPIOピン は UART と PWM が使えます。
                GPIO  : General-Purpose Input/Output
                UART : Universal Asynchronous Receiver/Transmitter
                PWM : Pulse Width Modulation  
   

ソフト部 

 micro:bit のソフトには
   ウェブページ版
   アプリ版
  があります。
    
プログラミングコーディングでは
   ビジュアルコーディング
   テキストコーディング
     JavaScript
       Python
                 C++     etc
 の方があります。
 ビジュアルコーディングは初級編でこれからプログラミングを学ぼうとする学生や体験程度であればいいですが、プログラミングには限界があります。よってテキストコーディングは中上級者向けになります。
     
 今回はウェブページ版のMicrosoft MakeCodeとPython Editorのを使用します。
   

まとめ

○ micro:bitは7歳から対象年齢になっています。このマイコンボードの機能を学ぶだけでも十分に制御とプログラムを学習出来ると思います。小学生から大人まで楽しめる物だと思います。
 GPIO等の外部のセンサーやアクチュエータを使いこなせれば、より高度な制御が出来ます。
 
○  Arduino Uno の基礎知識の次は応用編に入ろうかと思っていましたが、私は日頃からプログラムは「パズル」と思います。パズルがうまく合えばパズルは完成します。プログラムも同様に論理に組み合わせればプログラムは動きます。基礎知識が理解すれば、応用編はできます。だから、Arduinoの私のスケッチは出来るだけ簡素にスケッチを書きました。Arduinoに挑戦した人はある程度、プログラミングを知っている人だと思い、Arduino Uno の基礎知識の次は応用編ではなく先にmicro:bitの基礎知識を始めようと思いました。   

     

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