RC Car with micro:bit

认识 micro:bit

The purpose of micro:bit is to encourage kids to learn how computers work, rather than simply consuming media on them.

这句关于 micro:bit 原理的介绍说得太好了,以至于直接把英文引用过来。micro:bit 的目的,是鼓励孩子们去学习计算机是如何工作的,而非仅仅消费计算机提供各种媒体。“消费”这个词用得很妙,计算机走进人们的生活,样子早不是原先的大块头,笔记本、手机、手表、电视等等。计算机真是无处不在,而我们在使用它的同时,正一步步沦为了“消费者”。真的是在“消费”呢,上面的内容那么丰富,各种游戏、视频、娱乐,应接不暇,消费都消费来不及呢。而 micro:bit 的期望,是希望新生代们对计算机的认识,不仅仅局限于“消费”,而更多的是在“研究”或是“学习”。有点像我早期开始玩电脑的阶段,虽然最终目的,可能也是为了更爽的“消费”,但软硬件各种知识也学了不少,现在能靠这个混饭吃,很大程度上归功于当年打下的基础。而如今,都快物联网了,各类计算机设备那么多,集成度越来越高,功能越来越强大,交互越来越“傻瓜”,新一代人可能再也无法体验想当年那种,一台电脑配置单研究几个月,硬件装一天,系统再装半天,然后,为了各种驱动还要不断折腾的年代了。

micro:bit 的前途不可限量,尤其实在教育领域,一方面,BBC 将向英国所有11-12岁学生免费发放,作到人手一片,一下就奠定了庞大的用户基础,另一方面,BBC还合作了包括Microsoft、ARM Holding、Lancaster University、Samsung 等组织机构共同开发 micro:bit 的生态,有“正规军”的投入,也让应用体系很快就健全起来,而且看上去还有“高上大”的感觉。

Layout

模块分布

micro:bit 集成的传感器、按键和 5x5 LED点阵,都是亮点。传感器包括:加速度计、磁力计,而主芯片又是蓝牙SoC,主芯片内部还提供了温度计。LED点阵还提供了,光强度的测量。

这里很值得一提的是副芯片:KL26Z,这块芯片在 micro:bit 上的功能十分重要,一方面,提供了类似优盘的USB接口,这就让几乎所有操作系统都能即插即用。而通过将 hex 文件拖拽到“优盘”内,就能实现主芯片程序的烧录。同时,这个芯片还提供了串口的接入,在PC上进行串口通讯也不需要额外的串口模块。而且,主芯片的主电源3.3v,在连接USB的情况下,也是由这块芯片提供。

引脚定义

IO脚的部分,虽然从数量上来看并不是很多,但是常用的 i2c、SPI接口也有引出,还是具备一定的扩展性的。金手指的设计,是方便小朋友们使用鳄鱼夹来进行外设的连接,不过可以看到电源两侧窄的金手指,也同样是电源,某种程度上能避免了一些短路情况的发生,还是颇费心思的。

引脚部分,除了 P0/P1/P2,功能比较独立,然后就只有 P8/P16 能作简单的 IO 输出。发挥空间并不是很多。同时,也没有引出5V,看了使用2节干电池供电是micro:bit的主要应用场景。

开发环境

正是由于那么多“大厂”的加入,micro:bit的开发环境多种多样,也提供多种语言的支持。

开发示例

Hello, world.

运行这个示例,需要连一个小扬声器到 Pin#0 和 GND,让人惊喜的是,makecode 上直接集成了一些简单的音效,直接就可以选择播放。This is a big surprise. 如果想用 Arduino 实现同样的功能,肯定没有这么简单,旋律以什么样的方式呈现在代码中,都是很抽象的事情,而 makecode 开发环境还能直接展示模拟的效果,真的是可以一下子就让小朋友们爱不释手。

Bluetooth Services

配合应用市场上已有的 app,很方便就能体验 micro:bit 上的蓝牙服务。

这里开启的几个服务:加速度计、磁力计、温度计、LED、按键,通过 app 都能访问互动:

这里推荐:micro:bit blue

RC Car

在 micro:bit blue 应用中,有一个游戏手柄的应用,这个是 micro:bit 非常吸引我的地方,而在以往的经验中,想作遥控车子,就要同时开发小车端和遥控端,如果还要移动端的话,还要折腾移动应用开发,一想就是头很大的事情。而 micro:bit blue / bitty controller 上已经提供了手柄应用的话,那么基本就只有小车端要开发了。而且,使用蓝牙还有个天然优势,就是配对的支持,这就可以同时跑多辆车,而不用担心干扰的问题。

就像之前扬声器播放旋律的示例一样,原先在其它平台比较复杂的应用,到 micro:bit 这边已经非常简化了。我一开始也以为控制小车,各种信号事件处理会很复杂,然而并没有……

原来 makecode 中已经集成了与手柄应用配对的各种事件,那么接下来的操作就很简单了,只要把相应了IO执行代码嵌入进去就行了,而IO操作的外设也只有2个:舵机1个,电机1个。舵机有三种状态:左中右,电机有三种状态:进停退。舵机只需要1条控制线;电机的话,通过电机控制模块,也只占2个IO口。电源部分比较纠结,车架上有个2个串联的AAA(7号)电池位。如果单纯使用3v供电,舵机力量不足,角度不到位,后使用2节3.2v磷酸铁锂电池(配合占位筒)并联,并升压至 4.2v 进行供电。

相关模块:

感谢

  • 圣源智造 作为硬件合作伙伴,硬件部分的设计都是交给他的,技术棒棒哒~
  • 福州哈雷创客空间 本文的主要是 2017年11月24日 在哈雷创客空间进行的 micro:bit 分享会,我作为主讲人之一,将我所分享的内容整理,希望有更多的线下活动组织起来。
  • purplepalmdash.github.io 我的 Hugo 引路人

参考资料

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