Uvod u micro:bit

Tomislav Pandurić

Osnovna škola Franje Krežme, Osijek

26. veljače 2017.

Tomislav Pandurić

UVOD U MICRO:BIT

Sadržaj

Upoznajmo micro:bit ......................................................................................... 1

Programiranje micro:bita ................................................................................... 3

Microsoft PXT.................................................................................................... 6

Komunikacija s računalom ............................................................................... 14

Prebacivanje podataka na micro:bit ................................................................. 15

Primjeri programa ............................................................................................ 16

Bluetooth komunikacija ................................................................................... 21

Edukacijski materijali ....................................................................................... 25

Ova licenca dopušta drugima da remiksiraju, mijenjaju i prerađuju Vaše djelo u nekomercijalne svrhe. Iako

njihova nova djela bazirana na Vašem moraju Vas navesti kao autora i biti nekomercijalna, ona pritom ne moraju

biti licencirana pod istim uvjetima.

Pravni tekst licence

Za sve sugestije ili primjedbe kontaktirajte autora: e-mail: tomislav.panduric@skole.hr

Tomislav Pandurić

UVOD U MICRO:BIT

1

Upoznajmo micro:bit

Prednja strana:

- A i B prekidač (tipka)

- LED matrica 5x5 (svakom LED moguće je zasebno upravljati)

- U/I konektori (pinovi 0-2)

Stražnja strana:

- Konektor napajanja

- Reset tipka za ponovno pokretanje programa

- micro USB konektor za povezivanje s računalom

- Procesor (32-bit ARM Cortex CPU 16K 16Mhz)

- Senzor za kompas (magnetsko polje)

- Senzor kretanja (akcelerometar - x,y i z os)

- Mikrokontroler

Tomislav Pandurić

UVOD U MICRO:BIT

2

Više informacija o micro:bitu možete pronaći na poveznici:

http://microbit.org/hr/hardware/

Tomislav Pandurić

UVOD U MICRO:BIT

3

Programiranje micro:bita

Izradu programa za micro:bit možemo vršiti online (povezani na internet) ili oflline

pomoću programa instaliranih na računalu.

Programiranje online Online programe možemo podijeliti na dvije glavne skupine: vizualni blok editori

i tekstualni editori. Online programe možemo pronaći na slijedećoj poveznici:

http://microbit.org/hr/code/

Vizualni blok editori

Vizualni blok editori namijenjeni su djeci kako bi ih se lakše uvelo u svijet

programiranja. Izrada programa pomoću ovakvih editora slična je slaganju kockica

ili puzzle, gdje su kockice (blokovi s naredbama) podijeljeni po kategorijama te se

svaka kategorija razlikuje po boji. Uz svaku naredbu moguće je povezati samo

određene druge naredbe kako bi se kod složio baš poput kockica te je gotovo

nemoguće upotrijebiti krivu naredbu jer se "kockice" (puzzle) neće posložiti.

Tomislav Pandurić

UVOD U MICRO:BIT

4

Tekstualni editori

Online tekstualni editori se od klasičnih programa (programskih jezika) razlikuju

jedino u sučelju. Zahtijevaju ručni unos koda te za njihovo korištenje trebate

poznavati programski jezik potreban za pisanje koda.

Treba napomenuti da je Microsoft Touch Develop neka vrsta "hibrida" između

vizalnog blok editora i tekstualnog editora, te je predviđen za rad na pametnim

telefonima ili tabletima jer omogućava korisniku prijenos programa na micro:bit

korištenjem Bluetooth tehnologije.Također, Microsoftov PXT uvršten je u obje

kategorije iz razloga što omogućava izradu programa pomoću blok editora i u

programskom jeziku JavaScript.

Offline programiranje Offline programiranje vrši se programima instaliranim na računalo. Budući da

micro:bit koristi .hex izvedbenu datoteku, potrebno je za određeni programski jezik

pronaći konverter koji može prevesti kod u ovu vrstu datoteke. Najelegantnije

rješenje trenutno pruža MU editor, koji je predviđen za izradu koda za micro:bit.

Programiranje se vrši u microPython-u te se prilikom snimanja datoteke ona snima

Tomislav Pandurić

UVOD U MICRO:BIT

5

u .hex formatu umjesto u standarnom Phytonovom .py. Također, prilikom samog

pisanja koda, za svaku naredbu otvara se izbornik s ponuđenim predviđenim

naredbama (poput Intellisense prozora u Small Basicu).

Osim MU editora, program prilagođen za izradu programa za micro:bit je i Visual

Studio Code, koji nudi brojne programske jezike za pisanje koda. Također zahtjeva

poznavanje nekog od ponuđenih programskih jezika (Phyton, C++,...).

Tomislav Pandurić

UVOD U MICRO:BIT

6

Microsoft PXT

Microsoft PXT online editor (http://pxt.microbit.org), kao što je ranije spomenuto

pripada kategoriji vizualnih blok editora, što ga čini prikladnim za rad s djecom.

Istovremeno, može se koristiti i kao tekstualni editor te iskusnijim korisnicima

omogućava i pisanje koda u JavaScriptu.

Iznimno intuitivan program koji djeca svladaju u kratkom vremenu. Način slaganja

koda poput je slaganja puzzle, gdje su naredbe podijeljene u kategorije, te se

različite kategorije razlikuju po bojama omogućava brz i efikasan pronalazak

željenog bloka s naredbom.

Sam program možemo podijeliti na nekoliko dijelova, kako bi olakšali snalaženje

novim korisnicima.

Prostor za slaganje koda

Prostor u kojem slažemo kod, odnosno blokove naredbi služi nam kako bi "složili"

željeni program. Osim prostora za slaganje blokova naredbi sadrži i tipke za

Tomislav Pandurić

UVOD U MICRO:BIT

7

povećanje i smanjenje prikaza, kao i tipke za poništavanje prethodnog koraka ili

"povratak" korak naprijed kako bi poništili posljednji korak povratka.

Nakon što pronađemo blok s naredbom koju želimo upotrijebiti, metodom

povuci&ispusti (drag&drop) postavljamo ju na željeno mjesto u prostoru za izradu

koda, istovremeno ju povezujući s drugim naredbama.

Blok s kategorijama naredbi

Kategorije naredbi nalaze se u središnjem djelu programa. Svaka kategorija ima

svoju boju koju sadrže i blokovi naredbi u toj kategoriji. S desne strane nalazi se

klizač kojim se spušta prema dodatnim kategorijama koje nisu odmah vidljive.

Dodatne kategorije otvaraju se klikom na grupu Advanced, a moguće je i dodavanje

dodatnih kategorija.

Tomislav Pandurić

UVOD U MICRO:BIT

8

Odabirom željene kategorije pored svih kategorija (desno) otvara se novi izbornik

u kojem odabiremo željenu naredbu. Metodom povuci&ispusti odvučemo ju na

željeno mjesto u prostoru za kreiranje koda. Određene kategorije imaju i dodatne

naredbe koje nisu odmah vidljive već ih otvaramo odabirom more... ispod naziva

odabrane kategorije.

Tomislav Pandurić

UVOD U MICRO:BIT

9

Simulator

S lijeve strane blok editora nalazi se simulator koji u svakom trenutku simulira,

odnosno prikazuje trenutni program koji izrađujemo. Ispod samog simulatora

nalaze se gumbi za pokretanje/zaustavljanje trenutnog programa, ponovno

pokretanje izvedbe programa (restart), utišavanje zvukova te prikaz simulatora

preko cijelog zaslona.

Treba pripaziti da neke naredbe simulator ne može prikazati, pogotovo ako u kodu

koristite priključke na vanjske elemente ili uređaje ili međusobnu komunikaciju

nekoliko uređaja.

U donjem lijevom kutu editora nalazi se gumb kojim možemo privremeno sakriti

simulator ukoliko nam je potreban veći prostor za izradu koda ili ga ponovno

prikazati.

Tomislav Pandurić

UVOD U MICRO:BIT

10

Izbor načina kodiranja

Kao što smo rekli, PXT omogućava promjenu načina izrade programa od odluke

da program izrađujemo u vizualnom editoru ili da pišemo kod u JavaScriptu. Ovaj

izbor vršimo odabirom željenog načina pritiskom na jedan od izbornika.

Tipke za snimanje gotovog programa

Tipke za snimanje gotovog programa nalaze se u donjem lijevom kutu online

editora. Također postoji i prostor za dodavanje imena našem programu kako bi ga

znali o kojem se programu radi te kako ga pretraživač ne bi snimio pod imenom

untitled. Nakon što upišemo naziv programa preuzimanje .hex izvršne datoteke

vršimo klikom na gumb Download ili na gumb sa sličicom diskete.

Otvaranje projekata i dijeljenje gotovih programa

Gotove projekte (programe) snimljene na računalo možemo otvoriti ili podijeliti s

drugim korisnicima u bilo kojem trenutku.

Odabirom gumba Projects otvara se dodatan izbornik u kojem možemo započeti

novi projekt, otvoriti posljednje projekte ili pretražiti računalo za ranije

Tomislav Pandurić

UVOD U MICRO:BIT

11

spremljenim programima te ih ponovno otvoriti u online editoru. Ovaj izbor vršimo

u kartici My stuff. U kartici Make možemo odabrati željeni projekt, uz kojeg nakon

pokretnja sami izrađujemo kod prateći upute koje se prikazuju pored prostora za

izradu programa. U kartici Code postoje gotovi programi koje nakon otvaranja

možemo preuzeti na računalo te pokrenuti na našem micro:bitu.

Dijeljenje naših programa vršimo odabirom gumba Share dok je u editoru otvoren

naš kod. Otvara nam se novi dijalog u kojem odabiremo kako želimo podijeliti

program. Prije same podijele potrebno je kliknuti na gumb Publish project. Nakon

ovog koraka biramo način na koji želimo podijeliti naš projekt. Ukoliko želimo

podijeliti sam program potrebno je kopirati poveznicu na kojoj će se spremiti

(primjer na slici: http://pxt.microbit.org/01327-73121-76200-02825) i proslijediti

ju osobama s kojima dijelimo program. Također, naš program možemo ugraditi

(Embed) na web stranicu unošenjem HTML koda. Ovdje imamo izbor želimo li da

se na web stranicu ugradi slika (screenshoot), animacija (simulator) ili samo kod

našeg programa.

Tomislav Pandurić

UVOD U MICRO:BIT

12

Postavke i poveznice

Gumbi za postavke i poveznice nalaze se u gornjem desnom kutu našeg editora

pokraj loga Microsofta.

Klik na sličicu s upitnikom otvara se padajući izbornik u kojem možemo pronaći

Microsoftovu podršku za PXT editor, razne projekte i poveznice na vanjske

sadržaje s micro:bit projektima i slično. Također možemo pronaći kratke upute

(tutorijale) za izradu programa pomoću blok editora ili JavaScripta te osnovne

informacije o hardwareu samog micro:bita.

Tomislav Pandurić

UVOD U MICRO:BIT

13

U postavkama možemo prilagoditi same postavke samog projekta ili pogledati

uvjete korištenja PXT editora...

Tomislav Pandurić

UVOD U MICRO:BIT

14

Komunikacija s računalom

Komunikacija micro:bita s računalom odvija se pomoću USB konekcije (USB

porta). Povezivanje uređaja i računala vrši se pomoću kabla, gdje sa sa strane

računala standardni USB priključak dok micro:bit sadrži micro USB ulaz.

Nakon povezivanja računalo prepoznaje micro:bit kao vanjsku memoriju, isto kao

da smo priključili USB memorijski štapić, SD karticu ili neku drugu vanjsku

memoriju.

Komunikacija micro:bita s računalom moguća je i preko bluetooth veze (ukoliko je

vaše računalo ima), ali se ova vrsta komunikacije između uređaja koristi za

prijenost podataka između dva ili više micro:bita te za povezivanje s pametnim

telefonom ili tabletom (Android ili iOS). O bluetooth komunikaciji govorit ćemo u

zasebnom poglavlju.

Tomislav Pandurić

UVOD U MICRO:BIT

15

Prebacivanje podataka na micro:bit

Budući da računalo micro:bit prepoznaje kao vanjsku memoriju, prebacivanje

programa je iznimno jednostavno. Kada na računalo preuzmemo napravljen

program (izvršnu datoteku .hex) te spojimo micro:bit USB kablom s računalom,

program prebacujemo kopirajući s računala na sam uređaj. Za ovaj postupak

možemo koristiti metodu kopiraj i zalijepi (copy-paste) ili povuci i ispusti

(drag&drop). Također moguće je na izvršnoj datoteci desnim klikom otvoriti

dodatni izbornik te poslati (pošalji/send to) program na sam micro:bit, kao da je

riječ o bilo kojoj datoteci koju prebacujemo na neko drugo mjesto.

Tomislav Pandurić

UVOD U MICRO:BIT

16

Primjeri programa

U ovom djelu prikazat ćemo nekoliko jednostavnih programa kako bi se upoznali s

radom na micro:bitu. Svaki primjer prikazat će različit način pokretanja izvedbe

samog programa na micro:bitu.Dodatne primjere programa možete pronaći na

poveznicama navedenim pod edukacijskim materijalima.

Smile face :)

U ovom programu cilj je navesti mikro:bit da pretvori izraz "lica" u nasmješeno

lice. Za dobivanje smiješka koristimo LED na prednjoj stani micro:bita. Ovaj

program pokrenut će se odmah nakon prebacivanja programa na uređaj jer za

pokretanje koristimo naredbu on start. Kada se program izvede do kraja, ostat će

dok ga ponovno ne pokrenemo tipkom za ponovno pokretanje ili isključivanjem i

ponovnim uključivanjem micro:bita.

Tomislav Pandurić

UVOD U MICRO:BIT

17

Naredbu pause (ms) koristimo kako bi odredili koliko dugo želimo zadržati

određeni oblik (uključene LED-ice). Budući da se kod izvršava slijedno, odnosi se

na blok naredbe iznad pauze.

Video: https://www.youtube.com/watch?v=pykPNVpYIdo

Korištenje gumba

Ovaj primjer pokazuje drugi način pokretanja izvedbe programa korištenjem tipki

(gumba) na samom micro:bitu. Također ovdje je moguće vidjeti i jednu od

prednosti micro:bita, a to je korištenje podprograma. Za razliku od nekih drugih

sličnih uređaja, micro:bit omogućava da u samom programu koristimo manje

podprograme koji će se pokrenuti tek u trenutku kada je zadani uvjet za pokretanje

ispunjen. Tako ćemo u ovom programu napraviti tri manja dijela (podprograma)

koji će svaki pokrenuti različite dijelove koda.

Nakon prebacivanja programa na micro:bit, uređaj će čekati koji gumb ćemo

stisnuti kako bi znao koje "lice" nacrtati. Kada odaberemo i pritisnemo određenu

tipku (ili obje A+B) na LED matrici pokazuje se određeno lice, koje će se na njemu

zadržati sve dok ne pritisnemo neku drugu tipku.

Tomislav Pandurić

UVOD U MICRO:BIT

18

Termometar

U ovom primjeru vidjet ćemo primjenu jednog od senzora koji dolaze sa

micro:bitom. Cilj je napravit program koji će mjeriti temperaturu i prikazati ju

pomoću LED matrice. Kako se temperatura mijenja, cilj je da micro:bit neprestano

mjeri te pokazuje trenutnu vrijednost. Kako bi to ostvarili koristiti ćemo

beskonačnu petlju forever te će program svaki put kada završi posljednju naredbu

u slijedu započeti izvršavanje od početka naredbenih blokova.

U kodu smo podesili program da prikazuje broj koji dobiva korištenjem senzora

temperature. Nakon prikaza posljednja znamenka zadržat će se pola sekunde

prikazana na LED matrici. Nakon toga prikazuje se simbol koji prikazuje da je

temperatura u stupnjevima celzijusa i zadržava se 1,5 s na LED matrici. Na kraju

je postavljen blok naredbe za prikaz stringa (teksta) gdje je prazno polje kako se

nakon prikaza simbola za stupnjeve ne bi istog trena prikazala vrijednost

temperature. Isto tako ovaj blok mogli smo zamijeniti blokom clear screen te

postaviti pauzu nakon koliko da program krene izvršavanje od početka.

Tomislav Pandurić

UVOD U MICRO:BIT

19

Bacanje kockice

Program koji simulira bacanje kockice te za svako "bacanje" daje slučajnu

vrijednost od 1 do 6. Bacanje kockice simulirat ćemo trešnjom micro:bita. Kako bi

to napravili koristiti ćemo naredbu shake koja će pokrenuti izvedbu programa svaki

put kada ugrađeni akcelerometar registrira naglu promjenu smjera (trešnju

micro:bita). Dakle i ovdje koristimo senzor, ali umjesto vršenja mjerenja pomoću

njega koristimo ga za pokretanje izvedbe programa. Također u ovom programu

stvorit ćemo i nove varijable u kategoriji naredbi Variables.

Svaki put kada protresemo micro:bit, na LED matrici ispisat će nam se dobiveni

slučajan broj. Kao što vidimo blok naredbe pick random daje slučajan broj koji

kreće od nule. Kako kockica nema broj nula, želimo izbjeći nepotrebno "bacanje"

te trebamo prilagoditi program da nam ne prikazuje broj 0 kada ga izvuče. Ovo

možemo napraviti na nekoliko načina. Prvi je jednostavan i dodaje uvjet ako je

izvučen broj nula da nam odredi novi slučajan broj te ga ispiše.

Tomislav Pandurić

UVOD U MICRO:BIT

20

U ovoj verziji program odredi slučajan broj, provjeri je li on jednak nuli, ako je

odredi novi, te ispiše broj. I ovdje postoji mogućnost da se ispiše nula, ali samo ako

se prvi put izvuče nula te nakon provjere opet dodjeli nova vrijednost nula nakon

koje nema više provjere (nisam još susreo ovakav slučaj iako je teoretski moguće -

postoji mogućnost ispravka i ovog slučaja).

Drugo rješenje je da nakon što dobijemo slučajan broj, dodamo mu jedan te

ispišemo tu vrijednost. Ovdje treba pripaziti da odabir slučajnog broja u tom slučaju

ide od 0 do 5.

U ovom slučaju možemo dobiti samo brojeve koji se nalaze na kockici. Ukoliko

želimo da se broj ne prikazuje stalno do sljedećeg bacanja, u oba slučaja ovog

primjera nakon ispisa broja pomoću pauze odaberemo koliko dugo da traje prikaz

te nakon toga očistimo zaslon (clear screen).

Tomislav Pandurić

UVOD U MICRO:BIT

21

Bluetooth komunikacija

Micro:bit dolazi s bluetooth modulom te je time omogućena komunikacija s drugim

uređajima preko bluetooth veze. Bluetooth veza može se koristiti za povezivanje

micro:bita sa računalom, pametnim telefonom, tabletom ili drugim micro:bitom.

Bluetooth veza s pametnim telefonom ili tabletom

Za korištenje bluetooth veze s pametnim telefonom ili tabletom potrebno je

instalirati aplikaciju za android ili iOS. Zatim je potrebno upariti micro:bit sa

uređajem te možemo započeti s radom.

Kako upariti micro:bit s android platformom pogledajte u videu:

https://www.youtube.com/watch?v=L54Sp2DZibA

Tomislav Pandurić

UVOD U MICRO:BIT

22

Bluetooth veza između micro:bitova

Bluetooth veza može se koristiti i za međusobnu komunikaciju, odnosno slanje

podataka među dva ili više micro:bita. Korištenje ovog načina prijenosa podataka

iznimno je jednostavno. Jedan micro:bit šalje podatak, a drugi ga prima (primaju).

Pri ovome važno je napomenuti da je potrebno postaviti radio grupu kako bi

uređaji prepoznali s „kim“ komuniciraju.

Ovo je posebno važno ako postoji više micro:bitova koji trebaju komunicirati, ali

ne svi međusobno zajedno. Micro:bitovi koji trebaju međusobno komunicirati

moraju biti postavljeni u istu grupa, a najbolje rješenje je postaviti grupu u kodu

odmah na početku izvođenja (on start) ili da se neprestano ponavlja postavljanje

(petlja forever). Radio grupu u kojoj će uređaji međusobno komunicirati

postavljamo u izboru kategorije Radio. Ovo je potrebno postaviti u kod za svaki

micro:bit koji će koristiti bluetooth vezu.

Tomislav Pandurić

UVOD U MICRO:BIT

23

Postavljanje različitih grupa omogućuje rad na više projekata koji koriste bluetooth

komunikaciju bez mogućnosti međusobne interferencije i ometanja uređaja koji ne

pripadaju određenoj grupi.

Primjer povezivanja dva micro:bita

Ovaj primjer pokazat će nam komunikaciju dva uređaja. Na pritisak tipke A prvi će

micro:bit poslati paket podataka drugom. Kada drugi micro:bit primi paket, ispisat

će poruku (string) „Primljeno“ te potvrditi simbolom kvačice na LED matrici da

je primio paket. Istu stvar će napraviti i prvi micro:bit kada mu drugi pošalje paket

podataka pritiskom na njegovu tipku A. Poruka će se obrisati nakon 100ms, te će

micro:bit čekati novi pritisak tipke A za novi paket podataka. Oba micro:bita

postavljena su u istu radijsku grupu da prepoznaju poruku samo u toj grupi.

Prvi micro:bit

Prilikom izrade programa važno je pripaziti koji broj se šalje (paket podataka), a

koji prima na svakom micro:bitu. Ovaj primjer je postavljen tako da prvi micro:bit

Tomislav Pandurić

UVOD U MICRO:BIT

24

pritiskom na tipku A u paketu šalje broj 0, a reagira tek kada od drugog micro:bita

primi paket podataka s brojem 1. Važno je pažljivo postaviti što se prima, a što šalje

u međusobnoj komunikaciji. Umjesto broja, paket podataka može biti i string,

odnosno tekst.

Drugi micro:bit

Kao što je vidljivo drugi micro:bit očekuje paket podataka s brojem nula kako bi

izvršio ispis potvrde primitka paketa, a šalje paket podataka s brojem 1.

Tomislav Pandurić

UVOD U MICRO:BIT

25

Edukacijski materijali

Poveznice na kojima možete pronaći edukacijske materijale:

http://izradi.croatianmakers.hr/bbc-microbit/

http://faraday.theiet.org/stem-activity-days/bbc-microbit/resources/index.cfm

http://microbit.org/index/

http://www.rareschool.com/workshops/