Computadora de placa única diseñada por la BBC para su uso en educación informática
El Micro Bit (también conocido como BBC Micro Bit o estilizado como micro:bit ) es un sistema integrado basado en ARM de hardware de código abierto diseñado por la BBC para su uso en la educación informática en el Reino Unido . Se anunció por primera vez en el lanzamiento de la campaña Make It Digital de la BBC el 12 de marzo de 2015 [5] [6] con la intención de entregar 1 millón de dispositivos a los alumnos del Reino Unido. El diseño y las características finales del dispositivo se dieron a conocer el 6 de julio de 2015 [7], mientras que la entrega real de dispositivos, inicialmente planificada para septiembre de 2015 a las escuelas y octubre de 2015 al público en general, [8] comenzó el 10 de febrero de 2016. [9] [10]
El dispositivo se describe como de la mitad del tamaño de una tarjeta de crédito [11] y tiene un procesador ARM Cortex-M0 , sensores de acelerómetro y magnetómetro, conectividad Bluetooth y USB, una pantalla que consta de 25 LED , dos botones programables y puede ser alimentado por USB o un paquete de baterías externo. [3] Las entradas y salidas del dispositivo son a través de cinco conectores de anillo que forman parte de un conector de borde más grande de 25 pines. En octubre de 2020, se lanzó una placa v2 físicamente casi idéntica que presenta un microcontrolador Cortex-M4F , con más memoria y otras características nuevas.
Hardware
versión 1
La placa física mide 43 mm × 52 mm y, en su primera producción [actualizar], [12] incluía:
NXP/Freescale KL26Z – Microcontrolador ARM Cortex-M0+ de 48 MHz que incluye un controlador USB 2.0 On-The-Go (OTG) de alta velocidad, utilizado como interfaz de comunicación entre el USB y el microcontrolador Nordic principal. Este dispositivo también realiza la regulación de voltaje desde la fuente USB (4,5-5,25 V) hasta los 3,3 voltios nominales utilizados por el resto de la PCB. Cuando funciona con baterías, este regulador no se utiliza.
NXP/Freescale MMA8652 – Sensor acelerómetro de 3 ejes a través de bus I²C . [17]
Pantalla compuesta por 25 LED en una matriz de 5×5. [15]
Tres pulsadores táctiles (dos para aplicaciones, uno para reinicio). [19]
La entrada/salida incluye tres conectores de anillo (más uno de alimentación y otro de tierra) que aceptan pinzas de cocodrilo o conectores tipo banana de 4 mm [19], así como un conector de borde de 25 pines con dos o tres salidas PWM , de seis a 17 pines GPIO (según la configuración), seis entradas analógicas, E/S serial, SPI e I²C . [17] A diferencia de los primeros prototipos, que tenían una batería integrada, se puede utilizar un paquete de baterías externo (baterías AAA) para alimentar el dispositivo como un producto independiente o portátil. [4] [11] [15] Las preocupaciones por la salud y la seguridad, así como el costo, se dieron como razones para la eliminación de la batería de botón de los primeros diseños. [20]
La documentación de diseño de hardware disponible consiste únicamente en el esquema y la lista de materiales distribuidos bajo la licencia Creative Commons By Attribution , no hay disponible ningún diseño de PCB . [21] [22] Sin embargo, el diseño de referencia compatible de Micro:bit Educational Foundation está completamente documentado.
versión 2
La versión 2, publicada el 13 de octubre de 2020, incluye: [23]
NXP/Freescale KL27Z – Microcontrolador de núcleo ARM Cortex-M0+ de 48 MHz , preprogramado como controlador USB 2.0 de velocidad completa, utilizado como interfaz de comunicación entre USB y la CPU.
Ya sea ST LSM303 o NXP FXOS8700: sensor acelerómetro y magnetómetro combinado de 3 ejes a través de bus I²C .
La experiencia de programación Python en el Micro Bit es proporcionada por MicroPython . [28] [29] Los usuarios pueden escribir scripts Python en el editor web de Micro Bit que luego se combinan con el firmware de MicroPython y se cargan en el dispositivo. Los usuarios también pueden acceder al REPL de MicroPython que se ejecuta directamente en el dispositivo a través de la conexión serial USB, lo que les permite interactuar directamente con los periféricos del Micro Bit.
El Micro Bit se creó utilizando los kits de desarrollo ARM mbed . El sistema de ejecución y la interfaz de programación utilizan el servicio de compilación en la nube mbed para compilar el código del usuario en un archivo .UF2. El código compilado se carga luego en el dispositivo mediante conexiones USB o Bluetooth. El dispositivo aparece como una unidad USB cuando se conecta a una computadora y el código se puede cargar arrastrando y soltando el archivo .UF2. [18]
Otros editores de BBC micro:bit incluyen:
Mu, un editor de Python
Espruino, un intérprete de JavaScript
EduBlocks, un editor de bloques para MicroPython
Otros lenguajes de programación para BBC micro:bit incluyen:
Simulink en Matlab (paquete de soporte de Simulink Coder para placa BBC micro:bit): registro de señales, ajuste de parámetros, desarrollo de código desde el editor de bloques de Simulink.
Sistemas operativos que se pueden crear para el BBC micro:bit:
Zephyr : el sistema operativo liviano Zephyr viene con el archivo de parámetros necesario para poder ejecutarlo en esta placa.
Historia
Desarrollo
El micro:bit fue diseñado para alentar a los niños a involucrarse activamente en la escritura de software para computadoras y la construcción de cosas nuevas, en lugar de ser consumidores de medios. [3] También fue diseñado para funcionar junto con otros sistemas (como Raspberry Pi [30] ) y aprovechar el legado de la BBC con BBC Micro para la informática en la educación. La BBC planeó regalar la computadora a todos los niños de Year 7 (edades 11 y 12) en Gran Bretaña a partir de octubre de 2015, alrededor de 1 millón de dispositivos. [4] [20] Antes del lanzamiento, se puso a disposición un simulador en línea para ayudar a los educadores a prepararse y algunos maestros recibieron el dispositivo en septiembre de 2015. [3] Se planeó que el dispositivo estuviera a la venta general a fines de 2015. [3] [31] Sin embargo, los problemas retrasaron el lanzamiento hasta el 22 de marzo de 2016. [8]
La BBC tuvo que tomar la difícil decisión de elegir qué grupo de edad sería el primero en recibir los micro:bits gratuitos, y el director de aprendizaje de la BBC dijo que la razón por la que "se decidieron por el séptimo año, en lugar del quinto, es que tuvo más impacto en ese grupo de edad, ya que estaban más interesados en usarlo fuera del aula". [31]
La planificación del proyecto comenzó en 2012 como parte del Programa de Alfabetización Informática de la BBC, y en el momento del lanzamiento en julio de 2015, la BBC había incorporado a 29 socios para ayudar con la fabricación, el diseño y la distribución del dispositivo. [32] [33] La BBC ha dicho que la mayoría de los costos de desarrollo fueron asumidos por los socios del proyecto.
Asociaciones
El desarrollo del Micro Bit es producto de varios socios que trabajan con la BBC:
Microsoft aportó su experiencia en software y personalizó la plataforma TouchDevelop para que funcione con el dispositivo. Alberga los proyectos y el código para los usuarios del dispositivo. [32] También ha desarrollado los materiales de formación para profesores para el dispositivo. [3]
Barclays apoyó la entrega de productos y las actividades de difusión. [34]
Samsung desarrolló una aplicación para Android y ayudó a conectar el dispositivo a teléfonos y tabletas. [34]
The Wellcome Trust : brindó oportunidades de aprendizaje para profesores y escuelas. [34]
ScienceScope: desarrollo de una aplicación para iOS y distribución del dispositivo a las escuelas. [34]
Python Software Foundation trabajó para llevar MicroPython al dispositivo, creó editores de código Python nativos y basados en la web para principiantes, produjo numerosos recursos educativos y organizó talleres dirigidos por desarrolladores para profesores. [35] [36]
Bluetooth SIG : desarrolló el perfil Bluetooth LE personalizado. [37]
Soluciones digitales creativas: desarrollo de materiales didácticos, talleres y actividades de divulgación. [38]
Cisco proporcionó personal y recursos a STEMNET para ayudar con el lanzamiento nacional. [38]
Code Club : creó una serie de recursos de codificación dirigidos a niños de 9 a 11 años y distribuidos a través de clubes de codificación dirigidos por voluntarios. [38]
STEMNET – Proporcionó embajadores STEM para apoyar a las escuelas y a los maestros y para establecer vínculos con terceros como Bloodhound SSC y Cisco . [38]
Kitronik – Produjo y entregó 5.500 kits de textiles electrónicos [ aclaración necesaria ] para el BBC micro:bit a profesores de D&T (Diseño y Tecnología) [ aclaración necesaria ] en todo el Reino Unido. Diseñó hardware como una placa de controlador de motor para permitir que el BBC micro:bit controle dispositivos como motores y servos. [38]
Tangent Design – Creó la identidad de marca para BBC micro:bit y desarrolló el sitio web. [38]
Un dispositivo prototipo y una pila de software creados por BBC R&D , demostrados en el anuncio inicial, [39] se utilizaron para probar la propuesta en las escuelas y para proporcionar una especificación de referencia sobre la cual se basaría la asociación. [40]
Fundación Educativa Microbit
Tras el exitoso lanzamiento de micro:bit en todo el Reino Unido, la BBC entregó el futuro de la micro:bit de la BBC y su adopción en otras partes del mundo a la recién formada fundación sin fines de lucro Microbit Education Foundation. [41] [42] El anuncio se hizo el 18 de octubre de 2016 a un pequeño grupo de periodistas y educadores en Savoy Place en Londres, [43] que incluyó una revisión del año pasado y sus planes para el futuro. La transición de la BBC a la micro:bit Education Foundation trasladó la página oficial de micro:bit de microbit.co.uk a microbit.org.
La BBC ha licenciado la tecnología de hardware como código abierto y permite que se fabrique en todo el mundo para su uso en la educación. La fundación supervisa esta tarea. [31] [32]
El 2 de enero de 2018, se anunció que Gareth Stockdale de BBC Learning sucedería a Zach Shelby como director ejecutivo de la Fundación Educativa Microbit. [44]
Diseño de referencia de microbits
La fundación también proporciona un diseño de referencia completamente documentado de un dispositivo diferente del comercializado, pero compatible con el software, con la intención de facilitar el desarrollo y la fabricación independientes de dispositivos y productos derivados de micro:bit. [45] El diseño de referencia es hardware de código abierto, pero a diferencia del dispositivo comercializado que emplea una licencia CC BY 4.0, se distribuye bajo los términos de la Licencia de Hardware de Solderpad, Versión 0.51. [46] La documentación de diseño disponible para el diseño de referencia incluye tanto el esquema como el diseño de la placa de circuito en varios formatos de la suite EDA . [47]
micro:bit v2
El 13 de octubre de 2020, la Fundación Educativa Micro:bit anunció una versión revisada de micro:bit. Disponible por el mismo precio que el micro:bit original y con el mismo diseño general, micro:bit v2 incluye una CPU Nordic nRF52833 (ARM Cortex-M4, 64 MHz, 128 KB RAM, 512 KB flash) y, además, un micrófono, un altavoz, un sensor táctil y un modo de ahorro de energía. [2]
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Lectura adicional
"Introducción a la ciencia de datos, la IoT y la inteligencia artificial en ordenadores de placa única: habilidades básicas y aplicaciones en el mundo real con BBC micro:bit y XinaBox 1.ª edición" Autores: Pradeeka Seneviratne, Philip Meitiner (2020)
"Recetas de BBC micro:bit: aprenda a programar con bloques MakeCode de Microsoft" Autor: Pradeeka Seneviratne (2019)
"Introducción a BBC micro:bit: una introducción práctica al desarrollo de micro:bit" Autor: Pradeeka Seneviratne (2018); traducción al chino de Jason Liu (2019)
"Robótica Educativa - 50 Proyectos con micro:bit" Autor: Ernesto Martínez de Carvajal Hedrich (2018).
"Guía oficial del usuario de BBC micro:bit" Autor: Gareth Halfacree (2017)
"micro:bit en el país de las maravillas: codificación y manualidades con el micro:bit de la BBC" Autores: Tracy Gardner y Elbrie de Kock (2018).
Introducción a BBC Micro:Bit Autor: Mike Tooley (2017)
"Micro:Bit: una guía de inicio rápido para profesores" Autor: Ray Chambers (2015)
Enlaces externos
Sitio web oficial
Especificaciones técnicas de BBC micro:bit
Distribución de pines del borde del micro:bit de BBC
Experiencia práctica con el Micro Bit de la BBC (prototipo original)
