Introducción a la electrónica con micro:bit

En Reino Unido, la BBC (British Broadcasting Corporation o Corporación de Radiodifusión Británica) no solo produce un excelente contenido de radio y televisión, también cuenta con un departamento de aprendizaje que desempeña un papel importante en la prestación de planes de estudio y contenido educativo como apoyo a los sectores escolares británicos y a los alumnos de todas las edades. La introducción de la micro computadora de la BBC en los años 80 figura 1, tuvo un impacto profundo y transformador en el sector de las TI (Tecnologías de la información) en Reino Unido que todavía se siente hasta el día de hoy.
La BBC vio que una iniciativa actualizada podría tener un impacto similar para la generación actual de jóvenes aprendices, así que elaboró un plan audaz y ambicioso y que dio luz al proyecto micro: bit.

Fig 1. Acorn BBC Master 128.

Este proyecto culminó en 2016 cuando la BBC y una asociación de 30 organizaciones (incluidas ARM, Samsung y Microsoft) distribuyeron 1 millón de mini computadoras micro:bit en las escuelas secundarias del Reino Unido. Luego, en octubre de 2016, se formó la Fundación Educativa micro:bit para tomar micro:bit y llevarlo al resto del mundo.

¿Que es micro:bit?

El micro: bit BBC (figura 2), es un pequeño dispositivo, una mezcla entre una computadora muy pequeña y un sistema embebido programable. Es fácil de programar, muy versátil y está diseñado pensando en los jóvenes. En particular, está diseñado para facilitar su uso a las personas que nunca antes han programado o desconocen del mundo de la electrónica.

Fig 2. Microbit en los 4 colores disponibles.

Sin embargo, el éxito de micro:bit no se debe solo al innovador dispositivo en hardware. ¡Es el ecosistema micro: bit el que la hace una herramienta tan genial para educadores, niños, estudiantes y cualquier persona interesada en usar la tecnología de manera inventiva y divertida! El ecosistema consiste en el hardware, una gran variedad de sensores, actuadores, tarjetas compatibles, agregados y excelentes editores de código. También hay más de 1000 proyectos asombrosos, tutoriales e ideas divertidas que están disponibles gratuitamente en línea, pero el componente mas importante son las personas que utilizan micro:bit.

¿Qué incluye micro:bit?

La micro:bit cuenta con características importantes que la hacen única en diseño y función, así que explicaremos a detalle cada una de ellas.
La parte frontal de la tarjeta micro: bit está diseñada para interactuar con el usuario al exponer los siguientes componentes, como se indica en figura 3.

Fig 3. Parte frontal de la microbit.
  1. Los botones: hay dos pulsadores etiquetados como A y B que le permiten interactuar directamente con sus programas. Puede configurarlos para controlar un juego o pausar y saltar canciones en una lista de reproducción, por ejemplo.
  2. Pantalla: la pantalla consta de 25 LED rojos montados en la superficie dispuestos como una cuadrícula de 5×5 que le permiten mostrar texto, imágenes y animaciones. La pantalla también se puede utilizar como un sensor de luz ambiental.
  3. Conector perimetral: el total de 25 pines en el conector perimetral le permite conectar varios sensores y actuadores, acceder a las líneas de E/S y conectarse a la alimentación y tierra. Incluyen una matriz de LED, dos pulsadores, un bus I2C y un SPI. Los pines 0, 1, 2, 3V y GND están expuestos como conectores en forma de anillo, que le permiten conectar fácilmente conectores tipo caimán o banana. Los pines 0, 1 y 2 son especializados para la detección capacitiva. Para accesar a todos lo pines por medio de headers o en una protoboard, puede hacer uso de un conector como en la figura 4, en nuestra tienda virtual contamos con otros conectores que pueden ser de su interés.
Fig 4. Adaptar GPIO para microbit.

El pinout del conector perimetral se puede ver la figura 5, de esa manera cuando se requiera utilizar algún puerto de comunicación, pin digital o analogico, podrán elegir el que mejor se adecue al proyecto.

Fig 5. Pinout de la microbit.

La parte posterior de la tarjeta micro:bit figura6, consta de una gran cantidad de componentes electrónicos y hardware, los cuales pueden ser de gran utilidad para realizar ciertos proyectos como: robots, monitoreo, control, música y demás.

Fig 6. Parte posterior de la micro:bit
  1. Procesador (Nordic nRF51822): CPU ARM Cortex-M0 de 16MHz a 32 bits, memoria flash de 256KB, 16KB RAM estática con 2.4GHz en red inalámbrica Bluetooth de bajo consumo de energía, que le permite conectar micro: bit con dispositivos móviles que ejecuten Android e iOS.
  2. Brújula (NXP/Freescale MAG3110): le permite medir la intensidad del campo magnético en cada uno de los tres ejes.
  3. Acelerómetro (NXP/Freescale MMA8652): le permite medir la aceleración y el movimiento a lo largo de tres ejes.
  4. Controlador USB (NXP/Freescale KL26Z): microcontrolador ARM Cortex-M0 + de 48MHz, que incluye un controlador USB 2.0 On-The-Go (OTG) de velocidad completa, que se usa como interfaz de comunicación entre el USB y el microcontrolador principal Nordic.
  5. Conector micro USB: le permite conectar la tarjeta micro: bit con una computadora para cargar códigos o alimentarla con 5V.
  6. Antena inteligente Bluetooth: una antena impresa que transmite señales Bluetooth en la banda de 2.4GHz.
  7. Botón RESET: le permite restablecer el micro: bit y reiniciar el programa que se está ejecutando actualmente o poner el micro: bit en modo de mantenimiento.
  8. Conector JST de la batería: le permite alimentar la tarjeta micro: bit con 2 baterías AAA, o con una batería Li-Po de una celda.
  9. LED del sistema: El LED de color amarillo indica la alimentación USB (sin parpadear) y transferencia de datos (parpadeando). No indica la carga de la batería.
  10. Conector de borde: incluye 21 pines.

Creando tu primer programa con micro:bit

Algo que tiene como ventaja la tarjeta micro:bit es que no necesariamente se requiere de instalar software especial o un IDE como arduino, así que podemos crear nuestros programas en linea para después descargarlos y solo arrastrar y soltar en la unidad de almacenamiento que se asigne a micro:bit en nuestra pc.
Cabe mencionar que podemos programar nuestra tarjeta con el lenguaje de programación python. La versión de python que se ejecuta en el micro:bit se llama MicroPython. Está diseñado para funcionar en pequeñas placas de microcontroladores como micro: bit.

Puede usar el editor en línea de Python alojado en http://python.microbit.org/editor.html figura 7, para escribir el código de MicroPython para micro: bit y obtener el archivo hexadecimal del código para el flasheo. Esto es lo que necesitará escribir para ejecutar el programa MicroPython.

Fig 7. Editor de código micro python en linea

Después de escribir estas líneas de código lo único que deberá hacer es guardar el archivo con el nombre que desee, en esta ocasión tomamos el que nos da el editor por default “Listing_1-1.hex”, posterior a ello descargamos el archivo hexadecimal en en botón que dice “Download” y nos iremos a descargas para arrastar el archivo con el mouse y soltarlo en la unidad microbit que se nos asigno figura 8 (asumiendo que la micro:bit ya esté conectada a tu pc).

Fig 8. Flasheando nuestro cogido al micro:bit

Si todo ha salido bien tendremos una animación en la micro:bit tal como podemos ver en la figura 9.

Fig 9. Animación en microbit con micro python.

Hasta aquí con la presentación de la tarjeta micro:bit que, como podemos observar tiene muchas características para realizar grandes proyectos, en la siguiente entrada veremos un ejemplo más complejo con el fin de ir creando aplicaciones que tengamos en mente y no se hayan podido concretar.

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