Micro:bit是英國政府委託Mircobit基金會做的一款學習型單芯片機。它的使用界面由微軟設計和打造。網址是 makecode.microbit.org。英國政府認爲英國國民必須要學習編程以適應未來的社會發展和提高國力,所以就做了Micro:bit出來。英國政府認爲目前市面上的大部分芯片,無論是軟件操作上或是硬件接駁上,對於初學者或高小初中生來說也是過於複雜和太難,不利學習,所以專門做出Microbit,並在全英國免費派發一百萬片給所有中一學生,以作爲新一代的文具。
Micro:bit本身並不具備上網的能力,所以用在物聯網學習裡有點麻煩。有見 及 此,MuseLab公司專門爲Micro:bit開發了一片上網擴展板,非常簡單容易的Micro:bit上網能力。MuseLab 公司也 在 makecode.mircobit.org官網裡加上簡易使用的軟件包,可以非常快速地使用Wifi和其他Muselab功能。
物聯網往往需要顯示大量數據,所以Muselab的擴展板上內建了點陣顯示屏。我們的電源版支持使用AA七號電池尺寸鋰充電電池和USB充電寶供電。雖 然使用AA七號鋰充電電池只能維持4-6小時的運作,但對於原型製作來講卻是非 常方便,可以儘量縮小佔據空間、不礙事。做原型的時候,太大太多飛線和太大塊的電池實在令人頭疼。
爲了方便製作解難原型,MuseLab的無線擴展板可以直接扣在樂高或慧魚的積木上,以便高速改善原型。快速修改原型是在做3D模型定型前非常重要的一步,否則會非常浪費時間和未能有效改善外型。我們也發現了在80分鐘兩節的課堂上讓24個菜鳥初哥插麪包板非常不容易,總會有一兩個同學左右紅黑插錯,花費老師大量時間幫忙除錯,所以我們專門重新設計了一個排針連接方法,一方面不會反轉插錯,而另一方面又可以兼容市面上絕大部分現成的Arduino通用傳感器和Groove 3線和4線傳感器。我們認爲這樣對使用者最有利。
Arduino的歷史比Microbit長得多,所以 Arduino的社區也比較大,對不同的硬件支持 也比較好,價錢也比較便宜。對初學者以言, Arduino主 要 不 足 的 地方 有 三 個 , 第 一 Arduino主 要 是 用 文 字 編 程 , 第 二 , Arduino需要安裝驅動後才可以使用。第三, Arduino一般有很多引線連接。這三難點對於 初學者來講可能會帶來一些困擾。一般經過幾 小時的圖像化編程訓練之後,大部分用戶可以 開始慢慢上手文字編程,對文字編程不再有抗 拒 。 如果用戶使用的PC計算機電腦不算太舊,安裝驅動也應該會順利。另外Muselab也 爲Arduino準備好3腳擴展板,這可有效減低 插錯線的機會,增加用戶第一次成功機會,大 大 提 高 用 戶 的 自 信 心 和 學 習 動 機 。 所 有 Muselab的傳感傳動器也相容Arduino。
由 於 Arduino本 身 並 不 帶 上 網 功 能 , 很 多 時 Arduino會 用 USB線 連 接 PC計算機電腦。有時Arduino也會配合 其 他 上 網 模 塊 或 樹 莓 派 去 上 網 。 Muselab提供下載版本的圖像化編程工 具SNAP!For Arduino 以供使用。右 圖爲Snap for Arduino。
Mircobit和Arduino 也屬於單芯片電腦。單芯片就是電腦裡所有零件也放在同一片芯片裡的意思。單芯片電腦沒有作業系統,所以功能比較少,操作比較簡單和比較便宜。作業系統就是一個軟件,它專門的爲計算機提供底層的基礎服務,如網絡,顯示,儲存,滑鼠,供電,安全保障等等。微軟的Windows系統和開源的Linux系統就是一個作業系統。反過來說,樹莓派就不是一台單芯片電腦而是一台完整的電腦計算機。樹莓派電腦可以連接Wifi,顯示屏,鍵盤和滑鼠。樹莓派甚至可以在上面跑辦公軟件。實際上樹莓派的運行速度也是非常快的,很多時我們會在樹莓派上運行各式分析軟件如Python,人工智能,計算機視覺。在樹莓派上能運作的軟件和方法很多,但Muselab建議使用Jupyter來控制和連結。Jupyter是一個Python語言的綜合環境,可以在網頁裡直接調用Python和終端機,非常方便。
在基礎編程裡,有六個概念是最爲重要的。
第一是命令執行
Microbit正在在開機的時候 執行顯示長頸鹿的命令。 左圖爲Microbit模擬器。
第二是條件邏輯
Microbit一開機時顯示長頸鹿。 按下A制顯示大心。 按下B制是顯示細心。 搖晃時顯示X。
每次按下A制都隨機顯示 零到四之間的一個數字。
第三個概念是變量
第四個概念是條件
按下A制後,如果隨機數“item“細過 或等於二,顯示“小“,否則顯示“大”。
第五和第六個概念是函數和重複
不停重複地顯示2秒紅燈, 1秒紅黃燈,3秒綠燈 。