¿Qué es la microbótica?
14
febrero
2022

¿Qué es micro:bit?

Micro:bit es una placa de desarrollo programable con una gran cantidad de componentes integrados en placa que permite su uso sin necesidad de adquirir componentes adicionales. Esta placa ha sido desde sus inicios desarrollada con fines educativos para la iniciación en la programación y la microbótica de manera sencilla sin requerir de conocimientos previos.

Si no has leído el segundo artículo de la serie puedes visitarlo en el siguiente enlace: Iniciación a la microbótica 2: ¿Qué es la electricidad?

VIDEO TUTORIAL INICIACIÓN A LA MICROBÓTICA 3

Profesor Ángel Aguinaga Master de Programación CIPSA Bilbao

Versiones de micro:bit

Existen dos versiones principales:

  • La versión 1.0 creada en 2015 con sus revisiones posteriores 1.3 y 1.5.
  • La versión 2.0 creada en 2020 con una revisión posterior 2.2

Las principales diferencias entre ambas versiones es el empleo de un microcontrolador más potente y el aumento en la memoria RAM y ROM disponible para programas.

La versión 2.0 incluye además algunos componentes integrados adicionales (sensores de temperatura y táctil, micrófono y altavoz) y la mejora en prestaciones como la versión de Bluetooth y un mayor aporte eléctrico para dispositivos externos.

La siguiente tabla compara las características y componentes integrados en las diferentes versiones:

Iniciación a la microbótica Qué es micro bit 1

La versión 2.x es retro compatible y puede ejecutar los programas de las versiones 1.x.

Componentes integrados.

Ambas placas constan de una gran cantidad de componentes integrados que pueden emplearse directamente desde código:

Iniciación a la microbótica Qué es micro bit 2

Entre ellos destacan los siguientes:

  • Matriz de Leds 5 x 5: Matriz de 25 leds dispuestos en una matriz de 5 x 5 de intensidad variable con capacidad de proyectar mensajes, números y señales al usuario. Estos también pueden emplearse para obtener el nivel de iluminación ambiental.
  • Pulsadores A y B: Permiten detectar cuando son pulsados y liberados.
  • Sensor Táctil: Detecta cuando el usuario toca la superficie del logo micro:bit presente en la placa.
  • Compas y Acelerómetro: Son dos sensores integrados que permiten detectar el movimiento y orientación de la placa en el espacio empleando la gravedad.
  • Micrófono: Permite detectar sonidos y medir su intensidad.
  • Altavoz: Permite reproducir sonidos.
  • Temperatura: Mide la temperatura de la superficie del microcontrolador, la cual sirve como medida aproximada de la temperatura ambiental.
  • Bluetooth de baja energía (BLE): Permite la conexión e intercomunicación con otros dispositivos y placas micro:bit.

Todos estos componentes son accesibles a través de código y pueden manipularse desde programa para obtener lecturas y emplearlos como actuadores.

Alimentación eléctrica

La alimentación de la placa puede realizarse empleando los siguientes conectores:

Iniciación a la microbótica Qué es micro bit 3

  • Conector USB-C: Permite la conexión con PC para programación de la placa, pero también como fuente de alimentación.

Iniciación a la microbótica Qué es micro bit 4

Iniciación a la microbótica Qué es micro bit 5

  • Conector JST: Permite la conexión a pilas 2 x AA / AAA 1.5V mediante porta-pilas:

Iniciación a la microbótica Qué es micro bit 6

La placa incluye también un pulsador de RESET que permite reiniciar el programa (pulsación simple), o poner la placa en estado de reposo para ahorro de energía (pulsación larga).

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Placas de Expansión

A pesar de los componentes integrados en la propia placa micro:bit, es posible emplear los conectores externos para conectar más dispositivos mediante placas de ampliación. Estas no sólo facilitan el uso de componentes adicionales sino también el empleo de dispositivos con requerimientos eléctricos de tensión e intensidad no compatibles con la propia placa.

Las placas de expansión más habituales permiten controlar múltiples motores, servos o motores paso a paso:

Iniciación a la microbótica Qué es micro bit 7

Las conexiones de expansión de la micro:bit están dispuestas de la siguiente manera:

Iniciación a la microbótica Qué es micro bit 8

  • Pines digitales: P0 – P20 à La placa integra 20 pines digitales que pueden emplearse como entrada y salida. Estos son capaces de leer señales eléctricas de 0 o 3.3V (0/1), y generar tanto señales digitales (0/1) como moduladas PWM*.
  • Pines Analógicos P0-P4 y P10 à La placa también integra 6 pines analógicos capaces de leer señales eléctricas de tensiones intermedias entre 0 y 3.3V y convertirlas en valores de 10 bits ( 0 – 1023 ), así como generar señales digitales (0/1) como moduladas PWM*.

La modulación de señales consiste simular señales analógicas mediante la emisión de pulsos eléctricos de diferentes duraciones a una frecuencia determinada. Esta técnica recibe el nombre de modulación de ancho de pulso ( Pulse Width Modulation ) PWM.

Iniciación a la microbótica Qué es micro bit 9

La mayoría de los pines E/S de la placa están vinculados al manejo de los componentes integrados en la propia placa:

 

  • Matriz de LEDs 5×5 à P3, P4, P6, P7 y ( P9 en v1 )
  • Pulsadores A y B à P5, P11.
  • Giroscopio à P19, P20

Es por ello que cuando se van a emplear los pines para otros fines es preciso deshabilitar los componentes integrados para que no interfieran.

Los conectores de alimentación suministran 3.3V con intensidad máxima asumible de 200mA. No deben alimentarse dispositivos que requieran mayor intensidad para su funcionamiento ya que dañarían la placa.

Entornos de desarrollo

Existen muchos entornos de desarrollo que permiten programar para micro:bit. No obstante, los más populares son:

Iniciación a la microbótica Qué es micro bit 10

Se trata de un entorno online ( no requiere instalación ) que permite desarrollar, probar y reprogramar la placa desde el navegador. La programación puede realizarse alternativamente mediante programación visual basada en bloques, o lenguajes Javascript y Python.

La siguiente imagen muestra el mismo código representado en Bloques, Javascript y Python:

Iniciación a la microbótica Qué es micro bit 11

Este IDE permite escribir programar para micro:bit empleando exclusivamente Python.

Al igual que MakeCode permite compilar y cargar programas en la micro:bit, o guardarlos localmente como ficheros compilados .hex, o fuente Python:

Iniciación a la microbótica Qué es micro bit 12

Por último; también es posible programar para micro:bit empleando otros entornos de desarrollo tales como Scratch o mBlocks.

Carga de programa en la placa.

La carga de programas en la placa se denomina flasheo  y puede realizarse de dos modos:

  • Opción local: Los programas se descargan como ficheros compilados con extensión HEX. Estos pueden cargarse posteriormente en la micro:bit conectándola vía USB. Esta se muestra entonces como una unidad de memoria en la que podemos copiar el archivo con el programa a cargar.

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Author

Ángel Aguinaga

Profesor de Programación y Bases de Datos de la Sede Bilbao. Formador experimentado en áreas como .Net, Java, BB.DD., Python, Desarrollo y programación Web.

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