micro:bit: від основ до перших проєктів

Класичний «Hello, world!» апаратного світу. Будь-яка програма для micro:bit мовою MicroPython починається з підключення модуля microbit: from microbit import * # Найпростіша програма: показати сердечко display.show(Image.HEART) Зверніть увагу на структуру: спочатку імпорт модуля, далі команди, що виконуються згори донизу. Спробуйте замінити Image.HEART на Image.HAPPY або Image.YES.

Матриця з 25 світлодіодів – найпростіший спосіб «спілкування» micro:bit з людиною. За вивід відповідає обʼєкт display: from microbit import * display.scroll("Привіт!") # прокрутити текст display.show(Image.HAPPY) # показати усмішку sleep(1000) # пауза 1 секунда display.show("5") # показати символ sleep(1000) display.clear() # очистити екран display.show() показує символ або зображення, display.scroll() плавно прокручує рядок – зручно для тексту, що не вміщається на 25 світлодіодів. sleep() робить паузу в мілісекундах і керує швидкістю анімації.

micro:bit має десятки готових зображень, але справжня творчість починається з власних. Зображення задається пʼятьма рядками по пʼять цифр, де кожна цифра від 0 до 9 означає яскравість світлодіода (0 – вимкнено, 9 – максимум): from microbit import * serce = Image("09090:" "99999:" "99999:" "09990:" "00900") # Анімація: серце, що "бʼється" while True: display.show(serce) sleep(400) display.clear() sleep(400) Конструкція while True: означає «повторювати вічно». Це основа майже кожної програми для micro:bit: пристрій постійно щось робить, доки увімкнений. Усе, що має повторюватися, розміщують усередині цього циклу з відступом.

Найпростіші засоби введення – дві кнопки: A (ліворуч) і B (праворуч). Програма перевіряє, чи натиснута кнопка, і виконує різні дії. Так зʼявляється розгалуження – одна з фундаментальних конструкцій програмування: from microbit import * lichylnyk = 0 while True: if button_a.was_pressed(): lichylnyk = lichylnyk + 1 display.show(str(lichylnyk)) if pin_logo.is_touched(): # дотик до логотипа (v2) lichylnyk = 0 display.show("0") is_pressed() перевіряє «зараз натиснута», was_pressed() – «була натиснута з минулої перевірки», get_presses() рахує кількість натискань. Саме was_pressed() потрібен для лічильників, щоб одне натискання не зарахувалося десятки разів.

Три поняття, на яких тримається будь-яка програма: змінні (комірки для даних), цикли (повторення) та умови (розгалуження). На micro:bit кожну з них видно «наживо»: from microbit import * import random # Цикл for: відлік від 3 до 1 for i in range(3, 0, -1): display.show(str(i)) sleep(700) display.show(Image.YES) # сигнал "почали" # Змінна для підрахунку натискань rahunok = 0 while rahunok < 5: if button_a.was_pressed(): rahunok = rahunok + 1 display.show(str(rahunok)) display.scroll("OK") Важливо: у Python відступи (зазвичай 4 пробіли) не косметика, а частина синтаксису – саме вони показують, що належить до циклу чи умови. Привчайте учнів до акуратних відступів від самого початку.

Перший завершений пристрій, яким можна користуватися. Обʼєднує все вивчене: вивід на матрицю, реакцію на подію і нове поняття – випадковість. from microbit import * import random while True: # Кинути кубик струшуванням плати if accelerometer.was_gesture("shake"): chyslo = random.randint(1, 6) display.show(chyslo) random.randint(1, 6) повертає випадкове ціле число від 1 до 6. Ускладнення для учнів: замість цифр вивести «класичні» зображення граней кубика з крапками, а другою кнопкою перемикати режим «монетка» (орел/решка).

Акселерометр – той самий датчик, що в смартфоні повертає екран. Він вимірює сили по трьох осях: X (нахил ліворуч-праворуч), Y (нахил вперед-назад), Z (вгору-вниз). На основі цих даних плата розпізнає жести: from microbit import * while True: gesture = accelerometer.current_gesture() if gesture == "shake": display.show(Image.CONFUSED) elif gesture == "up": display.show(Image.ARROW_N) elif gesture == "down": display.show(Image.ARROW_S) else: display.show(Image.HAPPY) Доступні жести: "shake", "up", "down", "left", "right", "face up", "face down" і навіть "freefall" (вільне падіння). Для точніших задач зчитуйте конкретні значення осей: accelerometer.get_x(), get_y(), get_z().

Підключіть три світлодіоди (червоний, жовтий, зелений) до пінів 0, 1 і 2 – кожен через власний резистор, короткі ніжки на спільний GND. from microbit import * while True: # червоний pin0.write_digital(1) pin1.write_digital(0) pin2.write_digital(0) sleep(3000) # червоний + жовтий pin1.write_digital(1) sleep(1000) # зелений pin0.write_digital(0) pin1.write_digital(0) pin2.write_digital(1) sleep(3000) # жовтий pin2.write_digital(0) pin1.write_digital(1) sleep(1000) pin1.write_digital(0) Ускладнення: додайте кнопку для пішоходів, яка достроково перемикає сигнал. Обговоріть з учнями, де ще працюють такі автомати за розкладом.

Вбудоване радіо дозволяє платам обмінюватися повідомленнями без жодних кабелів. Щоб плати «чули» одна одну, вони мають бути на одному каналі – групі. Це як налаштувати рації на одну частоту. # ПЕРЕДАВАЧ (пульт) from microbit import * import radio radio.on() radio.config(group=7) # спільний канал while True: if button_a.was_pressed(): radio.send("heart") if button_b.was_pressed(): radio.send("clear") # ПРИЙМАЧ from microbit import * import radio radio.on() radio.config(group=7) # той самий канал while True: msg = radio.receive() if msg == "heart": display.show(Image.HEART) elif msg == "clear": display.clear() Порада для класу: коли плат багато, усі вони можуть випадково «чути» одна одну. Призначте кожній парі власний номер групи – наприклад, за номером парти.

Класичне завдання шкільної робототехніки. Інфрачервоні датчики, спрямовані вниз, розрізняють темну лінію й світлу поверхню. Логіка проста й елегантна: # Логіка руху по лінії (псевдокод) while True: livyy = read_line_sensor_left() pravyy = read_line_sensor_right() if livyy == 0 and pravyy == 0: rukh_vpered() # обидва на білому - прямо elif livyy == 1 and pravyy == 0: povernuty_livoruch() # ліва лінія - коригуємо elif livyy == 0 and pravyy == 1: povernuty_pravoruch() # права лінія - коригуємо else: stop() # перехрестя або кінець Конкретні команди залежать від набору – у MakeCode це готові блоки розширення. Траса – звичайна ізолента на підлозі. Цей проєкт цінний методично: він наочно показує зворотний звʼязок – фундаментальний принцип усієї автоматики. Робот безперервно зчитує дані, порівнює їх із бажаним станом і коригує поведінку. Той самий принцип працює в термостаті, автопілоті й живих організмах.

Другий класичний проєкт – робот, що вільно рухається й самостійно обʼїжджає перешкоди за допомогою ультразвукового датчика. Логіка теж побудована на зворотному звʼязку: 1. Робот їде вперед і безперервно вимірює відстань попереду. 2. Коли перешкода ближча за заданий поріг (наприклад, 15 см) – зупиняється. 3. Відʼїжджає трохи назад, повертає в інший бік. 4. Продовжує рух і знову вимірює. Поєднавши рух по лінії й уникнення перешкод, учні створюють по-справжньому «розумну» машину. Гарне завершення теми – міні-перегони: чий робот швидше пройде трасу.