BBC micro:bit v2 už koncem roku 2020

Internetem obchází zprávy o nové generaci oblíbeného vzdělávacího počítače s původem ve Spojeném království. A protože různé články přinášejí různé střípky informací, pokusil jsem se pro vás shrnout informace do jednoho textu.

[ POZNÁMKA ] V článku záměrně používám název micro:bit v2 ve variantě s dvojtečkou i bez (microbit v2), aby byl článek dohledatelný pro co největší množství čtenářů.

Odpovědi pro netrpělivé čtenáře

Je mi úplně jasné, že v článku představujícím novou verzi oblíbené vývojové platformy, většina čtenářů hledá nejprve rychlé odpovědi na některé základní otázky. Pojďme se tedy nejprve podívat na to, co vás pravděpodobně zajímá nejvíce:

Bude microbit v2 podporovat mé stávající rozšiřující desky?

Vývojáři se chlubí spoluprací s autory přídavného vybavení k microbitu a snažili se maximalizovat zpětnou kompatibilitu, takže naprostá většina vybavení by měla umožňovat prosté vyměnění současné verze microbitu za microbit v2. Pokud je ale microbit umístěn v nějaké rozšiřující desce jak se říká „natěsno“, pak je nejlepší kompatibilitu nejprve prověřit.

Mohu své stávající programy použít i pro microbit v2?

Ano, ale musejí projít novou kompilací do tzv. univerzálního .hex souboru. Tyto soubory obsahují kompilovaný kód pro konkrétní procesor a tím, že nová generace používá jiné, výkonnější, CPU, tak je potřeba program znovu zkompilovat i pro něj.

Programy vytvořené v oficiálně podporovaných prostředích (MakeCode, Micropython) stačí otevřít v prostředí a znovu stáhnout program do micro:bitu – nový soubor potom bude fungovat na obou generacích. Nevýhodou je, že tím narostla velikost tohoto souboru a z ~700kB nakynul na ~1.8MB.

Vejde se micro:bit v2 do obalů pro micro:bit první generace?

U obalů pro microbit je bohužel pravděpodobné, že nebudou na novou generaci micro:bitu pasovat, protože na zadní straně desky došlo k výrazným změnám.

Nicméně i volnější obaly by mohly být nevhodné, pokud by zakrývaly přístup k novým funkčním prvkům (LOGO sloužící jako dotykové tlačítko, zabudovaný mikrofon a reproduktor).

Kolik bude micro:bit v2 stát?

Skvělá zpráva je, BBC micro:bit v2 by měl stát stejně jako jeho předchůdce. Nicméně to se bavíme o zemi původu, tedy o Spojeném království, v českých obchodech se může cena mírně lišit, protože kurz libry se mohl výrazněji pohnout.

Kdy bude micro:bit v2 k sehnání?

Ve spojeném království chtějí uvést micro:bit v2 na trh v listopadu 2020, jak rychlá bude distribuce do okolních zemí potýkajících se s pandemií lze těžko soudit, nicméně lze očekávat že na domácím trhu by měl být k dispozici do konce tohoto roku.

Co přináší micro:bit v2 nového?

Pojďme si projít to, co zajímá většinu čtenářů na druhém místě (hned po zodpovězení výše sepsaných otázek): Co nám přináší druhá generace za novinky a vylepšení?

Konec hluchoněmého prokletí aneb Integrovaný mikrofon a reproduktor

Asi nejvýraznější novinkou je zabudování jednoduchého reproduktoru přímo do desky micro:bitu v2. Tato zdánlivá drobnost dokáže ušetřit mnoho místa, protože když budete chtít zabudovat nějakou zvukovou reakci, nebudete už muset řešit, kam umístit reproduktor, ani jak ho napojit na příslušné piny, pokud nepoužíváte rozšiřující desku s vývodem do jacku. (Já osobně zvažuji, že bych díky této novince v budoucnu rozšířil úspěšnou tamagoči ovečku právě o zvukovou odezvu).

K reproduktoru je přibalený i nový blok, kterým se aktivuje, v případě, že ho chcete využívat a můžete ho opět vypnout, pokud chcete používat jiné výstupní zařízení.

Dále je přímo na desku přidaný Knowles MEMs microphone sensor, který najde využití jako senzor měřící hladinu hluku v okolí. K mikrofonu je připojený i LED indikátor, který se rozsvítí vždy, když zařízení naslouchá.
MakeCode samozřejmě poskytne nové bloky pro tento senzor.

Klidně si sáhněte aneb Kapacitní dotyková tlačítka

Když srovnáte přední strany první a druhé generace micro:bitu, můžete si všimnout, že starší model měl logo vyvedené ve stejné barvě jako trojúhelníkovou grafiku v levém horním rohu. Nový microbit má v místě loga obnaženou masku plošného spoje a celé logo je pak zlacené, stejně jako hranový konektor.

Je to proto, že druhá generace používá LOGO jako dotykové tlačítko, jak ho znáte z různých mobilních zařízení. V záložce vstupy potom najdete nové bloky událostí podobné těm, které reagují na stisktnutí tlačítek.

Nenápadným vylepšním je možnost použít jako kapacitní dotyková tlačítka i velké piny (tedy piny 0, 1, 2). Již u současné verze micro:bitu je lze využít jako dotykové senzory, ovšem jako rezistivní, což znamená, že je třeba uzavřít elektrický obvod. Jednoduše řečeno, u první generace micro:bitu se musíte kromě velkého pinu dotknout i pinu GND, aby procesor zjistil aktivaci. To však u kapacitní technologie není třeba a stačí se dotknout pouze velkého pinu, stejně jako loga. Pokud tedy budete chtít využít microbit v2 jako dálkové ovládání, máte k dispozici poměrně velké množství tlačítek (reálně o jedno navíc oproti první generaci, ale tři dotykové piny se nyní aktivují mnohem intuitivněji).

Zubatý úsměv aneb Zapuštěné velké piny

Změna, kterou je vidět na první pohled a která tak vytváří charakteristický vzhled micro:bitu v2, je zapuštění velkých pinů (piny 0, 1, 2, 3V a GND). Jedná se o reakci na časté využívání tzv. krokosvorek či krokodýlků pro rychlé sestavování obvodů při výuce. Krokodýlky je doporučováno zapojovat kolmo k hranovému konektoru (to je ta spodní lišta s vodivými vývody pinů) a nově zavedené zapuštění velkých pinů zajistí, že budou zoubky krokosvorek lépe držet na pinu a nebudou sklouzávat k okolním pinům.

Ukolébavka aneb Režim spánku

V současné době, pokud potřebujete ukončit vykonávání programu, je třeba micro:bit odpojit od zdroje – což v případě, že ho programujete z počítače znamená, že je třeba vytáhnout microUSB kabel.

S přidáním zabudovaného reproduktoru však vzrostla i potřeba možnosti program zastavit, aniž by bylo potřeba neustále rozpojovat kablíky. (Věřte mi, že nejen malé děti občas propadnou radosti ze života hodnou osmáka degu a když mají možnost generovat nějaké zvuky, tak čím hlasitější a otravnější, tím větší radost z toho mají! Jenže pak to potřebujete testovat a nechcete poslouchat takový rámus, když zrovna přemýšlíte nad připojením dalších zařízení k micro:bitu.) Nově přichází microbit v2 s možností uvést počítač do režimu spánku tím, že podržíte na několik sekund tlačítko RESET na zadní straně desky. Pro probuzení stačí znovu zmáčknout tlačítko RESET.

Jestli micro:bit spí nebo vykonává program poznáte jednoduše podle LED indikátoru vedle microUSB portu:

• pokud svítí nepřerušovanou červenou barvou, micro:bit vykonává program;
• pokud bliká červeně, micro:bit je v režimu spánku;
• pokud je kontrolka zhasnutá, micro:bit není napájen.

Jako příjemný přídavek k režimu spánku má micro:bit v2 nižší spotřebu energie, čehož jistě využijete, pokud potřebujete monitorovat data vysílaná dlouhodobě běžícím programem.

Generační srovnání

Pokud vám nestačil výše uvedený seznam nejvýraznější novinek, můžete si prohlédnout podrobnější specifikace micro:bitu v2 a srovnání s micro:bitem v1:

Tabulka specifikací

	micro:bit v1.5	micro:bit v2
[ procesor ]	Nordic Semiconductor nRF51822	Nordic Semiconductor nRF52833
[ paměť ]	256 kB Flash 16 kB RAM	512 kB Flash 128 kB RAM
[ interface ]	NXP KL26Z, 16 kB RAM	NXP KL27Z, 32 kB RAM
[ hranový konektor ]	25 pinů. 3 dedikované GPIO, PWM, I2C, SPI a externí napájení. 3 kruhové piny připojení banánků nebo krokodýlků	25 pinů. 4 dedikované GPIO, PWM, I2C, SPI a externí napájení. 3 kruhové piny připojení banánků nebo krokodýlků, zapuštěné pro snadnější připojení
[ I2C ]	sdílená sběrnice I2C	dedikovaná sběrnice I2C pro periferie
[ bezdrátová technologie ]	2.4 GHz radio BLE Bluetooth 4.0	2.4 GHz radio BLE Bluetooth 5.0
[ napájení ]	5V skrz microUSB 3V skrz hranový konektor nebo battery box	5V skrz microUSB 3V skrz hranový konektor nebo battery box LED indikátor napájení Power off funkce tlačítka RESET
[ napětí pro příslušenství ]	90 mA	200 mA
[ pohybový senzor ]	ST LSM 303	ST LSM 303
[ rozměry ]	50 x 40 mm	50 x 40 mm

Jak můžete z tabulky vyčíst, dostal micro:bit v2 novější procesor, který slibuje zvládnout mnohem náročnější úlohy, jako je strojové učení nebo umělá inteligence, což je oblast na kterou se chce Micro:bit Educational Foundation soustředit s právě pro v2 s tím, že bychom se příští rok měli dočkat nějakých novinek.

Co se týče paměti, má nová generace k dispozici osmkrát větší RAM a dvojnásobnou Flash paměť, kam můžeme nahrát vlastní program, takže se můžete pustit do rozsáhlejšího kódu.

Potěší i možnost většího odběru pro periferie: 200 mA je více než dvojnásobek oproti současné generaci (různé zdroje uvádí mírně odlišné hodnoty, lze se dočíst i o 190 mA). Toho by mělo být dosaženo díky nově přidanému regulátoru (viz blokové schéma hardwaru).

[ POZNÁMKA ] Blokové schéma jsme převzali ze zahraničního magazínu, který ho rekonstruoval na základě oficiálních informací, avšak oficiální schéma nebylo v době sepisování článku k dispozici. Publikováno by mělo být v oficiálním přehledu specifikací.

Pin-out starý a nový

Jedna změna, která není viditelná, dokud se nepodíváme do specifikací je rozdílná implementace LED matice.

Matice je v obou případech fyzicky vyvedena do uspořádání 5×5 – tomu odpovídá i implementace v microbitu v2, ovšem u první generace byla vnitřní implementace realizována jako matice 9×3 (tedy 9 sloupců ve 3 řádcích), s tím že poslední řádek ve sloupcích 8 a 9 nebyl využitý. Na tuto zajímavost narazil asi každý, kdo chtěl využít piny, které matici řídily, k něčemu jinému.

Nicméně se změnou realizace LED panelu se také mírně změnil pin-out a jedná se tak o jeden z mála zdrojů možné omezené kompatibility příslušenství. Je však třeba říct, že nejspíš půjde o velmi vzácný jev, protože příliš rozšiřujících desek velmi pravděpodobně nevyužívalo přímo těchto pinů. Porovnání rozdílných verzí si můžete prohlédnout níže: