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Ratgeber
BBC Micro:bit » Clever programmieren lernen
Bildungseinrichtungen wie Berufsschulen entfachen mit dem BBC micro:bit die Begeisterung für Technologie und Coding in ihren Talenten von morgen. Die handlichen Mikrocontroller sind daher mehr als nur Lehrmittel, sie sind der Schlüssel, um Schülerinnen und Schüler spielerisch an die Welt der Programmierung heranzuführen. Was genau micro:bit ist und welches Zubehör es gibt, zeigen wir Ihnen in unserem Ratgeber.
BBC steht als Kürzel für die British Broadcasting Corporation, die 2015 den micro:bit auf den Markt brachte. Dabei handelt es sich um einen Einplatinencomputer (Single Board Computer), der mit seinen Maßen von 4,3 x 5,2 cm sehr kompakt ist. Der micro:bit ist kein vollwertiger Mini-PC, sondern ein Mikrocontroller-Board, das bewusst für die Schul- und Weiterbildung konzipiert wurde und ohne große Verständnishürden programmiert werden kann.
Herzstück des Boards ist ein ARM-Prozessor für die eigentliche Rechenleistung. Mittig befindet sich eine 5x5-Matrix als programmierbare LED-Anzeige und rechts und links davon programmierbare Knöpfe. Am unteren Ende sitzen die Input/Output-Pins. Als 20-polige Kartenrandsteckverbinder erlauben sie es, zusätzliche Geräte wie einen Raspberry Pi anzuschließen. Am oberen Platinenende steht eine USB-Schnittstelle zur Verfügung. Ist der micro:bit via USB-Kabel mit einem Computer verbunden, bezieht er die nötige Energie direkt über den Computer. Beim späteren Vorführen von Projekten kann die Platine mit einem bestückten Batteriehalter verbunden werden.
Der BBC micro:bit macht Technologie erlebbar, erleichtert das Verständnis durch praxisnahe Anwendungen und fördert die kreative Entfaltung im Lernprozess. Den Einplatinencomputer gibt es dabei in den Versionen V1 und V2.
Beide sind bezüglich der Maße identisch und besitzen 20 Input/Output-Pins, zwei Knöpfe sowie 25 LEDs in einer Matrix. Sie teilen sich ebenfalls die Grundausstattung, bestehend aus vier Sensoren: einem drei-achsigen Beschleunigungsmesser, einem Magnetometer, einem Lichtsensor und einem Temperatursensor.
Ein wesentlicher Unterschied beginnt bei der Leistung des Prozessors. Die Basisvariante V1 bietet einen 256 KB Flash-Speicher und 16 KB RAM, der 2020 erschienene micro:bit V2 einen 512 KB Flash-Speicher und 128 KB RAM. Zudem wurde das Bluetooth 4.0 der Version V1 auf das bessere Bluetooth 5.0 umgestellt. Weitere Erneuerungen beim micro:bit V2 sind ein schnelles Abschalten durch das Halten des Powerknopfes und ein LED-Power-Indikator. Die für viele Projektideen wichtigsten zwei Upgrades sind eingebaute Lautsprecher und die Integration eines Mikrofons.
Alternative Calliope mini
In deutschen Schulen ist auch der Einplatinencomputer Calliope mini häufig anzutreffen. Die sternförmige Platine zu Lernzwecken ist unter anderem mit Beschleunigungssensor, Piezo-Lautsprecher, MEMS-Mikrofon und Bluetooth ausgestattet.
Der Einplatinencomputer unterstützt verschiedene Programmiermöglichkeiten, um Kinder und IT-Interessierte in Weiterbildung auch unabhängig von ihrem Erfahrungsniveau anzusprechen. Um auf den Mikrocontroller zugreifen zu können, wird die Platine im ersten Schritt einfach über ihren Micro-USB-Anschluss mit einem Computer, Notebook, Tablet oder Smartphone verbunden.
Die beliebteste Methode zum Programmieren eines BBC micro:bit ist die Verwendung von Block-Programmierumgebungen (block-based programming). Anstelle der Eingabe von Code über ein Terminal steht eine visuelle Oberfläche mit Blöcken zur Verfügung. Jeder Block repräsentiert eine bestimmte Anweisung oder Funktion und kann nach dem Drag-and-Drop-Prinzip auf der Benutzeroberfläche abgelegt und mit anderen Blöcken kombiniert werden. So können Projekte in grafischer Umgebung programmiert werden.
Beliebte Programmiermöglichkeiten
Zu den beliebtesten Plattformen der micro:bit-Programmierung zählen:
Microsoft MakeCode
Lerninstitutionen nutzen oft die MakeCode-Plattform von Microsoft. Die Programmierumgebung ist auf das micro:bit-Board zugeschnitten und sehr benutzerfreundlich. Aus den Blockpaletten können die Codeblöcke per Klick ausgewählt und zur Programmerstellung kombiniert werden.
MicroPython
Der BBC micro:bit unterstützt die Programmierung in MicroPython, eine für Mikrocontroller optimierte Version der Programmiersprache Python. Gearbeitet wird auf der Online-Plattform Micro:bit Python Editor und der dort erstellte Code kann anschließend direkt auf das Mikrocontroller-Board übertragen werden.
Code Kingdoms JavaScript
Der visuelle JavaScript-Editor arbeitet in der Grundeinstellung mit Drag-and-Drop-Blöcken, kann jedoch auf das textbasierte Programmieren umgestellt werden. Damit begleitet die Software die Entwicklungsfortschritte bei neuen Projekten.
Eine Vielzahl von Zubehörteilen für den BBC micro:bit ermöglicht es, den Mikrocontroller zu erweitern und verschiedene Arten von Projekten umzusetzen.
Sensoren
Durch seine Kompatibilität öffnet der BBC micro:bit die Tür zum Einsatz einer breiten Palette von Sensoren. Dazu gehören Temperatur-, Feuchtigkeits-, Licht- und Drucksensoren.
Displays
Es gibt passende Displays, die über SPI-Schnittstelle verbunden werden können und die Visualisierung von Informationen erlauben. Dazu gehören auch Touchscreen-Module, um noch kreativere Projekte anzugehen.
Gehäuse und Schutzhüllen
Sie schützen das Board vor äußeren Einflüssen und bieten eine Möglichkeit, den Mikrocontroller sicher zu transportieren. Viele sind dabei so konstruiert, dass USB-Schnittstelle, Pins sowie Knöpfe leicht zugänglich bleiben.
Erweiterungsplatinen
Über seine Pins kann der micro:bit mit einem Breakout Board kombiniert werden, sodass noch mehr Sensoren und andere elektronische Bauteile integriert werden können.
Tipp: Sets erwerben
Praktisch ist der Einsatz von Starter Kits, da diese eine umfassende Sammlung von Komponenten, Zubehörteilen und didaktischen Anleitungen für Lehrkräfte beinhalten. Durch die Schritt-für-Schritt-Instruktionen können passend zum Entwicklungsstand sofort Projekte durchgeführt werden, deren Erfolge die Selbstwirksamkeit und Motivation steigern.