Documentation BBC micro:bit MicroPython

• Connexion du micro:bit au ordinateur
• Chargement de programmes au micro:bit

BBC micro:bit est une plaque de développement qui utilise un microcontrôleur. Ce dispositif a pour but d’offrir les étudiants un bon commencement pour développer ses compétences en programmation.

Micro:bit V2 est un ARM Cortex M4, petit et facile d’utiliser. Il est prévu avec 25 LED, sur lesquelles on peut afficher des messages ou des images. Il est prévu, aussi, avec u accéléromètre, qui peut détecter les mouvements, un bussole, Bluetooth, deux buttons, à travers lequel il peut interagir avec l’utilisateur et des autres d’autres capteurs que nous découvrirons au cours du TP.

Les programmes seront écrits sur l’ordinateur et après ils seront chargés sur le micr:obit. Ces programmes restent sur la mémoire flash et ils vont être exécutés quand le microcontrôleur est alimenté.

Qu’est-ce qu'un microcontrôleur?

Le microcontrôleur et un ordinateur réduit dans un seul chip, qui peut exécuter un programme à la fois et consommer beaucoup moins qu’un ordinateur portable ou un ordinateur. En plus, elles sont bonnes pour contrôler et détecter les signaux électriques a l’aide de ses broches. Pour plus des infos tu peux cliquer sur ce lien.

Pour le déploiement des TP, on va utiliser Micropython pour écrire des programmes sur micro:bit. Micropython est un langage de programmation crée pour travailler avec des microcontrôleurs.

Si vous avez une BBC micro:bit V2 passez à la section "La connexion du micro:bit".

Si tu n'as pas un BBC micro:bit suivez les instructions ci-dessous pour utiliser le simulateur.

Le simulateur MicroPython peut également être utilisé pour réaliser les laboratoires. Pour pouvoir l'utiliser, vous devez taper les commandes suivantes dans le terminal, si vous utilisez Windows, tapez les commandes dans cmd.

Si vous n'avez pas installé Python3 ou si vous n'êtes pas sûr de l'avoir, suivez les étapes de ce document.

L'étape suivante est de taper les commandes suivantes:

git clone https://github.com/ducklord420/PythonEditor.git
cd PythonEditor
git submodule update --init --recursive
py -m http.server --bind 0.0.0.0

Pour accéder le simulateur si vous utilisez Linux ou MacOS, tapez la commande:

$ firefox editor.html

Si vous utilisez Windows, vous pouvez soit utiliser la commande précédente, soit aller dans le dossier “PythonEditor” et cliquer sur “editor.html”.

Pour simuler le code, cliquez sur “Sim”. Testez l ' Exemple 1 du section suivante.

Le premier pas pour connecter le microcontrôleur a l’ordinateur est d’utiliser le câble micro USB, qui a été reçu avec BBC micro:bit. Vous devez introduire le USB type B en haut du dispositif et l’autre terminaison de fil dans votre ordinateur.

Pour le développement des TP, on va écrire des programmes dans un éditeur du code en ligne, qui s'appellent Makecode.

Le premier exemple qu’on va l'écrire sera l'affichage de texte “Hello” sur le 25 LED, suivi par l'abréviation “SdE”, qui toutefois va être stocke dans une variable.

from microbit import display  #import "diplay" from microbit library
 
name = "SdE" #declaration of a variable with a String
 
#all the code that is idented under the loop belongs to it
while True: #infinite looop
    # "display" is an object that refers to the LEDs, this method allows us to control them
    display.scroll("HELLO" + " " + name) # concatenation of Strings
 

Le transfert du programme s'appellent flashing, parce que le programme est copié dans la mémoire flash du micro:bit.

Après que vous avez eu connectée le microcontrôleur a l'ordinateur vous pouvez voir “MICROBIT” comme une clé USB.

L’étape suivante est de sauve-garder le programme comme un fichier .hex. Pour cela on doit appuyer sur le bouton “Load/Save”, alors il sera téléchargé, comme on peut voir dans l’image ci-dessous:

La dernière étape pour charger le programme sur micro:bit est d'ouvrir le dossier ou a été télécharge le fichier .hex et lui copier dans “MICROBIT”. se compilera automatiquement sur le microcontrôleur.

Pour cette méthode est suffisamment d’utiliser seulement l’éditeur de code en ligne dans un browser Chrome ou Edge. La première étape est de connecter le dispositif en appuyant le bouton “Connect” depuis le menu de l’éditeur de code.

Une fenêtre similaire à celle ci-dessous apparaîtra. Il ne reste plus qu’à cliquer sur le dispositif “BBCmicrobit” que Makecode a détecte.

La dernière étape c’est d’appuyer le bouton “Flash”. Il y a possible que vous devez attendre quelques secondes jusqu’à le programme va être charge sur micro:bit.

Dans le schéma du microcontrôleur présenté ci-dessus, on peut voir que le micro:bit a trois boutons.

Le bouton au dos est pour reset. Si, ce bouton est appuie pour cinq secondes, le microcontrôleur arrêtera d’exécuter le programme chargé. En même temps, si le bouton de reset est pressé brièvement, le programme qui fait flash sur la carte sera réinitialisé.

Sur le devant du dispositif il y a deux butons A et B, qui peut-être accéder dans le code avec buton_a et button_b. Ces boutons ont une méthode is_pressed(), qui va retourne True si le bouton est appuyé, si non la méthode va retourne False.

Dans cet exemple on va utilise le conditionnel “if”.

# Simple decision
a = 33
b = 200
if b > a:
  print("b is greater than a")

# Use "elif" to add an additional condition
a = 33
b = 33
if b > a:
  print("b is greater than a")
elif a == b:
  print("a and b are equal")

# The "else" keyword takes anything that has not been included before
a = 200
b = 33
if b > a:
  print("b is greater than a")
elif a == b:
  print("a and b are equal")
else:
  print("a is greater than b")

# Else without elif
a = 200
b = 33
if b > a:
  print("b is greater than a")
else:
  print("b is not greater than a")

Le programme suivant va afficher sur l'écran du micro:bit la lettre “A” si le bouton A etre appuie, repsectivment la lettre “B” si le buton B va atre appuye. Si aucun button va etre appuye, sur l'ecran on va avoir une image avec un émoticône confuse.

Le programme suivant va afficher sur l'écran du micro:bit la lettre “A” si le bouton A été appuyé, respectivement la lettre “B” si le bouton B été appuyé. Si aucun bouton sera appuyé, sur l'écran on va avoir une image avec une émoticône confuse.

from microbit import display, button_a, button_b, Image 
 
while True:   #infinite looop
    if button_a.is_pressed(): #check if the button A is pressed
        display.scroll("A")
    elif button_b.is_pressed(): #check if the button B is pressed
        display.scroll("B")
    else:
        display.show(Image.CONFUSED)

Micro:bit est capable de reconnaître des gestes comme l'inclination ou la secousse. Au dos du microcontrôleur, en bas, il a un chip petit, qui représenter l'accéléromètre, il s' appelle "Compass and Accelerometer”. Cela peut mesurer l'accélération dans toutes les trois dimensions, comme l'accélération gauche-droite, l'accélération avant-arrière et l'accélération haut-bas.

Qu'est-ce qu'un accéléromètre? Un accéléromètre a le but de mesurer et analyser des accélérations linaires et angulaires, par exemple, les voitures modernes utilisent un accéléromètre qui détecte un accident pour déployer des airbags.

Dans cet exemple on va utilise l'accéléromètre en affichant sur l'écran du micro:bit une carre s’il est incline vers gauche, un triangle s’il est incline vers droite et un diamant s’il il est mis face haut.

from microbit import display, accelerometer, Image
 
while True:
    if accelerometer.current_gesture() == "left":
        display.show(Image.SQUARE)
    elif accelerometer.current_gesture() == "right":
        display.show(Image.TRIANGLE)
    elif accelerometer.current_gesture() == "face up":
        display.show(Image.DIAMOND)
    else:
        display.clear()

Le capteur pour la boussole détecte les champs magnétiques de la Terre et est mis, aussi, au dos du micro:bit, comme l’accéléromètre. Cela est utilise pour détecter si un aimant est autotour de dispositif ou pour navigation, il peut montre les directions Nord, Sud, Est et Ouest.

Dans cet exemple on va voir comme le micro:bit peut-être utilise comme une boussole. Attention: Immédiatement après ont eu chargé le code sur le dispositif, vous devez attendre un peu jusqu’à sur l’écran il va apparaitre le texte suivant “TITLING FILL”. Puis, une LED sera affichée à son tour, vous devez incliner le micro:bit jusqu’à l’écran se va allume complétement.

from microbit import display, compass
compass.calibrate()
 
while True:
    degrees = compass.heading()
    if degrees < 45 or degrees > 315:
        display.show('N')
    elif degrees < 135:
        display.show("E")
    elif degrees < 225:
        display.show("S")
    elif degrees < 315:
        display.show("W")
    else:
        display.show(' ')

BBC micro:bit V2 a le microphone fixé à l'arrière et à la face, vous pouvez voir l'indicateur, qui s'allume lors de lui accès. Cela peut mesurer le niveau du son autotour de dispositif et il peut détecter les son haut ou plus bas. Aussi à l'arrière il y a sur PCB un un haut-parleur(speaker) magnétique d’où provient le son comme output.

Cet exemple va simule une bougie. Après l’importation des bibliothèques, est déclaré un compteur nommé lit, qui a initialement la valeur True. Après, on vérifie s’il y a été enregistré un son fort en utilisant la méthodewas_event(), qui efface également l’historique des événements sonores avant de retour. Si la méthode va retourne True on va change la valeur du compteur lut. Dans le cas où la bougie est allumée une image simulant une bougie apparaîtra sur l’écran et qui va faire la flamme scintille à une position aléatoire de 1 à 3.

Pour créer une image il y a nécessaire de donner des valeurs pour chaque pixel de l'écran. La valeur 0 signifie que la LED est éteindre. Les valeurs 1 et 9(la valeur maximum) montre le niveau de luminosité du pixel. Pour représenter une ligne les valeurs sont entre ”” et elle se finit avec : . Dans cet exemple , on peut voir que chaque ligne du Image() représente la position des LED sur l'écran physique du micro:bit. Par conséquent, en analysant la première ligne, qui suggère la flamme, toutes les LED sont éteintes sauf celle en position 3, qui a le pixel réglé sur la luminosité maximale. Les autres lignes sont similaires pour former le reste de la bougie, les positions 1 et 5, le pixel est réglé sur 0 et le reste sur 9.

Pour créer le effet scintillement on utilise la méthode set_pixel(), qui a comme paramètres la ligne, la colonne et la valeur du pixel.

from microbit import display, microphone, SoundEvent, Image, sleep
import random
 
lit = True
 
while True:
    if microphone.was_event(SoundEvent.LOUD): #check if a loud sound was
        lit = not lit
        sleep(500)
    if lit:
        display.show(Image( #candle image
        "00900:"
        "09990:"
        "09990:"
        "09990:"
        "09990"))
        sleep(150)
        flicker = random.randint(1, 3)
        if flicker != 2:
            display.set_pixel(2,0,0)
            display.set_pixel(flicker,0,9)
        sleep(150)
    else:
        display.clear()

Micro:bit a un capteur tactile mis sur logo, qui est utilise comme input. Il peut interagir avec l'utilisateur comme en utilisant bouton.

Dans cet exemple on vérifie si le senseur est touche, dans ce cas on va afficher le message “Hello”, si non, l’écran ne s’allumera pas.

from microbit import display, pin_logo
 
while True:
    if pin_logo.is_touched():
        display.scroll("Hello")
    else:
        display.clear() #display stays empty

Le capteur de température enregistre avec une approximation la température autour de micro:bit. Le capteur de lumière peut enregistrer le niveau de lumière par les LED

Dans l'exemple suivant on va afficher la température si le bouton A été appuyé. Si le micro:bit va enregistre la lumière fort sur l'écran va apparaitre une image de soleil. Pour tester le capteur de lumière, dans cet exemple vous pouvez prendre votre portable, allume la lampe de poche et mettre sa lumière vers le dispositif.

from microbit import display, button_a, Image, temperature
 
while True:
    if button_a.was_pressed():
        display.scroll(temperature()) #displat the temperature
    elif display.read_light_level() > 100: #check the light level
        display.show(Image( #sun image
        "90909:"
        "09990:"
        "99999:"
        "09990:"
        "90909"))
    else:
        display.clear()

1. Écrivez un programme qui en appuyant simultanément les boutons A et B, va afficher une image qui représente “OUI”. Si pas de boutons est appuyé sur l'écran va affiche une image qui représente “NON” “NON”. Voir les image sur documentation.
2. Modifier l’exercice antérieur tel que en appuyant le bouton A va afficher sur l’écran la lettre “A” et en appuyant le bouton B va afficher sur l’écran la lettre “B”.
3. Écrivez un programme qui affiche le nombre actuel de secousses sur l’écran. Lorsque le micro-bit enregistre 9 secousses, une image apparaît sur l’affichage.
4. Créez un programme qui enregistre le nombre des inclinaisons à gauche et à droite. Chaque fois que le micro: bit est pointé dans l’un des deux côtés, il doit afficher sur l’écran le nombre actuel d’inclinaisons de ce côté. Hint: utilisez la méthode sleep
5. Écrivez un programme qui en atteignant le logo (le capteur tactile) va faire toggle entre une image avec un diamant et une image avec un petit diamant.
6. Écrivez un programme qui, lors de l’enregistrement d’un son, affichera une image sur l’écran et parlera avec la parole “ON”. Si aucun son n’est pas enregistré, l’affichage reste vide. Affichez le niveau sonore pour une action a votre choix (appui sur un bouton, logo tactile, inclinaison, etc.)
7. Changer le code de exemple 7 pour que le micro:bit détecte la lumière pour utiliser le haut-parleur pour lire de la musique JUMP_UP, et lorsque la lumière est éteinte pour lire de la musique JUMP_DOWN. Pour accéder à la bibliothèque “musique”, voir la documentation.