マイクロビット（BBCマイクロビット、 micro:bitとも呼ばれる）は、英国におけるコンピュータ教育用にBBCが開発したオープンソースハードウェア ARMベースの組み込みシステムである。2015年3月12日にBBCのMake It Digitalキャンペーンの開始時に初めて発表された[5] [6] 。英国の生徒に100万台のデバイスを配布する計画だった。デバイスの最終的なデザインと機能は2015年7月6日に発表された[7]。当初は学校向けに2015年9月、一般向けには2015年10月に予定されていたデバイスの実際の配布は、2016年2月10日に開始された[ 9] [10]。

このデバイスはクレジットカードの半分の大きさとされており[11]、ARM Cortex-M0プロセッサ、加速度計と磁力計センサー、BluetoothとUSB接続、25個のLEDからなるディスプレイ、2つのプログラム可能なボタンを備えており、USBまたは外部バッテリーパックで電源を供給できます。[3]デバイスの入出力は、より大きな25ピンエッジコネクタの一部を形成する5つのリングコネクタを介して行われます。

ハードウェア

v1

ボードの物理的な大きさは43 mm × 52 mm（1¾インチ × 2インチ）で、最初の生産時には[ 12]以下の内容が含まれていました。

micro:bit v1 と元のパッケージ

I/Oには、ワニ口クリップまたは4mmバナナプラグを受け入れる3つのリングコネクタ（プラス電源1つとグランド1つ）と、2つまたは3つのPWM出力、6〜17のGPIOピン（構成による）、6つのアナログ入力、シリアルI/O、SPI、およびI²Cを備えた25ピンエッジコネクタが含まれます。[17]内蔵バッテリーを搭載した初期のプロトタイプとは異なり、外部バッテリーパック（AAAバッテリー）を使用して、スタンドアロンまたはウェアラブル製品としてデバイスに電力を供給できます。[4] [11] [15]健康と安全への懸念、およびコストが、初期設計からボタン電池が削除された理由として挙げられました。[20]

入手可能なハードウェア設計資料は、 Creative Commons By Attributionライセンスに基づいて配布されている回路図と部品表のみであり、 PCBレイアウトは入手できない。[21] [22]ただし、Micro:bit Educational Foundationによる互換性のあるリファレンスデザインは完全に文書化されている。

v2

2020年10月13日にリリースされたv2には以下が含まれています: [23]

micro:bit v2 と元のパッケージ

micro:bit v2では、リセットボタンを3秒間押し続けることでボードの電源をオフにすることができます。[24] [25] [26]

ソフトウェア

micro:bit 財団の Web サイトには、次の 3 つの公式コード エディターがあります。

Micro BitにおけるPythonプログラミング環境は、MicroPythonによって提供されます。[28] [29] ユーザーはMicro BitのウェブエディタでPythonスクリプトを作成し、MicroPythonファームウェアと組み合わせてデバイスにアップロードすることができます。また、USBシリアル接続を介してデバイス上で直接実行されるMicroPython REPLにアクセスし、Micro Bitの周辺機器と直接やり取りすることもできます。

Micro BitはARM mbed開発キットを使用して開発されました。ランタイムシステムとプログラミングインターフェースは、mbedクラウドコンパイラサービスを利用してユーザーのコードを.UF2ファイルにコンパイルします。コンパイルされたコードは、USBまたはBluetooth接続を介してデバイスにフラッシュされます。デバイスはコンピューターに接続するとUSBドライブとして表示され、.UF2ファイルをドラッグ＆ドロップすることでコードをフラッシュできます。[18]

BBC micro:bit の他のエディターは次のとおりです。

  • Pythonエディタ「Mu」
  • JavaScriptインタープリタであるEspruino
  • EduBlocks、MicroPython 用のブロック エディター

BBC micro:bit の他のプログラミング言語には次のようなものがあります。

BBC micro:bit 用にビルドできるオペレーティング システム:

  • Zephyr - Zephyr 軽量 OS には、このボードで実行するために必要なパラメーター ファイルが付属しています。

歴史

発達

micro:bitは、子供たちがメディアの消費者になるのではなく、コンピューター用のソフトウェアを書いたり、新しいものを作ることに積極的に関わるように設計されました。[3]また、他のシステム（ Raspberry Pi [30]など）と連携して動作するように設計されており、教育におけるコンピューティングに関するBBC Microの伝統を基にしています。BBCは、2015年10月から、イギリスのすべての7年生（11歳と12歳）の子供たちに、約100万台のコンピューターを無料で配布する計画を立てていました。[4] [20]展開に先立ち、教育者の準備を支援するオンラインシミュレーターが提供され、一部の教師は2015年9月にデバイスを受け取る予定でした。[3]このデバイスは2015年末までに一般販売される予定でした。[3] [31]しかし、問題により発売は2016年3月22日まで延期されました。[8]

BBCは、どの学年に最初にマイクロビットを無料で配布するかという難しい決断を迫られたが、BBCの学習責任者は「5年生ではなく7年生を選んだ理由は、教室外での使用に関心が高いため、その年齢層にとってより効果的だったからだ」と述べた。[31]

このプロジェクトの計画は、BBCコンピュータリテラシープログラムの一環として2012年に開始され、2015年7月の開始までに、BBCはデバイスの製造、設計、配布を支援する29のパートナーと提携しました。[32] [33] BBCは、開発コストの大部分はプロジェクトパートナーによって負担されたと述べています。

パートナーシップ

Micro Bit の開発は、BBC と協力する多くのパートナーの成果です。

  • マイクロソフトは、ソフトウェアの専門知識を提供し、TouchDevelopプラットフォームをデバイス向けにカスタマイズしました。デバイスユーザー向けのプロジェクトとコードをホストしています。[32]また、デバイス向けの教師トレーニング教材も開発しました。[3]
  • ランカスター大学– デバイスランタイムの開発。[34]
  • Farnell element14 – デバイスの製造を監督する公式メーカーおよび世界的な販売代理店。[3]
  • Nordic Semiconductor – このデバイスのCPUを供給した。[3]
  • NXPセミコンダクターズ– センサーとUSBコントローラーを供給。[3]
  • ARMホールディングス– mbedハードウェア、開発キット、コンパイラサービスを提供した。[34]
  • テクノロジーが私たちを救う– デバイスの外観をデザインする。[19]
  • バークレイズ– 製品の提供とアウトリーチ活動を支援した。[34]
  • サムスン– Androidアプリを開発し、デバイスを携帯電話やタブレットに接続できるように支援しました。[34]
  • ウェルカム・トラスト– 教師と学校に学習の機会を提供しました。[34]
  • ScienceScope – iOSアプリを開発し、学校にデバイスを配布。[34]
  • Pythonソフトウェア財団– MicroPythonをデバイスに導入するための取り組み、ネイティブおよびWebベースの初心者向けPythonコードエディタの開発、多数の教育リソースの制作、教師向けの開発者主導ワークショップの開催などを行いました。[35] [36]
  • Bluetooth SIG – カスタムBluetooth LEプロファイルを開発しました。[37]
  • クリエイティブデジタルソリューションズ – 教材、ワークショップ、アウトリーチ活動を開発。[38]
  • シスコ– STEMNETの全国展開を支援するためにスタッフとリソースを提供しました。[38]
  • コードクラブ– 9歳から11歳の子供を対象とした一連のコーディングリソースを作成し、ボランティアが運営するコーディングクラブを通じて提供しました。[38]
  • STEMNET – 学校や教師を支援し、 Bloodhound SSCやCiscoなどの第三者と連絡を取るためにSTEMアンバサダーを提供しました。[38]
  • Kitronik – BBC micro:bit用のe-テキスタイルキット5,500個を製作し、英国中のD&T（デザイン＆テクノロジー）[要説明]教師に配布しました。モーターやサーボなどのデバイスをBBC micro:bitで制御できるように、モータードライバーボードなどのハードウェアも設計しました。[38]
  • Tangent Design – BBC micro:bitのブランドアイデンティティを作成し、ウェブサイトを開発しました。[38]

BBC R&Dが作成したプロトタイプデバイスとソフトウェアスタックは、最初の発表で実演され、[39]学校での提案をテストし、パートナーシップを構築するための参照仕様を提供するために使用されました。[40]

マイクロビット教育財団

英国全土でのmicro:bitの導入が成功した後、BBCはBBC micro:bitの将来と世界の他の地域での採用を、新たに設立された非営利団体であるMicrobit Education Foundationに引き渡しました。[41] [42]この発表は2016年10月18日にロンドンのサヴォイプレイスで少人数のジャーナリストと教育者に向けて行われ、[43]昨年の振り返りと将来の計画も含まれていました。

BBCはハードウェア技術をオープンソースとしてライセンスし、教育用途向けに世界中で製造することを許可しています。財団はこれを監督しています。[31] [32]

2018年1月2日、BBCラーニングのギャレス・ストックデールがザック・シェルビーの後任としてマイクロビット教育財団のCEOに就任することが発表された。[44]

Microbit リファレンスデザイン

財団はまた、市販されているデバイスとは異なるもののソフトウェア互換性のある、完全に文書化されたリファレンスデザインを提供しており、micro:bit由来のデバイスや製品の独立した開発と製造を容易にすることを目的としています。[45]リファレンスデザインはオープンソースハードウェアですが、CC BY 4.0ライセンスを採用している市販のデバイスとは異なり、Solderpadハードウェアライセンスバージョン0.51の条件に基づいて配布されています。[46]リファレンスデザインの設計ドキュメントには、回路図と回路基板レイアウトの両方が、いくつかのEDAスイート形式で含まれています。[47]

マイクロビット v2

2020年10月13日、Micro:bit教育財団はmicro:bitの改訂版を発表しました。オリジナルのmicro:bitと同じ価格で、基本的な設計は共通しており、micro:bit v2はNordic nRF52833 CPU（ARM Cortex-M4、64MHz、128KB RAM、512KBフラッシュ）に加え、マイク、スピーカー、タッチセンサー、省電力モードを搭載しています。[2]

シミュレーション

  • Tinkercad Circuits - 回路図の作成によく使用される micro:bit シミュレーションをサポートするアナログおよびデジタル シミュレーター。

参照

参考文献

  1. ^ 「Computing at School Community」 . 2016年2月11日閲覧。 [永久リンク切れ]
  2. ^ ab 「BBC micro:bit V2が発表されました #microbit @microbit_edu」。Adafruit Industries - メーカー、ハッカー、アーティスト、デザイナー、エンジニア！ 2020年10月13日。
  3. ^ abcdefghijk Anthony, Sebastian (2015年7月7日). 「BBC Micro:bit—英国の7年生全員に無料のシングルボードPC」. arstechnica.uk . 2017年11月8日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年7月8日閲覧。
  4. ^ abcd Sherwin, Adam (2015年7月7日). 「BBC micro:bit: ポケットサイズのコンピューターは英国の子供たちの『デジタル創造性』を刺激できるか？」 The Independent . 2022年5月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年7月7日閲覧。
  5. ^ 「マイクロビット ― デジタル化は可能か？」BBCニュース2015年3月15日. 2018年7月29日閲覧。
  6. ^ 「BBC、Make it Digital計画で子供たちにミニコンピューターを配布」BBCニュース、2015年3月15日。 2018年7月29日閲覧。
  7. ^ 「BBCとパートナーが画期的なBBC micro:bitを発表」2015年7月6日. 2015年9月13日閲覧。
  8. ^ ab 「BBC、真に革新的なmicro:bitの発売延期を擁護」Wired、2015年9月18日。2015年11月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2015年11月17日閲覧。
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  10. ^ センタンス, スー; ウェイト, ジェーン; ホッジス, スティーブ; マクラウド, エミリー; ヨーマンズ, ルーシー (2017). 「クールなものを作る：BBC micro:bit の生徒の体験」(PDF) . 2017 ACM SIGCSE コンピュータサイエンス教育技術シンポジウム議事録. pp.  531– 536. doi :10.1145/3017680.3017749. ISBN 978-1-4503-4698-6. S2CID  18976762。
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  47. ^ 「micro:bitリファレンスデザイン」 。 2018年9月13日閲覧。

さらに読む

  • 『シングルボードコンピュータで学ぶデータサイエンス、IoT、AI入門：BBC micro:bitとXinaBoxによるコアスキルと実世界への応用 初版』著者：Pradeeka Seneviratne、Philip Meitiner（2020年）
  • 「BBC micro:bitレシピ：Microsoft MakeCodeブロックでプログラミングを学ぶ」著者：Pradeeka Seneviratne（2019）
  • 『BBC micro:bit入門：micro:bit開発の実践入門』著者：Pradeeka Seneviratne（2018年）、中国語訳：Jason Liu（2019年）
  • 「Robótica Educativa - 50 Proyectos con micro:bit」著者: Ernesto Martínez de Carvajal Hedrich (2018)。
  • 「BBC micro:bit公式ユーザーガイド」著者：Gareth Halfacree（2017年）
  • 「micro:bit in Wonderland: BBC micro:bit を使ったコーディングとクラフト」著者: Tracy Gardner および Elbrie de Kock (2018)。
  • 「BBC Micro:Bit入門」著者：マイク・トゥーリー（2017年）
  • 「Micro:Bit – 教師のためのクイックスタートガイド」著者：レイ・チェンバース（2015年）
  • 公式サイト
  • BBC micro:bit 技術仕様
  • BBC micro:bit エッジのピン配置
  • BBC の Micro Bit（オリジナルプロトタイプ）を実際に使ってみる
  • マイクロソフトリサーチのBBC micro:bit
  • GitHub上のBBC micro:bitリポジトリ