BBC micro:bit для юных конструкторов и программистов

Санкт-Петербург
«БХВ-Петербург»

2022

УДК 004.43-053.2
ББК 32.973.26-018.1
Т81

Тузова, О. А.

Т81 BBC micro:bit для юных конструкторов и программистов / О. А. Тузова, О. О. Елисе-

ева, М. Н. Семионенков. — СПб.: БХВ-Петербург, 2022. — 208 с.: ил.

ISBN 978-5-9775-6831-9
Книга написана на основе опыта работы с детьми 5–7-х классов на уроках информатики и
внеурочных занятиях. Рассмотрено более 20 творческих проектов с использованием учебной
платы BBC micro:bit  Ребенок шаг за шагом через игру и творчество освоит основы програм-
мирования, научится проектировать и конструировать простейшие электронные устройства.
Особое внимание уделено разработке увлекательных компьютерных игр. Разработка кода
выполняется в дружелюбной для детей в Scratch-подобной среде визуального программиро-
вания MakeCode. Книга включает в себя подробные инструкции по разработке программ и
скриншоты, а также ссылки в форме QR-кодов на готовые программы.
Электронный архив на сайте издательства содержит чертежи моделей конструкций и ин-
струкции по их сборке.

Для детей среднего школьного возраста
УДК 004.43-053.2

ББК 32.973.26-018.1

Группа подготовки издания:

Руководитель проекта Евгений Рыбаков

Зав. редакцией Людмила Гауль

Оформление обложки Зои Канторович

«БХВ-Петербург», 191036, Санкт-Петербург, Гончарная ул., 20.

ISBN 978-5-9775-6831-9 © ООО «БХВ», 2022
© Оформление. ООО «БХВ-Петербург», 2022

Содержание

Предисловие для юного читателя.....................................................................8
Предисловие для учителя и руководителя кружка
технического творчества......................................................................................9
Описание электронного архива........................................................................11
Благодарности.............................................................................................................11

ГЛАВА 1. Знакомьтесь: микро:бит..................................................................... 12

«Hello, world!»........................................................................................... 12
Что нужно для программирования платы микро:бит?..................13
Источник энергии для платы микро:бит........................................14
Первая программа.........................................................................14
Загрузка программы на микро:бит................................................17
Сохранение готовых программ......................................................20
Восстановление проекта из файла программы.............................21
Удаление проекта..........................................................................22
Подключение микро:бита к питанию от батареек.........................24

Маленькая плата — большие возможности...................................... 24
Проект 1.1. Бейдж настроения......................................................26
Проект 1.2. Интерактивные питомцы............................................28

ГЛАВА 2. Программируй с микро:битом.........................................................32

Проект 2.1. Микро:бит-счётчик............................................................ 32
Первое знакомство с переменной.................................................33
Разработка программного кода.....................................................34

Проект 2.2. Орёл или решка?................................................................ 36
Разработка программного кода.....................................................38

Проект 2.3. Микро:бит-уровень........................................................... 41
Акселерометр................................................................................ 41
Разработка программного кода.....................................................44

4 Содержание

Проект 2.4. Камень, ножницы, бумага............................................... 45
Модель 1.......................................................................................46
Модель 2.......................................................................................51

Проект 2.5. Игральный кубик................................................................ 57
Знакомство с массивами...............................................................59
Разработка программного кода.....................................................59

Проект 2.6. Компас и движение по азимуту...................................... 64
Модель компаса с числовым выводом информации....................65
Модель компаса с графическим выводом информации............... 68

Проект 2.7. Музыкальная шкатулка.................................................... 71
Разработка программного кода для короткой мелодии................72
Разработка программного кода с использованием функции........ 75

Проект 2.8. Полицейская сирена.......................................................... 76
Сценарий.......................................................................................78
Разработка программного кода.....................................................78

Проект 2.9. Микро:бит-таймер............................................................ 80
Сценарий.......................................................................................81
Разработка программного кода.....................................................81

Проект 2.10. Микро:бит-вокс................................................................ 84
Постановка задачи.........................................................................85
Сценарий.......................................................................................86
Разработка программного кода.....................................................87

Проект 2.11. Интерактивные питомцы. Часть 2............................... 88
Сценарий.......................................................................................88
Разработка программного кода.....................................................89

QR-коды к проектам главы 2................................................................ 95

ГЛАВА 3. Играй с микро:битом...........................................................................96

Спрайт — основной персонаж компьютерных игр.......................... 96
Что такое спрайт?...........................................................................96
Эксперименты со спрайтом...........................................................99

Проект 3.1. Поймай спрайт..................................................................100
Сценарий.....................................................................................101
Разработка программного кода...................................................101

Содержание 5

Проект 3.2. Ловец фруктов..................................................................103
Сценарий.....................................................................................103
Разработка программного кода...................................................103

Проект 3.3. Поймай крота....................................................................106
Сценарий.....................................................................................107
Разработка программного кода...................................................108

Проект 3.4. Отважная птичка..............................................................114
Сценарий.....................................................................................114
Разработка программного кода...................................................114
Запуск и остановка игры..............................................................120

Проект 3.5. Снайпер..............................................................................123
Сценарий.....................................................................................123
Разработка программного кода...................................................124
Подготовка к началу игры и запуск игры.....................................128

Проект 3.6. Звёздные войны #1.........................................................129
Сценарий.....................................................................................130
Разработка программного кода...................................................130
Запуск игры..................................................................................134

Проект 3.7. Звёздные войны #2.........................................................137
Сценарий.....................................................................................137
Разработка программного кода...................................................138

QR-коды к проектам главы 3..............................................................144

ГЛАВА 4. Конструируй с микро:битом.......................................................... 145

Электрические цепи..............................................................................145

Эксперимент: проводник или диэлектрик?.....................................150

Проект 4.1. Маячок................................................................................151
Необходимое оборудование и материалы..................................151
Построение электрической цепи.................................................151
Разработка программного кода...................................................152
Конструирование модели маяка..................................................153

Проект 4.2. Маяк передаёт сигнал SOS.............................................155
Разработка программного кода...................................................155

6 Содержание

Проект 4.3. Маячок с нарастающей и убывающей яркостью
света..........................................................................................................157

Разработка программного кода...................................................158

Проект 4.4. «Спящая свеча»................................................................159
Необходимое оборудование и материалы..................................159
Конструирование модели............................................................160
Эксперимент. Встроенный датчик освещённости: наблюдение
и анализ.......................................................................................161
Разработка программного кода...................................................162
Вывод данных на экран компьютера...........................................163

Проект 4.5. Автоматическое освещение..........................................164
Разработка программного кода...................................................164

Проект 4.6. Автоматический контроль яркости светодиода.......165
Разработка программного кода...................................................165

Проект 4.7. Светофор на железнодорожном переезде................166
Необходимое оборудование и материалы..................................167
Конструирование модели............................................................167
Разработка программного кода...................................................169

Проект 4.8. Моргающие глаза............................................................169
Необходимое оборудование и материалы..................................169
Конструирование модели............................................................170
Разработка программного кода...................................................170

Проект 4.9. Автомобильный светофор.............................................171
Необходимое оборудование и материалы..................................172
Построение электрической цепи.................................................173
Конструирование фантазийной модели светофора из картона.....174
Конструирование модели из деталей Лего..................................174
Разработка программного кода. Алгоритм #1.............................175
Разработка программного кода. Алгоритм #2.............................176

Эксперимент с переменным резистором........................................177
Необходимое оборудование и материалы..................................177
Построение электрической цепи.................................................177
Разработка программного кода...................................................178
Вывод данных на экран компьютера...........................................178

Содержание 7

Проект 4.10. Светильник с регулируемой яркостью......................179
Необходимое оборудование и материалы..................................180
Построение электрической цепи.................................................180
Разработка программного кода...................................................180

Проект 4.11. Уютный уголок для отдыха..........................................185
Необходимое оборудование.......................................................185
Построение электрической цепи.................................................186
Разработка программного кода...................................................187
Конструирование модели............................................................187

QR-коды для проектов главы 4..........................................................188

ГЛАВА 5. Настольные игры с микро:битом............................................... 189

Эксперимент: цепь замкнута?............................................................189
Проект 5.1. Банановая клавиатура....................................................190

Необходимое оборудование и материалы..................................190
Построение электрической цепи.................................................190
Разработка программного кода...................................................191

Проект 5.2. «Возьмёмся за руки, друзья!».......................................193
Необходимое оборудование и материалы..................................193
Построение электрической цепи.................................................193
Разработка программного кода...................................................193

Проект 5.3. Баскетбол...........................................................................194
Необходимое оборудование и материалы..................................195
Построение электрической цепи.................................................195
Разработка программного кода...................................................197

Проект 5.4. Кто быстрее?......................................................................199
Необходимое оборудование и материалы..................................199
Построение электрической цепи.................................................199
Разработка программного кода...................................................200

QR-коды для проектов главы 5..........................................................205

Заключение............................................................................................................... 206

Предисловие для юного читателя

Дорогой читатель!

У тебя в руках необычная книга. Вместе с ней ты выполнишь более 20 про-

ектов, основную роль в которых играет удивительное устройство — компьютер,

помещающийся на ладони. Называется это устройство BBC micro:bit или про-

сто — микро:бит. Мы старались собрать в книге проекты, которые были бы ин-

тересны всем — мальчикам и девочкам, любителям программирования и тем,

кто только ещё знакомится с этой наукой, «технарям» и «гуманитариям». Чи-

тая книгу и выполняя описанные в ней проекты, ты научишься проектировать

и конструировать «умные» устройства, игры, модели реального мира с элек-

тронными элементами и управлять ими с помощью компьютерных программ,

написанных для микро:бита. И это не фантастика.

Микро:бит, действительно, удивительное устройство. Его малые размеры

(4 × 5 см, рис. П1) не помешали разработчикам разместить на плате современ-

ный достаточно мощный процессор, программируемые кнопки, светодиодный

дисплей, компас, акселерометр, микрофон, динамик, датчики света и темпе-

ратуры, Bluetooth-антенну, контакты для подключения внешних устройств. При

этом научиться программировать микро:бит и управлять им совсем не слож-

но. Если тебе уже приходилось работать в среде Scratch, то многое покажется

знакомым — микро:бит мы так же будем

программировать на визуальном языке,

в котором программа собирается, как

пазл, из командных блоков, но в другой

среде — бесплатном облачном редакто-

ре MakeCode for micro:bit, в котором есть

всё необходимое для программирования

«железа». Однако от «иметь всё необхо-

димое» до «уметь» — длинный путь. Пре-

одолеть его поможет наша книга.

Оформить проекты красочными ил-

люстрациями нам помогла художник Катя

Ванганен, которой мы выражаем нашу ис-

Рис. П1. Микро:бит креннюю благодарность.

Предисловие для учителя
и руководителя кружка
технического творчества

Уважаемый учитель!

В аннотации написано, что книга предназначена для самостоятельного

изучения школьниками 11+, а также для использования учителями

информатики и технологии общеобразовательных школ и преподавателями

дополнительного образования в своей работе. К этому добавим, что материалы

книги прошли успешную апробацию в школах, которые объединяет и соединяет

международная образовательная сеть ORT FSU (https://www.facebook.com/
ort.stem/, рис. П2). Это школы России (Москвы, Санкт-Петербурга, Самары,

Казани), Украины, Молдовы, Эстонии и других государств.

С учебной точки зрения в книге можно выделить следующие темы.

1. Основы программирования.

2. Введение в моделирование программируемых технологических

систем с использованием электронных компонентов, конструирование

простейших электрических цепей.

3. Конструирование из картона и бумаги.

Микро:бит — отличный инструмент для знакомства школьников 5–7-х клас-

сов с основами программирования. Разрабатывая проекты, получая реальный

осязаемый результат, подросток освоит, причём на практике, основные поня-

тия и приёмы программирования:

• алгоритм и исполнитель, формальный язык исполнителя, компьютерная

программа;

• линейный, циклический алгоритм (разные виды

циклов), ветвление, вложенное ветвление;

• переменная: создание, задание и изменение зна-

чения, случайное значение; Рис. П2. Страница
• событие, обработка события; ORT STEM
• функция, функция с параметром;
в сети Facebook

10 Предисловие для учителя и руководителя кружка технического творчества

• объект спрайт, управление спрайтом, свойства спрайта;

• массивы (числовой массив, массив изображений, массив спрайтов);

• работа с библиотеками.

Следует отметить очень важную характеристику среды, в которой происхо-

дит обучение программированию: микро:бит и среда программирования разра-

ботаны и развиваются в парадигме, заложенной ещё основателем Лого, всемир-

но известным учёным Сеймуром Пейпертом (Seymour Papert) — «низкий порог и

высокий потолок». Для начала работы с микро:битом не нужна специальная под-

готовка, достаточно иметь базовые навыки работы с компьютером и школьные

знания начального уровня. В то же время микро:бит позволяет решать задачи вы-

сокого уровня сложности, которые могут быть интересны и опытному програм-

мисту. При этом делается акцент на самостоятельное творчество, и оно не являет-

ся навязанным, а рождается эмоциональным настроем: работать с микро:битом

интересно и весело. Юные разработчики легко осваивают базовые приёмы про-

граммирования микро:бита независимо от своих математических способностей.

При этом всегда есть пространство для решения сложных задач, которые инте-

ресны и профессионалам. Аргументом могут служить группа Micro:bit Fans в со-

циальной сети Facebook (https://www.facebook.com/groups/477091146011242/,

рис. П3), насчитывающая более 4 тысяч взрослых пользователей, и развивающа-

яся русскоязычная группа BBC micro:bit по-русски (https://
www.facebook.com/groups/microbit.ru, рис. П4).

Эта книга — начальное знакомство с электронной платой

микро:бит и её возможностями, поэтому в рассмотренных

моделях технологических систем используется минималь-

Рис. П3. Группа ное количество внешних аксессуаров (светодиоды, резисто-
Micro:bit Fans ры, потенциометр). На самом деле, многие фирмы выпуска-
в сети Facebook ют наборы электроники для микро:бита, в которые входят
различные датчики (более 30), моторы, сервоприводы и

многое другое. В множестве аксессуаров для микро:бита
необходимо выделить видеосенсор с искусственным ин-

теллектом HuskyLens, с помощью которого школьники мо-

гут наглядно на практике познакомиться с проблемами

Рис. П4. Группа BBC машинного обучения и разработать модели технологиче-
micro:bit по-русски ских систем с элементами искусственного интеллекта. Кро-
ме наборов электроники можно приобрести и роботов,
в сети Facebook

Описание электронного архива 11

управляемых микро:битом. Одному из таких роботов —

DFRobot Maqueen — Михаил Семионенков посвятил свою

книгу «Путешествие в Робокодию».

Для того чтобы придать изделию (модели) закончен-

ный вид, необходимы навыки конструирования. В кни-

ге рассматривается конструирование из бумаги как наи- Рис. П5. Портал
более доступный способ, но микро:бит также прекрасно MyMiniFactory —
сочетается с 3D-печатью (рис. П5). Примеры можно по-
3D-печать
для микро:бита

смотреть на сайте MyMiniFactory (https://www.myminifactory.com/category/

bbc-micro-bit/).

Проекты, рассмотренные в книге, с полным правом можно отнести к STEAM-

проектам. В них тесно переплетены естественные науки, технология, инженер-

ное творчество, искусство, математика, и при этом у ребёнка есть личная заин-

тересованность в обучении, потому что нужно узнать, научиться, понять, чтобы

получить результат — осязаемый, понятный, востребованный.

Современная электронная плата микро:бит (BBC micro:bit) позволяет стро-

ить самые разные образовательные траектории. Наша книга — лишь первая

точка этих маршрутов.

Описание электронного архива

По ссылке https://zip.bhv.ru/9785977568319.zip можно скачать электронный
архив с электронной коллекцией чертежей «Шаблоны для вырезания». Коллек-
ция содержит детально проработанные чертежи для вырезания вручную или с
помощью настольного плоттера и подробные инструкции по сборке конструкций.

Эта ссылка доступна также со страницы книги на сайте www.bhv.ru.

Благодарности

Оформить проекты красочными иллюстрациями нам помогла художник
Катя Ванганен, которой мы выражаем нашу искреннюю благодарность.

Знакомьтесь: микро:бит

«Hello, world!»

Плата микро:бит очень популярна, и существует множество способов про-
граммировать её на разных языках и в разных средах программирования. В этой
книге мы остановимся на способе, который разработан специально для начина-
ющих программистов, — на визуальном программировании (программирова-
нии блоками) в среде MakeCode for micro:bit.

Замечание

Книга ориентирована на использование стационарного компью-
тера или ноутбука. Для программирования микро:бита существу-
ет и мобильное приложение для планшета или смартфона, но мы
его здесь не рассматриваем. Мобильное приложение читатель
может освоить самостоятельно, используя справочную информа-
цию официального портала Micro:bit Educational Foundation (https://
microbit.org, рис. 1.1).

Рис. 1.1. Сайт Micro:bit Educational Foundation

Знакомьтесь: микро:бит 13

Что нужно для программирования платы микро:бит?

1. Компьютер с портами USB и выходом в Интернет. Программировать
микро:бит можно локально, без выхода в Интернет. Для этого по ссылке
https://makecode.microbit.org/offline-app надо скачать и установить на
свой компьютер локальное приложение MakeCode Offline App. Это стоит
сделать, если есть проблемы с подключением к Интернету. Локальная
версия не даёт каких-либо преимуществ, при этом она не успевает за
обновлениями, которые вносятся в онлайн-среду.

2. Браузер Chrome. Всё (или многое из описанного в книге) должно рабо-
тать и с другими браузерами, но Chrome рекомендован для использова-
ния со средой MakeCode, поэтому по возможности стоит использовать
этот браузер. По крайней мере, если возникнет какая-то проблема, не
нужно будет разбираться, не связана ли она с браузером, который не
поддерживает все возможности среды программирования.

3. Плата микро:бит. Надо заметить, что микро:бит развивается и платы
могут отличаться друг от друга. На момент написания этой книги вышла
вторая версия микро:бита (v2). Мы ориентируемся на вторую версию
платы и рекомендуем её. Когда книга выйдет в свет, может появиться и
третья версия микро:бита. Развитие подобных устройств обычно проис-
ходит так, что новые версии сохраняют все возможности предыдущих,
а значит, с большой вероятностью все проекты из этой книги будут ра-
ботать и с последующими версиями микро:бита.

На рис. 1.2 изображены:

• плата микро:бит (фронтальная и задняя стороны);

• кабель для загрузки программы;

• коробочка с двумя батарейками по 1,5 вольта (AAA или AA), выключа-
телем и штекером для подключения к плате микро:бит.

Этого оборудования нам хватит для проектов, описанных в первых трёх
главах книги. Для проектов следующих глав потребуются:

• светодиоды (3 штуки);

• резисторы 100 Ом (3 штуки);

• провода-«крокодилы» (10 штук);

• переменный резистор (потенциометр) (1 штука);

• материалы для конструирования: картон, плотная бумага, пищевая фольга.

14 Глава 1

Рис. 1.2. Необходимое оборудование для работы с микро:битом

Первые четыре перечисленных устройства легко приобрести в обычном мага-
зине электроники, а материалы для конструирования, наверное, найдутся дома.

Источник энергии для платы микро:бит

Микро:бит — устройство электронное, и для его работы нужен источник
питания. Запитать микро:бит можно от компьютера по кабелю для загрузки
программы. Другой вариант питания — от батареек (см. рис. 1.2).

Первая программа

Ещё в далёких 70-х годах прошлого века сложилась традиция делать
первый шаг в изучении программирования выводом на экран фразы «Hello,
world!» — «Привет, мир!». Эта традиция жива до сих пор, но иногда приветствие
принимает другие, не текстовые формы. Для микро:бита таким приветствием
стал вывод на дисплей бьющегося сердечка. Напишем программу, которая го-
ворит «Hello, world!» на языке микро:бита.

Подготовка среды программирования
1. Открой страницу https://makecode.microbit.org/ (или пройди по ссыл-

кам https://microbit.org/ — Let’s code > MakeCode editor).
2. При первом открытии сайта настрой язык среды программирования:

в меню More... (значок в правом верхнем углу страницы сайта)

Знакомьтесь: микро:бит 15

выбери команду Language (Язык), а затем в появившемся окне Select
Language (Выбор языка) щелкни по опции Русский.
3. Нажми на прямоугольнике Новый проект.
4. Введи имя нового проекта — Сердце.
5. Нажми кнопку Создать.
Рисунок 1.3 поможет тебе разобраться в последовательности этих шагов.

Рис. 1.3. Подготовка среды программирования

В браузере откроется окно проекта, в котором мы и будем создавать про-
грамму (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Окно проекта

Программируй с микро:битом

В этой главе мы разработаем несколько проектов, которые шаг за шагом
будут вести нас всё дальше и погружать глубже в мир программирования. Мы
пойдём не от программирования к проектам, а наоборот — задачи, с которыми
мы столкнёмся в процессе работы над проектом, станут поводом и стимулом
для нас изучить алгоритмические конструкции и приёмы программирования.
Устройства, которые при этом будут созданы, ты сможешь использовать для
различных игр или решения простых житейских задач — точно пересчитать
большое количество людей или предметов, выровнять горизонтальную по-
верхность, сварить макароны точно за 11 минут и т. п.

Проект 2.1. Микро:бит-счётчик

Сегодня мы создадим действующую модель счётчика-кликера (рис. 2.1).

Что же такое счётчик-кликер?

В обычной жизни, в быту и на производстве че-

ловек часто пользуется счётчиками. В жилых домах,

например, установлены счётчик воды и счётчик элек-

троэнергии. Это автоматические счётчики, которые

работают без вмешательства человека и определяют

количество воды или количество электроэнергии, ко-

торые потребили жильцы дома.

Существуют ручные механические счётчики, кото-

рые изменяют свои значения после того, как человек

Рис. 2.1. Механический нажал специальную кнопку. Их называют кликерами
счётчик-кликер от английского глагола to click — щёлкнуть.

Программируй с микро:битом 33

Возможно, ты видел, как с помощью счётчика-кликера стюардессы пере-
считывают пассажиров на борту авиалайнера. Такие счётчики используют так-
же работники торговых залов для подсчета клиентов, воспитатели, сопрово-
ждающие детей в школьных поездках, организаторы массовых мероприятий.
При этом не надо беспокоиться, что можно сбиться со счёта, не запомнить нуж-
ное число, — устройство само сохранит нужную информацию. Счётчик-кликер
позволит сосчитать не только людей, но и различные предметы, например де-
тали Лего определённого типа в твоей коллекции. Вот такое полезное устрой-
ство мы и разработаем, но не механическое, а электронное.

Задача

Разработать модель электронного счётчика-кликера, который умеет:
• хранить в памяти микро:бита число (количество того, что считаем);
• изменять это значение при нажатии на кнопку микро:бита;
• задавать (устанавливать) значение (вначале значение равно 0);
• выводить на дисплей полученный в итоге результат.

Для хранения в памяти компьютера данных, которые можно изменять,
в программировании используется переменная. Редкая компьютерная про-
грамма обходится без переменных, такой это важный объект в программиро-
вании.

Как сказал Винни Пух о горшочке, который он собирался подарить ослику
Иа: «В нём можно держать, что хочешь». Переменная — это «горшочек», где мо-
гут храниться число, фрагмент текста и даже изображение. «Это очень полез-
ная вещь», — добавил Винни, и с ним нельзя не согласиться. И, конечно, чтобы
не запутаться в наших переменных, им нужно давать хорошие понятные име-
на, отражающие назначение переменных, это мы и будем делать обязательно.
Если продолжить литературные параллели, можно ещё вспомнить капитана
Врунгеля: «Вы, может быть, думаете, что название роли не играет? Ошибаетесь,
молодой человек! Имя для корабля — то же, что фамилия для человека». Так же
можно сказать и про переменную.

Первое знакомство с переменной

1. Открой в браузере редактор по ссылке https://makecode.microbit.org/,
начни новый проект и дай ему имя Кликер.

36 Глава 2

которую ты сделал, можно создать одну новую

переменную, а  вторую переименовать. Для

переименования или удаления переменной

надо щёлкнуть на маленькой стрелочке рядом

с именем переменной и открыть выпадающее

меню (рис. 2.4).

2. Вначале задать обеим переменным значе-

ние 0.

Рис. 2.4. Переименование 3. При нажатии кнопки А увеличить значение
переменной переменной счёт1 на 1.

4. При нажатии кнопки B увеличить значение переменной счёт2 на 1.

5. При нажатии кнопки A+B показать на дисплее значение пере-

менной счёт1.

6. При положении микро:бита логотип вверх (logo up) показать на

дисплее значение переменной счёт2 (чтобы правильно выпол-

нить жест, микро:бит надо держать вертикально). (Блок логотип

вверх спрятан в блоке встряхивание.)

7. При встряхивании — очистить экран, задать переменным счёт1

и счёт2 значение 0.

Подумай, как ещё можно улучшить счётчик и что для этого надо сделать.

Пробуй, придумывай, твори.

Удачи!

Проект 2.2. ОрЁл или решка?

Приходилось ли тебе когда-нибудь бросать (или тянуть) жребий? В жизни
такая процедура встречается часто. Например, в начале футбольного матча под-
брасывается монетка, и команда, выигравшая жребий, то есть угадавшая, какой
из сторон монетка упадёт, получает право выбирать, какие ворота она будет ата-
ковать в первом тайме. По правилам большого тенниса «право выбора стороны
корта либо очерёдности подачи в первом гейме определяется жребием перед
началом разминки». Дома или в компании друзей жребий поможет определить,
кто отправится в магазин, вынесет мусор или будет первым дежурить у костра.

Жребий можно бросать или тянуть по-разному: бросать монетку, загадывая,
орлом или решкой она упадёт (рис. 2.5), тянуть одну спичку из нескольких, где

Программируй с микро:битом 37

только одна укорочена, использовать игру «ка-

мень, ножницы, бумага»... Способы различны, но

основа их одна — нельзя заранее угадать, какой

будет результат. Результат — случайный.

Многие игры — настольные и компьютер-

ные — также основаны на случайности. Напри-

мер, когда ты бросаешь игральный кубик, то

количество выпавших очков — случайная ве-

личина. Заранее неизвестно, выпадет 1 очко,

4 или 6. Вероятность каждого из этих со- Рис. 2.5. Бросаем монетку.

бытий одинаковая, потому что у кубика все Что выпадет — орёл или решка?

грани одинаковые и ни у одной из них нет преимущества перед другими.

Разработчики компьютерных приложений не прошли мимо темы бросания

жребия, и в Интернете можно найти множество различных примеров — броса-

ние монеты («орёл или решка»), игрального кубика, игры «камень, ножницы,

бумага». Приложения, которые ты разработаешь в этом и следующих разделах,

может быть, в чём-то и уступят профессиональным, но это будут твои собствен-

ные творения, а это дорогого стоит.

Многие языки программирования позволяют моделировать случайность,

в том числе язык программирования, с которым мы работаем. Для этого есть

специальная функция выбрать случайно от ... до ..., которая находится в пап-

ке Математика (рис. 2.6).

В команде выбрать случайно от ... до ... можно указать, какое наименьшее из

случайных чисел будем рассматривать (от...), и какое наибольшее (до...). Напри-

мер, для игрального кубика эти значения равны 1 и 6. Каждый раз при выполне-

нии блока микро:бит будет случайно выбирать какое-либо число в этом диапазоне.

В какой-то момент он может выбрать 1, в другой — 5, в третий, возможно, опять 5,

в четвёртый — 3, и так далее. Пред-

сказать, какое число будет выбрано,

невозможно, выбор — случайный.

Для моделирования бросания

монеты, где всего два варианта

(выпал орёл или выпала решка), в

блоке выбрать выбрать случай- Рис. 2.6. Блок выбрать случайно в папке
но от ... до ... можно указать числа Математика

Играй с микро:битом

Если ты держишь в руках эту книгу и перелистываешь её страницы, то, на-
верное, любишь хотя бы изредка поиграть в компьютерные игры и знаком со
многими из них. Компьютерная игра – увлекательное занятие, но ещё более
увлекательным может быть процесс её разработки. Этим мы и займёмся в главе
под названием «Играй с микро:битом», в которой научимся управлять спрай-
тами и воспользуемся другими интересными и необычными возможностями
маленькой платы, собранными во встроенной библиотеке «Игра». Кроме того,
мы приобретём новые навыки проектирования и программирования, работая
над всё более сложными и более объёмными задачами.

Основным действующим героем наших игровых проектов является объект,
который называют спрайтом. С ним мы и познакомимся прежде всего.

Спрайт — основной персонаж компьютерных игр

Что такое спрайт?

Из книги Андрэ Ла Мот «Секреты программирования игр»:
«Спрайты — это маленькие объектики, которые находятся на игровом
поле и могут двигаться. Этот термин прижился с легкой руки програм-
мистов фирм Atari и Apple в середине 70-х годов. Спрайты — это персо-
нажи в играх для ПК, которые могут без труда перемещаться по экрану,
изменять цвет и размер».

Из Википедии:
«Спрайт (англ. sprite — „фея, эльф“) — графический объект в компьютер-
ной графике».

Играй с микро:битом 97

Что такое спрайт для BBC micro:bit? Для BBC micro:bit спрайт — это точка дис-
плея, которую можно специальными командами перемещать, поворачивать
(да-да, это не опечатка, несмотря на то, что спрайт — точка, его можно пово-
рачивать на заданный угол), размещать в определённом месте дисплея, заста-
вить мигать и менять яркость. Кроме того, датчики спрайта позволяют опреде-
лять, столкнулся ли он с другим подобным объектом, коснулся ли края экрана,
какие у спрайта координаты, направление, яркость.

Блоки для работы со спрайтом находятся в папке Расширенные — Игра
(рис. 3.1).

Рис. 3.1. Блоки группы Игра

Блоки для работы со спрайтом можно разделить на две Рис. 3.2.
группы — к первой относятся действия, которые спрайт мо- Развёрнутое меню
жет выполнить, и действия, которые к нему применимы:
переместить, повернуться, изменить яркость, задать на- блока спрайта
правление и т. п. В программировании такие блоки называ-
ются методами. Ко второй группе относятся блоки, которые
позволяют узнать то или иное свойство спрайта, например
его координату, касается ли спрайт края, насколько ярко он
светится и т. п. Обрати внимание на белые стрелочки в бло-
ках, они позволяют развернуть спрятанное меню (рис. 3.2).

98 Глава 3

Для того чтобы освоить управление спрайтом, прежде всего надо разо-

браться в том, как устроена среда, в которой живёт и действует спрайт. Эта сре-

да — координатная сетка дисплея

микро:бита. Спрайт — одна точка

дисплея, которая задаётся парой

чисел ― координатами, опреде-

ляющими её положение по го-

ризонтали (X-координата) и вер-

тикали (Y-координата). Первой в

паре указывается X-координата,

второй  — Y-координата. Порядок

легко запомнить по правилу алфа-

вита: X в алфавите стоит перед Y.

Координатные оси дисплея распо-

ложены не так, как принято в ма-

тематике: ось Oy направлена вниз,

а начало координат размещает-

Рис. 3.3. Координатная сетка дисплея ся в левом верхнем углу дисплея
микро:бита (рис. 3.3).

Историческая справка

Прямоугольную систему координат, которую мы используем се-
годня, разработал французский философ и математик Рене́ Декар́ т
(1596–1650). Поэтому её называют декартовой. Существует легенда,
согласно которой Рене Декарт обязан своему открытию простой
мухе. Однажды, лежа в постели, он заметил муху на потолке. Раз-
думывая, как можно описать точное положение мухи, он решил
использовать угол потолка в качестве контрольной точки, а затем
указать положение мухи как меру того, насколько далеко от кон-
трольной точки нужно будет двигаться сначала горизонтально,
а затем вертикально, чтобы добраться до мухи.

Изучим свойства спрайта и его возможности, проведя ряд экспериментов в
редакторе MakeCode.

Наблюдай, выдвигай гипотезы, проверяй, делай выводы.

Конструируй с микро:битом

Электрические цепи

В проектах этой главы мы будем не только развивать и оттачивать навыки
программирования, но и учиться конструировать модели реального мира, в ко-
торых используются электрические цепи. Изучать подробно электрические цепи,
их характеристики и физические законы, которым они подчиняются, ты будешь
на уроках физики и самостоятельно по книгам или видеоурокам. Здесь же мы
только обозначим вопросы и дадим ответы на них, не углубляясь в объяснения.

Сначала определим основные понятия.
Электрическая цепь — это совокупность устройств, соединенных таким об-
разом, чтобы обеспечить путь для протекания электрического тока. Обязатель-
ными элементами электрической цепи являются: источник тока, потребители
электрической энергии и проводники.
Источник тока — это устройство, которое преобразует какой-либо вид энер-
гии в электрическую. Источниками тока могут быть, например, батарейка, ак-
кумулятор, фотоэлемент (рис. 4.1). Сам микро:бит представляет собой сложную
электрическую цепь, в которую включено много электронных устройств, и для
его работы необходим источник тока. Для этого мы подключаем микро:бит к
компьютеру и запитываем по USB-кабелю от компьютера или же подключаем к
нему коробочку с батарейками. Источники постоянного тока (а именно с ними
мы будем иметь дело) имеют два полюса: «+» (плюс) и «−» (минус). Отметки
«+» и «−» обычно можно видеть на батарейках.
Потребители электрической энергии (рис. 4.2) преобразуют электриче-
скую энергию в другие виды: тепловую (обогреватель, чайник), механическую
(мотор), световую (лампочка, светодиод).

148 Глава 4

Резисторы различаются величиной сопротивления, или номиналом. Про-
должая аналогию с водопроводной системой, можно утверждать, что очень
сильное сопротивление может «перекрыть» поток воды, и цель его примене-
ния не будет достигнута (рис. 4.3). Точно так же и маленькое сопротивление
может не решить задачу регулирования потока воды.

Рис. 4.3. Сопротивление уменьшает поток воды. В электрической цепи сопротивление
уменьшает силу тока

В электрической цепи номинал резистора подбирают, используя харак-
теристики элементов цепи и специальные математические формулы. Мы эти
расчёты приводить не будем, а для каждого проекта просто укажем нужный
номинал. Как правило, это будет резистор с номиналом 100 Oм. Также мы бу-
дем использовать переменный резистор (потенциометр) — устройство, которое
позволяет изменять величину сопротивления поворотом специальной ручки.

Запитанный от батареек или по кабелю микро:бит сам может служить ис-
точником тока для электрической цепи: контакты 3V и GND — это его «+» и «−».
Как может выглядеть простейшая электрическая цепь, в которую включены
микро:бит, светодиод, резистор и источник питания, показано на рис. 4.4.

На левой части рис. 4.4 прорисованы провода-«крокодилы» — так, как ты
будешь конструировать цепь в экспериментах и проектах. Справа — провода
показаны схематично, чтобы не перегружать рисунок деталями. В дальнейшем
мы будем пользоваться вторым вариантом.

Резистор в цепи ограничивает ток, протекающий через светодиод. Без ре-
зистора светодиод может перегореть. Цветные полоски (рис. 4.5) нанесены на
резистор не для украшения. По цветам мы узнаём величину сопротивления,

Конструируй с микро:битом 149

Рис. 4.4. Простейшая электрическая цепь с микро:битом и светодиодом

Рис. 4.5. Резистор. Номинал — 100 Ом

или номинал. Резистор, номинал которого 100 Ом, должен иметь коричневую,

чёрную, опять коричневую и золотую или серебряную полоски.

Осваивая начальные навыки конструирования электрических цепей, роль

основного участника первых экспериментов и проектов дадим светодиоду.

Светодиод (англ. Light Emitting Diode или просто

LED) — энергоэффективная, надёжная, долговечная

«лампочка». Светодиод обладает особенностью

пропускать ток в одном направлении и не пропу-

скать в противоположном. Он светится, когда через

него проходит ток от анода (+) к катоду (−). Запом-

нить, какое слово соответствует плюсу, а какое ми-

нусу, легко: в слове «анод» 4 буквы, как и в слове

«плюс», а в слове «катод» 5 букв, как и в слове «ми-

нус». Но как понять, где у светодиода катод, а где

анод? Посмотри внимательно на ножки светодиода

(рис. 4.6): одна из них длиннее другой. Та, которая

длиннее — анод (+), а более короткая — катод (−). Рис. 4.6. Светодиоды

Настольные игры с микро:битом

В заключительной главе мы вновь займёмся весёлым, увлекательным и
полезным занятием — проектированием игр, но на этот раз нам потребуется
дополнительное оборудование, которое размещается на столе. Поэтому игры
этого раздела мы условно назвали настольными.

В проектах предыдущей главы мы имели дело с замкнутыми электриче-
скими цепями, элементами которой управляла программа. В настольных играх
этой главы действия игрока будут замыкать цепь, а программа — фиксировать
замыкание цепи и выполнять при этом необходимые действия.

Посмотрим, как это происходит, выполнив простой эксперимент.

Эксперимент: цепь замкнута?

В эксперименте «Проводник или диэлектрик?» в предыдущей главе ты уже

встречался с тем, что электрическую цепь можно замкнуть любым предметом,

проводящим электрический ток, и даже собственным

телом. Не забывай, что такие эксперименты можно

проводить только с очень слабым напряжением, с ко-

торым, например, работает микро:бит.

Программа на микро:бите может зафиксиро-

вать замыкание цепи. Как? Найди в папке Ввод блок

контакт P0 нажат и запиши на микро:бит програм-

му, которая показана на рис. 5.1.

При работающей программе зажми двумя паль- Рис. 5.1. Программа
цами правой руки контакт GND, а пальцами левой для эксперимента
руки зажми на короткое время (не более секунды) «Цепь замкнута?»

190 Глава 5

контакт P0. В этот момент твоё тело замкнёт электрическую цепь, блок контакт
P0 нажат зафиксирует событие, и на экране появится сердечко. Этот простой
инструмент открывает, как мы скоро увидим, широкий простор для создания
игр с микро:битом.

Проект 5.1. Банановая клавиатура

В этом проекте ты убедишься, что фрукты являются проводниками и, под-
ключённые к контактам микро:бита, могут использоваться подобно клавишам
рояля для проигрывания мелодии.

Необходимое оборудование и материалы

Для выполнения проекта тебе потребуются:
• 3 фрукта (любых — бананы, яблоки, груши);
• 5 проводов с зажимами «крокодил»;
• желательно, проводные наушники или акустические колонки.

Построение электрической цепи

Рис. 5.2. Подключение элементов 1. Подключи к контактам GND, P1 и P2
«банановой клавиатуры» микро:бита банан, яблоко, грушу —
любой фрукт, какой есть под рукой
(рис. 5.2). Если фруктов рядом не
оказалось, скатай шарики из фольги
и используй их.

2. К контактам GND и P0 подключи науш-
ники так, как показано на рис. 5.3. Как
ты знаешь, микро:бит может воспро-
изводить звук с помощью встроенного
динамика, но наушники значительно
улучшают качество звучания. Програм-
ма будет работать и без наушников.
В проектах главы 4 мы использовали

фольгу в качестве общего проводника для
подключения двух проводов с зажимами-

Настольные игры с микро:битом 191

«крокодилами» к одному контакту микро:бита, но и способ подключения, пока-
занный на рис. 5.3, также допустим.

Рис. 5.3. Подключение двух проводов с зажимами-«крокодилами» к общему контакту

В исходном состоянии бананы не касаются яблока, и цепи контактов P1 и
P2 не замкнуты. Если же правой рукой держать яблоко, а левой прикоснуться
к одному из бананов, то соответствующая цепь замкнётся, и микро:бит сможет
зафиксировать это событие

Разработка программного кода

Начни новый проект, дай ему имя Банановая клавиатура.
Программный код игры очень простой и состоит из двух почти одинаковых
блоков — при касании контакта (контакт ... нажат) проиграть заданную ноту
заданной длительности (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Код программы «Банановая клавиатура»

Заключение

Ну вот ты и добрался до финальных строк, дорогой читатель. Надеемся, что
это путешествие в современный цифровой мир было неторопливым, с останов-
ками для выполнения экспериментов и проектов. Также мы надеемся, что оно
было интересным, окрашенным радостью неожиданных открытий, удовлетво-
рением от творческих находок и осознания того, как многому ты научился.

Что же дальше?
Эта книга — только начальное знакомство с электронной платой микро:бит и её
возможностями, поэтому в проектах мы использовали минимальное количество
внешних дополнительных устройств, таких как светодиод, резистор, потенциометр.
На самом деле, микро:бит позволяет подключать множество внешних устройств —
датчики, моторы, светодиоды различных типов, эффектные светодиодные кольца.
Мы использовали только 5 контактов микро:бита: P0, P1, P2, 3V и GND. Посмотри
на микро:бит внимательно. Полоски между этими основными контактами (их бо-
лее 20) — тоже контакты, их тоже можно использовать, но для этого нужна специ-
альная плата расширения, которую мы в книге не рассматривали.
Многие фирмы выпускают платы расширения и наборы электроники для
микро:бита. Такие наборы могут включать более 30 различных датчиков и, ко-
нечно, электромоторы, сервоприводы и многое другое. Как правило, наборы
электроники дополняет инструкция, где описаны проекты для этого набора.
У тебя уже есть достаточно знаний, чтобы разобраться в такой инструкции и
даже пойти дальше, за её пределы.
Кроме наборов электроники, многие фирмы выпускают роботов под управ-
лением микро:бита. Об одном из таких роботов — DFRobot Maqueen — Михаил
Семионенков написал в книге «Путешествие в Робокодию».
Среди разнообразных устройств, подключаемых к микро:биту, есть и соз-
данные по самым современным передовым технологиям, например, видео-
сенсор с искусственным интеллектом HuskyLens, c помощью которого можно
научить микро:бит распознавать цвета, предметы и даже лица. При этом раз-
работчики хорошо потрудились над тем, чтобы и такие сложные технологии
были тебе доступны и ты мог их освоить.
Исследуй, открывай, мечтай и твори. Не бойся ошибаться. Как сказал зна-
менитый предприниматель Генри Форд, «неудача — это просто возможность
начать снова, на этот раз более разумно».

www.bhv.ru Винницкий Ю.
Отдел оптовых поставок: Григорьев А.
E-mail: [email protected]
Scratch и Arduino для юных
программистов и конструкторов.

2-е изд.

Книга написана на основе опыта работы
с детьми 3–11 классов и посвящена твор-
ческим проектам юных программистов
и конструкторов. На примере алгоритмов
черепашьей графики и простых компью-
терных игр дети познакомятся с креатив-
ным программированием в визуальной
среде Scratch. Рассмотрено применение
плат Arduino, плат расширения и различ-
ных внешних датчиков в конструкторских
проектах начального уровня. Даны осно-
вы визуального программирования этих
устройств в среде mBlock в двух режимах,
интерактивном и автономном, путем на-
писания интерактивных компьютерных
игр, в которых управление персонажем осуществляется посредством
Arduino-консоли, а также при помощи создания автономных «умных ве-
щей», работающих под управлением Arduino без подключения к компью-
теру. Второе издание дополнено проектами продвинутого уровня.

Электронный архив на сайте издательства содержит дополнительные ма-
териалы и листинги всех программ.

Винницкий Юрий Анатольевич — кандидат педагогических наук, преподаватель ин-
форматики, неоднократный победитель профессиональных конкурсов, автор книг
и статей по робототехнике и конструированию, автор-разработчик более 200 элек-
тронных ресурсов Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов school-
collection.edu.ru.

Григорьев Александр Тихонович — психолог, преподаватель робототехники и кон-
струирования, призер международных соревнований по робототехнике, автор книг
и статей по робототехнике, конструированию и использованию новых технологий
в образовании.

www.bhv.ru Голиков Д.
Отдел оптовых поставок:
E-mail: [email protected] SCRATCH 3
для юных программистов

Сделай свою игру!

Книга написана на основе опыта обуче-
ния программированию на языке Scratch 3
в кружке юных программистов и протести-
рована мной на сотне детей 7–12 лет.

Материал рассчитан на самостоятельное,
без помощи взрослых, изучение Scratch 3
школьниками 2–5 классов, имеющими ба-
зовые навыки управления компьютером.
Дети должны уметь пользоваться мышью,
запускать программы, щелкая по их ярлы-
кам, а также считать, умножать и делить.
Более сложные математические понятия
(отрицательные числа, десятичные дроби,
проценты, оси координат, градусы) объяс-
нены попутно с программированием.

Процесс создания программ дан пошагово со скриншотами. Все вопросы,
возникающие у детей, были сняты в ходе тестирования книги в кружке.
Принцип обучения такой: сначала конструируем сложную и непонятную
программу (именно конструируем, так как процесс программирования
в Scratch подобен созданию моделей из деталей конструктора), потом за-
пускаем ее и пытаемся немного изменить. Наблюдая за сделанными из-
менениями, начинаем понимать, как она работает. В книге нет никакого
введения, дети сразу начинают делать веселые мультики, а потом даже
игры. Ребенку не будет скучно, шутки и юмор для игр добавлял мой сын-
пятиклассник.

Денис Голиков, автор книги

Голиков Денис Владимирович — автор книг «Scratch для юных программистов», «40 про-
ектов на Scratch для юных программистов», «Scratch и Arduino. 18 игровых проектов для
юных программистов микроконтроллеров», «42 проекта на Scratch 3 для юных програм-
мистов» и ряда электронных книг по Scratch. Автор онлайн-курсов по программиро-
ванию для детей codim.online. Окончил Московский энергетический институт по спе-
циальности «Промышленная электроника». Педагог дополнительного образования
по программированию на языке Scratch, его кружок награжден премией губернатора
Московской области, финалист Конкурса инноваций в образовании, организованного
Институтом образования Национального исследовательского университета «Высшая
школа экономики» при поддержке Агентства стратегических инициатив.