自由研究プログラミング
No.3 micro]bitプログラミング(Ver. 1.1 2018/11/20)

micro:bitというマイコンボードを使って、コンピュータのハードウェアを操作するプログラムを作ります。またmicro:bitでいろいろな工作をしたり、自動⾞ロボットをプログラミングしてみましょう。
説明は、程度Scratchを使ったことがあり、ブロックを組み合わせてプログラミングを作ることができること子供がりようすることを想定しています。
内容:
1. micro:bitって何?
2. micro:bitのプログラミングの基礎
3. micro:bitだけの、いろいろなプログラミング
4. micro:bitで外部装置の制御(Lチカに挑戦)
5. Scratch3.0 でmicro:bitを使おう
補⾜資料: micro:bit Box
補⾜資料: micro:bit工作に挑戦

Go.Ota CoderDojo市川真間
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◎使わないときは、micro:bitとロボット本体の電源はオフ。
⻑い間使わないときは、電池を抜いておく◎水の近くで使わない。ぬれた手で使わない。
◎⾦属のとがっているところもあるので注意する。
◎ micro:bitとロボット本体の差し込む方向を間違わない。
また、できるだけ前にさす。

サンプルプログラム:
http://beyondbb.jp/SSP/microbitProV13.zipからダウンロードできます。

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micrro:bitの電池の電源を入れて、動かしてみよう。Demoプログラムが動くよ。
micro:bitは非常にシンプルなコンピュータです。どんな能⼒があるがDemoプログラムを使いながら考えてみよう。

micro:bitの見つけた機能(できること)

ワンポイント: micro:bitは⼀度に⼀つのプログラムだけ
micro:bitは中に⼀度に⼀つのプログラムしか入れることができません。デモプログラムはDojoフォルダーの中のBBC-MicroBit-First-Experience.hexを送ると再度デモを使うことができます。
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無線アンテナ

CPU/メモリ
温度センサ

リセット
ボタン

USBコネクタ(プログラム転送/電源)
電池コネクタ
電源LED
転送中LED

ボタン
A・B

デジタル/アナログ 5 x 5 LEDマ +IOリング(大型ピン トリックス
エッジコネクター) 光センサー

表(おもて)-

加速度・方位センサ

ピンエッジコネクター(外部インタフェース)

裏(うら)イギリスでは100万人の子供がmicro:bitを持っているよ。

4micrro:bitのウェブサイトに⾏ってみよう。
micro:bit

検索

Micro:bit財団は、技術による発明を誰にとっても楽しいものにする ...

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新しくプログラムを作る。

今までプログラム。

チュートリアル: いろいろな楽しい入門用のプログラムサンプルです。
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初めにプログラムの名前を入れよう。
Scratchのような画面でプログラムを作ることができるよ。
◎ Scratchと大きく違うことは何かな???
Micro:bitを接続してないくても、画面上のシミュレータで動作を確認することができるよ。
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自分の名前をLEDに表示しよう(アルファベットだけしか使えないのでローマ字で入⼒)
ワンポイント: 画面上のシミュレーター
画面上のmicro:bitを操作して、予め動作を確認することができます。

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ファイルを保存するダイアログがでるので、micro:bit/chibi:bitの装置にファイルを保存するよ
ファイルの転送中は、micro:bitの「転送中LED」が点滅するので、点滅が終わったら転送完了だよ。

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マイクロビットの保存ダイアログが開くので、保存先をMICROBITにしてから保存保存先をmicro:bitにする。

ワンポイント: パソコンから外しても動く
micro:bitは単独のコンピュータです。電池をつなぐと、パソコンから外しても動くよ。(リセットボタンで初めから実⾏するよ)
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プログラムNo.1: 振ると温度計
micro:bitを振ると、その時の温度を表示します。
micro:bitの使用機能: 温度センサー/ 加速度センサー/ LED表示

簡単なプログラムですが、これで温度が表示されます。
チャレンジ:
サイコロを作ってみよう。
振った後に、1~6までの数字をランダムに表示してみよう。
1111ページプログラムNo.2: うれしい・悲しい予想

micro:bitが今、うれしいか・悲しいか予想してみよう。揺さぶると、うれしい・悲しいの状態が変わるよ。うれしいと思ったらAボタン、悲しいと思った
らBボタンを押してみよう。当たると♡、はずれると×を表示します。
micro:bitの使用機能:
加速度センサー/ A・Bボタン/LED表示

チャレンジ:
micro:bitとじゃんけんするプログラムを作ってみよう。

1212ページプログラムNo.3: キッチン・タイマー

キッチンタイマーを作った⾒よう。A+Bボタンでリセット。Aボタンで時間のセット。Bボタンでタイマースタートするよ。
micro:bitの使用機能:
A・Bボタン/LED表示

チャレンジ:
ストップウォッチを作ってみよう。

1313ページプログラムNo.4: 防犯ライト

光センサーを使って、micro:bitの周りを暗くすると2秒間LEDがつくようにするよ。
micro:bitの使用機能:
光センサー/LED表示

チャレンジ:
明るさによって、LEDにいろいろな模様を表示してみよう。

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プログラムNo.5: 玉転がし

micro:bitを前後、左右に傾けるとLEDのドットが移動するよ。
micro:bitの使用機能:
加速度(傾き)センサー/LED表示

チャレンジ:
ドットを動かして、ゴールに⾏くようなゲームを作ってみよう。

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プログラムNo.6: 方位磁石

micro:bitを方位磁石にしてみよう。
micro:bitの使用機能:
磁気センサー/ A・Bボタン/LED表示
磁気センサーを使う場合は、プログラムを動作させた時、調整のため、micro:bitのLEDで丸を描くようにぐるっと回す必要があります。

チャレンジ:

磁⼒ブロックを使って、磁石が近づくと〇を表示してみよう。
1616ページプログラムNo.7: micro:bit間通信(1) 送信側

micro:bit同志は通信することができます。片方のmicro:bitのボタン操作でもう⼀方の動作が変わるよ。

チャレンジ:
ロボットの操作で2台のmicro:bitを使って、リモコンを作ってみよう。
1717ページ18
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少し難しい話: コンピュータが機器を制御する方法
CPU
中央処理装置

ポート01
ポート02

何があるかな?????

ポート03
メモリ
記憶装置
コンピュータの頭脳
micro:bitは基本的にこれだけ

ポート04
・・・
・・・
・・・

コンピュータの目・耳・口・手⾜

コンピュータの大元のCPUは、ポートと呼ばれる場所を通じて、外部の機器を操作しています。
ノートパソコンのキーボードやマウスもこのポートにつながっています。
1919ページピアイン
micro:bit
P3
P0P4P5P6P7P1P8P9P10P11P12P2

規定値
LED列1IO
LED列2ボタンA
LED列9LED列8IO
IO
LED列7LED列3ボタンB
IO
IO

モード

LED Off
IO
IO
IO
ボタンA
IO
IO
IO
IO
IO
IO
ボタンB
IO
IO

アナログ有無〇〇〇×××〇××〇××〇

micro:bitのポートは内蔵されているLEDやボタンの制御にも使われています。
P0/P1/P3のポートは、micro:bitのピンエッジコネクターでも大きな場所をとっているので使い易いです。
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実験No.1: ポートのON/OFF
micro:bitのポートを制御してみよう。
A/Bボタンでボート0をON/OFFしています。

コンピュータは単純にポートをOn/Offしているだけです。
ポートに接続されている機械によって動作が違ってきます。

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実験No.2: モーターの接続
micro:bitがポートを制御しているか小さなモーターを接続してみましょう。
プログラムを動かしてモーターが動くか確認してください。
注意: 小さなモーターが無い場合は、実験3に進んでください。
ワニ口クリップをmicro:bitのエッジ
コネクター「0」と「GND」にしっかり挟みます。穴をはさむようにします。
ワンポイント: 接続できるモーター
micro:bitは、ポートに大きな電流(最大90mA)を流すことができせん。そのため、小さなモーターしか接続できません。
ここでは、スマホ等に使われている、バイブレーションモーターを使用しています。通常の模型用のモーター等は接続しないでください。

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実験No.3: Lチカしよう(1)micro:bitがポートを制御して外部のLED(発光ダイオード)を点灯させてみましょう(Lチカといいます)
ブレッドボードという基盤の上に、部品を配置して作成します。ブレッドボードは穴がたくさん開いている板で、部品を直接差しこんで回路を組むことができます。

ブレッドボードは左の写真のようなものです。上と下に+と-を流すラインがあり、真ん中にICや部品を差し込む場所があります。
ブレッドボードの縦・横の穴は左の写真の灰色のLineの様に中でつながっています。
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実験No.3: Lチカしよう(2)部品と回路図を説明します。
LED

抵抗
抵抗
330オーム⾜の⻑い方を+(ポート側に接続します)

発光ダイオード

橙 橙 茶 金330オーム

LEDに流れる電気の量を調整します。

GNDに接続回路図

P0に接続

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実験No.3: Lチカしよう(3)ブレッドボード上の部品の組み方を示します。
プログラムを動かしい、Aボタンを押してLEDが付けば成功です。
チャレンジ:
micro:bitのいろいろなセンサーの状態によって、LED点けたり消したりするプログラムを作ってみよう。
⿊い線は「GND」に、白い線は「0(P0)」につなげます。
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実験No.4: ダブルLチカしよう
ダブルLチカのブレッドボード上の部品の組み方を示します。
チャレンジ1:
二つのLEDをボタンで制御するプログラムを作ってみよう。例えば
Aボタン: 赤点灯
Bボタン: 白点灯
A+Bボタン: 両方消灯
チャレンジ2:

⿊い線は「GND」に、白い線は「0(P0)」に赤い線は「1(P1)」につなげます。

二つのLEDを歩⾏者用信号機にみたてて、それと同じように動くプログ
ラムを作ってみよう。
さらに、本物と同じようにボタン押すと変わるよ
うにしてみよう。
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Scratch 3.0を使うとmicro.bitと無線で接続し、micro:bitを使ったいろいろなプログラムを作ることができるよ
無線で通信
CPU/メモリ
温度センサ

ボタン
A・B

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デジタル/アナログ
IOリング(大型ピンエッジコネクター)

5 x 5 LEDマ
トリックス
光センサー

加速度・方位センサ

ピンエッジコネクター(外部インタフェース)
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Scratch 3.0とmicro:bitの通信の仕組み

Scratch3.0

micor:bitの中にはScratch micro:bit HEXを入れてScratchと通信します

ScratchLink

Bluetooth

パソコンの中で、Scratch 3.0 は、ScratchLinkというプログラムを使ってmicro:bitと通信します。
Bluetoothという無線の形式で通信するのでPCでBluetoothを使えるようにしておくよ。

Scratchmicro:bit HEX

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Scratch 3.0とmicro:bitの通信の準備
Scratchとmicor:bitのサイト
https://scratch.mit.edu/microbit
サイトに準備の仕方や使い方の説明が丁寧にでてるので、⾒てください。

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29ページ

Scratch 3.0とmicro:bitの通信の準備(2)
サイトを⾒ながら次の作業をするよ□ Scratch Linkをダウンロードしてからパソコンにインストールする□ Scratch micro:bit HEXをPCにダウンロードしておく。

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Scratch 3.0とmicro:bitの接続(1)
サイトを⾒ながら、Scratchとmicro:bitを接続する場合毎回、次の作業をするよmicor:bit側□ PCにダウンロードしたScratch micro:bit HEXをmicro:bitを転送しておく

MICROBITにコピーする□ USBでつないで無い場合は、micro:bitの電源を入れておく。
3131ページScratch 3.0とmicro:bitの接続(2)PC側 (1)□ PCのBluetoothがONになっているか確認(次のページの補⾜も参考にして)□ ScratchLinkを起動隠れているインディケータで起動しているか確認できます。

□ ブラウザがScratch 3.0を起動

3232ページScratch 3.0とmicro:bitの接続(2 補⾜)PCのBluetoothがONになっているか確認方法

設定を選択。

デバイスを選択して、その中でBluetoothのオンを確認(設定)

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33ページ

Scratch 3.0とmicro:bitの接続(3)PC側 Scratch 3.0内(2)□ 拡張機能を選ぶ□ micro:bitを追加□ ⾒つかったmicro:bitを接続して完了
・micro:bitが⾒つからない場合は、micro:bitのリセットボタンを押すと、micro:bit側のプログラムが正常に動作する場合もあるよ。
・うまく⾒つからない場合、接続の(1)から(3)を確認してみよう。
3434ページScratch 3.0とmicro:bitのプログラミングしよう

micro:bitを接続すると、使えるブロックが表示されるよ。
micro:bitとScratchのプログラミングをやっているなら、すぐに使えると思うよ。

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35ページ

Scratch & micro:bitプログラミング(1)
ネコ歩かせ

micro:bitのAボタンとBボタンを押すと、それぞけ左右に動くよ
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Scratch & micro:bitプログラミング(2)ボール動かしmicro:bitの前後左右に傾けるとボールが動くよ

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Scratch & micro:bitプログラミング チャレンジ

micro:bit工作して、本格的なジョイスティックゲームも作ることもできるよ。
スイッチはポート0に、つないでいます。
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補⾜資料: micro:bit Box
パーツ

備考

電池ボックス

スイッチ付

micro:bit本体
USBケーブル

4. micro:bitで外部装置の制御(Lチカに挑戦)用にmicro:bitを含めて、必要なパーツを100均のボックスに入れてセットにしておくと、子供達は使いやすいです。

ブレッドボード

45 x 34.5mm

ワニ口クリップ
ケーブル

3本

ブレッドボード
用ジャンバー線

3本

スピーカー
小型モーター

振動モーター

LED

2個

抵抗

330Ωx2本

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39補⾜資料: micro:bit工作に挑戦
手づくり工作をうごかそう! micro:bit
プログラミング (ぼうけんキッズ)という本の中にはmicro:bitを使ったいろいろな工作例がのっています。
この本を参考に、いろいろなものを作ってみよう。
工作内容:・コロコロサイコロ
・○×ゲーム盛り上げ棒
・どうぶつビット・バースデーキャンドル・シーソーギター
・魔法のサウンドステッキ
・ぼうけんウォッチ
・ハミガキタイマー
・侵入者アラームなど、15種類
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