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micro:bit Lab.【マイクロビット】

micro:bit Lab.では、micro:bit【マイクロビット】に関する情報を紹介しています。

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micro:bitを構成する部品(前面)

2017-09-242017-09-26

micro:bit(マイクロビット)の前面に取り付けられた部品の特徴を紹介します。

1-2-1.実機で構成する部品をみる(前面)

micro:bit(マイクロビット)は、4cm×5cmサイズのプリント基板にさまざまな部品が収められた超小型マイコンボードです。micro:bitの前面に取り付けられた部品を実機でみてみましょう。

図1-2-1-1が、micro:bitの前面です。前面には、中央に5列×5列(合計25個)の赤色LED・左右に1個ずつ(合計2個)のボタンを搭載しています。下端には、5つのリングと、その周辺に20ピンのエッジコネクターがあります。

図1-2-1-1.micro:bitの前面(実機)
図1-2-1-1.micro:bitの前面(実機)

micro:bitのボディーカラーには、青色・緑色・黄色・赤色などがあります。図1-2-1-1のボディカラーは青色です。

1-2-2.25個の赤色LED(LEDスクリーン)

前面の中央に5列×5列(合計25個)の赤色LEDがあります。プログラムで指定した文字・数字・図形を表示します。複数の文字・数字などを指定した場合は、スクロールして表示されます。また、横方向と縦方向の座標を指定して、オン・オフしたり、明るさの設定もできます。

さらに、このLEDスクリーンには、明るさセンサーとしての機能があり、明るさを測定することができます。

図1-2-2-1.25個の赤色LED
図1-2-2-1.25個の赤色LED

表示できる文字・数字は、スペース!"#$%&'()*+,-./0123456789:;<=>?@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[\]^_`abcdefghijklmnopqrstuvwxyz{|}~です。これは、アスキーコードの32(スペース)と33~126(印刷可能文字)に該当します。

図形には、ハート・矢印などのあらかじめ登録された「アイコン」と、LEDのオン・オフを自由に設定できる「画像」があります。

画像としてカタカナを表示させることができるmicro:bit用日本語カタカナフォントを作りました。図1-2-2-2は、LEDスクリーンに、「ワタシハ、マイクロビットデス。」を表示させた例です。

図 付録-1-2-1.「ワタシハ、マイクロビットデス。」
図1-2-2-2.「ワタシハ、マイクロビットデス。」

1-2-3.2個のボタン

左右に1個ずつ(合計2個)のボタンがあります。左側にあるボタンをAボタン、右側にあるボタンをBボタンと呼びます。

図1-2-3-1.2個のボタン
図1-2-3-1.2個のボタン

プログラムでは、それぞれのボタンが個別に押されているかどうか、また、AボタンとBボタンが同時に押されたことを検知できます。

このボタンは、タクトスイッチと呼ばれる部品で、押し込んだ時のクリック感が特徴です。押し込むと回路がオンになり、離すとオフに戻ります。

1-2-4.リング

下端には、5つのリングがあります。左から、P0端子・P1端子・P2端子・3V端子・GND端子と呼びます。この端子は、ワニグチクリップ・4mmバナナクリップを使って、外部と接続することができます。

図1-2-4-1.リング
図1-2-4-1.リング

P0端子・P1端子・P2端子

P0端子・P1端子・P2端子は、プログラムから制御できる汎用の入出力端子(GPIO:General Purpose Input/Output)です。これらの端子にかかる電圧を、0または1として読み取ったり、0または1を設定して出力することができます。また、3つの端子は、アナログ電圧値を計測できる10ビット分解能(1024段階)のADコンバーター(ADC)の機能を持っています。これによって、端子にかかる電圧を、0~1023の値(0~3.3Vの意味)として読み取ることができます。

さらに、各端子は、パルス幅変調(PWM:Pulse Width Modulation)信号を出力することができます。これによって、端子に接続したスピーカーへ音階を出力したり、サーボモーターを制御することが可能です。

V3端子

3V端子は、電源出力または電源入力として動作します。USBまたは電池によって、micro:bitへ電源供給が行われている場合、V3端子から外部へ電源を出力することができます。電源供給が行われていない場合、V3端子からmicro:bitへ電源を入力することができます。

GND端子

外部の回路を閉じるためのグランドです。

For Professional ワニ口クリップコード 測定ケーブル 6本セット

接続部はハンダ処理にてしっかりと接続した弱電回路測定用ケーブルです。

1-2-5.エッジコネクター

下端のリング周辺に、エッジコネクターと呼ばれる、細長い端子があります。micro:bitの製品上に番号は記されていませんが、左から、3番~22番の合計20ピンあります。

図1-2-5-1.エッジコネクター
図1-2-5-1.エッジコネクター

エッジコネクターの端子には、1-2-4.リングで紹介した汎用入出力(GPIO)・ADコンバーター(ADC)・パルス幅変調(PWM)以外に、UART・SPI・I2Cなどの機能があります。UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)は、調歩同期(非同期)方式のシリアル通信、SPI(Serial Peripheral Interface)・I2C(Inter Integrated Circuit)は、同期式のシリアル通信です。

表1-2-5-1は、各端子に割り当て可能な機能の一覧です。表中のLED Col1などは、初期状態で有効な機能です。例えば、端子8は、初期状態で入力方向のGPIOが有効になっています。共有欄に別の機能が書かれている端子は、その機能と内部的に共有されているために、使用には注意が必要です。

表1-2-5-1.エッジコネクターの機能
端子番号 機能 初期方向 共有
3 GPIO、ADC、PWM、UART 出力 LED Col1
4 GPIO、ADC、PWM、UART 出力 LED Col2
5 GPIO、PWM、UART 入力 Aボタン
6 GPIO、PWM、UART 出力 LED Col9
7 GPIO、PWM、UART 出力 LED Col8
8 GPIO、PWM、UART 入力
9 GPIO、PWM、UART 出力 LED Col7
10 GPIO、ADC、PWM、UART 出力 LED Col3
11 GPIO、PWM、UART 入力 Bボタン
12 GPIO、ACCESS、PWM、UART 入力
13 GPIO、PWM、UART、SPI(SCK) 入力
14 GPIO、PWM、UART、SPI(MISO) 入力
15 GPIO、PWM、UART、SPI(MOSI) 入力
16 GPIO、PWM、UART、SPI(SS) 入力
17 3V
18
19 GPIO、PWM、UART、I2C(SCL) 出力
20 GPIO、PWM、UART、I2C(SDA) 入力
21 GND
22

詳しい内容は、Edge Connector Data Sheet(micro:bit:developer community)に記載されています。

micro:bit用エッジコネクタ 垂直タイプ

自身で基板を設計したい方向けの、micro:bitがささるエッジコネクタ単体。垂直タイプです。

micro:bit用エッジコネクタ 水平タイプ

自身で基板を設計したい方向けの、micro:bitがささるエッジコネクタ単体。水平タイプです。

BBC micro:bit用エッジコネクタピッチ変換基板

micro:bitのエッジコネクタにアクセスできるピッチ変換基板です。

SparkFun moto:bit

micro:bit用のロボットプラットフォーム拡張基板。DCモーター・サーボ・センサーなどが接続できます。

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