Usporedni test mikroračunala - Micro:bit vs. Calliope Mini vs. Circuit Playground vs. CodeBug

Metodologija testiranja

Naša četiri mikroračunala podvrgnuli smo nizu ispita da vidim koje je najiskoristivije za potencijalnu školsku uporabu. Osim Micro:bita, na Vidilab testiranju bili su CodeBug, Circuit Playground i Calliope Mini. 

Pažnju smo prvo posvetili editoru, odnosno načinu na koji se programira mikroračunalo. Gledali smo kakvo je sučelje (block editor ili terminal) i međusobna kompatibilnost.
Za ovakva mikroračunala koja mogu biti polazište brojnih programerskih, pa čak i IoT projekata jako je bitna zajednica, pa smo provjerili kako diše community, postoji li kvalitetna podrška i živa zajednica koja živi oko mikroračunala.
Sučelja i mogućnost spajanja raznih senzora i dodataka jako je bitna za raznolikost projekata koja se može postići s mikroračunalom i na to smo također obratili pažnju prilikom našeg testiranja.
Mogućnosti su još jedna kategorija testiranja u kojoj smo ocjenjivali ukupni potencijal mikroračunala za programiranje, stvaranje projekata i povezivanje.
Na kraju, vrlo nam je bitna stavka bila i ukupan trošak mikroračunala i procjena koliko mogućnosti nude s obzirom na cijenu s čime smo ujedno i zaokružili naše testiranje kandidata za školska mikroračunala.

CodeBug

Prvi je u naše ruke stigao CodeBug. Ime je dobio iz očite sličnosti njegovog oblika s bubom. Počet ćemo od specifikacija, pa treba napomenuti kako je CodeBug opremljen PIC18F, 8 bitnim čipom s 2 KB RAM-a i 32 KB Flash memorije. Na njegovoj stražnjoj strani imamo utor za CR2032 bateriju kako bi se uređaj mogao koristiti u pokretu, bez dodatnog napajanja. Radi se o istoj onoj bateriji koja čuva podatke BIOS-a i pokreće kronometar na vašem računalu.
Osim baterije, tu je i 6 pinski ženski header za proširenja. Tu možete dodati zvijezdu sa 9 RGB LE dioda koja je ponuđena na službenim stranicama CodeBuga za 8 funti ili možete napraviti neki vlastiti dodatak.
CodeBug nema podršku za Bluetooth te je predviđeno povezivanje micro USB portom. U kategorijama ugrađenih dodataka i Bluetootha ubilježio je minimalne ocjene, ali situaciju možda može spasiti editor?

Na web adresi http://www.codebug.org.uk/explore/codebug/ nalazi se Blocky editor namijenjen programiranju uz pomoć blokova, slično kao i kod Micro:bit-a. Limitirani ste na stvaranje koda u Bloklyju, no editor može prevesti Blockly u Python i JavaScript što može biti zgodno kako bi početnici kasnije mogli prepoznati Python i JavaScript kod.
Napravili smo jednostavan program koji prikazuje slovo V na LED displayu od 5 x 5 crvenih LE Dioda. Nakon preuzimanja .cbg skripte treba proći kroz postupak resetiranja uređaja kako bi mogli pokrenuti kod. Istovremeno stisnite A i B gumb na 10 sekundi, a zatim treba pustiti B gumb dok se ne upali prva dioda. Kako bi pokrenuli kod treba pritisnuti B gumb. Dakle postupak uploada koda je nešto kompliciraniji nego kod ostalih sličnih uređaja.
CodeBug online Editor možete pokrenuti iz Internet preglednika na Windows, Mac, Linux ili Raspberry Pi računalima.
I u kategoriji editor, CodeBug zaostaje mogućnostima za programiranje za drugim mikroračunalima na testu. Moguće je raditi u Blocklyu i Phytonu.

Na kraju smo pozornost bacili na cijenu i trošak. Kako bi CodeBug dospio u našu redakciju morali smo odvojiti 15 funti + 5 funti poštarine. S obzirom da se radi o uređaju koji nije opremljen senzorima te je poprilično skromno opremljen memorijom i procesorskom snagom, njegova najniža cijena ne iskače kao prevelika prednost.

Ocjene:

Editor: 2
CodeBug vrlo je ograničen izborom editora u kojima ga možete programirati

Community: 2
Online podrška zajednice gotovo da i ne postoji, osim nekoliko osnovnih projekata

Bluetooth: 2
Nema Bluetooth ili druga sučelja

Ugrađeni dodatci: 2
Nema dodatnih senzora

Cijena i trošak: 4,5
Najjeftiniji je, no vrlo ograničenih sposobnosti

UKUPNA OCJENA: 2,5

Circuit Playground

Okrugla pločica Circuit Playground zanimljivog izgleda namijenjena je prvenstveno izradi nosivih gadgeta. Koristi se prije svega za izradu sata i/ili pametnog sata i sl. Na sebi posjeduje gomilu senzora poput onih za temperaturu, svjetlost, zvuk te akcelerometar u 3 osi, a od izlaza tu su maleni zvučnik, 10 RGB LEDica te dva gumba i jedan prekidač.
Posjeduje 8 ulazno izlaznih pinova od kojih svi mogu biti osjetljivi na dodir, a 4 od njih mogu biti analogni.
Ukupno, ugrađenim dodacima se Circuit Playground smjestio u sam vrh ponude, ali nema mogućnost povezivanja Bluetoothom čime se gubi gomila mogućih funkcionalnosti.

Mikroračunalo se može pogoniti sa 3,3 V ili 5 V, a inače dolazi u dvije verzije: Developer Edition te Clasic verzija. Developer Edition inačica bi trebala raditi s MakeCode editorom koda s blokovima, baš kao i Micro:bit, no nama to nije uspjelo. Pokušali smo na Windows 10 i Linux platformi, no pločica se nikako nije htjela prebaciti u boot loader mod. Na stranicama proizvođača piše kako je sve to još u eksperimentalnoj fazi no nadali smo se greškama pri izvršavanju kodova, a ne hardverskom problemu komunikacije između računala i pločice. No ipak isprobajte MakeCode na adresi https://makecode.adafruit.com/ jer se možete poigrati ugrađenim emulatorom Circuit Playground pločice.
Senzori već postavljeni na Circuit Playground pločicu mogu se iskoristiti za stvarane projekata. Pločica se programira prvenstveno kroz Arduino IDE jer je pogoni ATmega32u4 mikro procesor (isti onaj koji pogoni i Arduino Lonardo), a na stranicama možete pronaći neke od projekata koji se mogu razviti s ovom pločicom. Ipak za izradu ozbiljnijeg projekta prvenstveno ćete trebati dodati nekakav display, da li 7 segmenti LED ili drugi, što će ovisiti o preferencijama svakog pojedinca. No, iako ova pločica ima ugrađen senzor temperature, želite li saznati koja je vrijednost temperature to ne možete tako lagano. RGB diodama eventualno možete pokazati binarnu vrijednost, no tada samo onaj koji je izradio projekt zna što piše na tim LED-icama tj. u kojem smjeru treba čitati podatke i što oni predstavljaju. Drugi način je da vrijednosti pokazujete na serijski monitor, no taj dio nije onda više IoT nego je više vezan za Desktop, obzirom da vam treba PC za prikaz izlaznih informacija. Kako biste spojili display (ili druge dodatke) možete iskoristiti žice sa štipaljkama. No takvo rješenje je vrlo krhko pa se kao trajnije nameće upotreba lemilice koju ne bismo preporučili mlađima od 12 godina zbog opasnosti od opeklina, obzirom da mlađoj djeci nisu dovoljno razvijene motoričke sposobnosti za rad s lemilicom.
Što se tiče editora, postoji jako dobra podrška počevši od spomenutog Arduino IDE, preko WIring, Make Code i JavaScripta. Ipak nije zaslužio peticu jer nema block editora koji bi početnicima u osnovnoj školi mogao na brz način približiti uređaj.
Tako dolazimo do zaključka kako je ovo pločica koja nije namijenjena početnicima.

Što se tiče isplativosti, cijena Clasic verzije je 19,95 USD, a za poštarinu ćete izdvojiti dodatnih 14,30 USD što nas dovodi do ukupne cijene od 34,25 USD i za ovaj je segment dobila ocjenu 3 što i nije loše, ali niti na razini najboljih na testu.

Ocjene:

Editor: 4
Arduino IDE za sada je najbolj izbor iako se zajednica širi i nadograđuje te u budućnosti očekujemo i Make Code editor u punoj funkciji

Community: 4
Arduino zajednica će rado pomoći, no projekti specifično za ovu pločicu i nisu nešto uzeli maha, uspoređujuči ih s drugima

Bluetooth: 2
Nema Bluetooth no uz pomoć online uputa lagano ćete ga opremiti jednim

Ugrađeni dodatci: 5
Iako RGB ledice lijepo izgledaju zbog ograničenog prikaza na taj način fali mu jedan 5x5 niz crvenih ledica

Cijena i trošak: 3
Trošak poštarine je papreni iako sama pločica konkurira cijenom

Ukupna ocjena: 3,6

Calliope Mini

Sljedeći je na redu za Vidilab seciranje bio Calliope, mikrokontroler pločica slična Micro:bitu. Calliope Mini, kao i Micro:bit, također ima 5x5 LED matricu, kompas, akcelerometar, dva gumba te Bluetooth. No Calliope Mini ima i jednu RGB LE Diodu, ugrađeni zvučnik i mikrofon, svjetlosni senzor te ugrađeni DC motor kontroler za 2 DC motora. S obzirom da je zvjezdastog oblika sa 6 krakova, na krakove mu je stavljeno 6 pinova od kojih su 4 osjetljiva na dodir, a dva opcionalna za spajanje baterije od 3,3 V za napajanje. Kako biste ga kupili trebat ćete odvojiti 29,41 euro te za najjeftiniju opciju poštarine izdvojiti još 13,36 eura.
Opremljen tolikim dodatcima na prvu izgleda kako nam ne treba više od ovoga, no Calliope Mini ima samo konektore za samo 4 pina, 2 digitalna te 2 analogna, na koje možemo spajati opcionalne dodatke, dok ostale, kako bi ih mogli koristiti, treba prvo zalemiti. Npr. 5 pinova koji služe za kontrolu DC motora i njihovo napajanje, ne možete koristiti "Out of the Box". Nakon što se i odlučite na malo lemljenja kako bi pinove pripremili za korištenje, zamka se krije u dokumentaciji koja je kompletna na njemačkom jeziku te ćete se pomučiti pronaći informaciju koju tražite. Obzirom na njemačko podrijetlo pločice, natpisi na njoj su također na njemačkom jeziku.
Ugrađeni dodaci svrstavaju Caliope Mini u sam vrh, no iako ima Bluetooth, ovo mikroračunalo ne omogućava programiranje na mobilnom telefonu.

Caliope Mini može se programirati Blocks editorom ili u JavaScript jeziku na adresi http://pxt.calliope.cc/index.html?lang=en te s Mini editorom na adresi https://miniedit.calliope.cc/ koji je namijenjen samo za Caliope mini pločicu praizvedenu 2017. Godine. Inače, Blocks editor razlikuje se za verzije Caliope pločice iz 2016. godine te za pločice iz 2017. godine. Isto tako Caliope programski kod nije kompatibilan s Micro:bit pločicom, i obrnuto, iako ih pokreće isti mikrokontroler čip. Tako ne možete npr. iskoristiti gotovi kod za Micro:bit i pokrenuti na Calliope mini pločici, a uz očekivanje istih rezultata. Rade samo osnovne programske operacije, korištenje 5x5 LED matrice te možda još ponešto, no većina konkretnijih rješenja nije se ponašala prema očekivanju.

Ukupno ima dobre ocjene za editor, ali i dalje par stepenica iza najboljeg na testu.

Zadnja ocjenjene stavka su cijena, odnosno ukupni trošak od 42,77 eura. Zbog nedostatka dodataka u obliku modula, shieldova, vrlo bitne online zajednice te podrške na engleskom jeziku, koji je ipak nama bliži, ova pločica nije uspjela pobijediti na našem testu.

Ocjena:

Editor: 3
Najbolje je programirati ga u osnovnom Block Editoru dok ostali tek trebaju zaživjeti

Community: 3
Zajednica je na njemačkom jeziku te gotovo da i nema dokumentacije na drugim jezicima

Bluetooth: 4
Iako ima bluetooth antenu morat ćete ga programirati spojenog na PC s USB kabelom

Ugrađeni dodatci: 4
Ima nekoliko dodataka poput RGB LED diode te mikrofona i zvučnika, no Edge konektor se ne može koristiti bez dodatnog lemljenja pinova na njega

Cijena i trošak: 2
S obzirom na malenu online zajednicu, visoka cijena nije opravdana

Ukupna ocjena: 3,2

Micro:bit

Obzirom da smo pisali već o Mikro:bitu i njegovim specifikacijama, ovdje ćemo se više orijentirati na njegovu online zajednicu i dodatne vrijednosti koje postižete, pa ćemo njegov hardver spomenuti sažeto. Detaljnije o samom hardveru Micro:bita potražite na web adresi http://vidilab.com/micro-bit-iot/3352.

Sama pločica sastoji se od ARM Cortex-M0 procesora te je opremljena s dva gumba, 25 LE Dioda postavljenih u 5 x 5 mrežu, kompasa, akcelerometra te Bluetootha. Rubni konektor ima 5 velikih pinova predviđenih za prihvat s štipaljkama, no prednost rubnog konektora je što se bez lemljenja može umetnuti u pločicu za prototipiranje s utorom za rubni konektor te tako proširiti funkcionalnost Micro:bit-a. Spojite li na njega svjetlosni senzor ili senzor temperature, 5x5 LED mreža biti će dovoljna za prikaz vrijednost tih senzora. Velika mu je prednost Bluetooth podrška i mogućnost programiranja na pametnim telefonima, po ugrađenim dodacima je pri vrhu, iako i tu ima mjesta za napredak.

Micro:bit mikrokontroler pločica razvijena je od strane BBC-a koji je okupio mnoge velike igrače kako bi zajedničkim snagama stvori mini računalo namijenjeno djeci pri učenju programiranja. Tako je Microsoft prilagodio njihovu platformu i stvorio novu koja radi s Micro:bit-om. Samsung je napravio Android aplikaciju za programiranje, a Python Software Foundation je razvio MicroPython programski jezik, kako ne bi sve ostalo na Bloks i JavaScript jezicima. Kitronik je razvio pločicu za prototipiranje s utorom za rubni konektor Micro:bita te druge dodatke poput drivera za DC ili steper motore. Naravno sudjelovali su i mnogi drugi partneri u razvoju ovog projekta što je rezultiralo vrlo velikom online zajednicom s gomilom projekata i programskih primjera te dokumentacijom za učenje programiranja i uvođenja u svijet mikrokontrolera pogodan za najmlađu publiku i ostale koji se tek žele upustiti u učenje IoT i STEM znanja.

Micro:bit možete programirati na svim uređajima. Kako smo već spomenuli, Samsung je razvio Micro:bit aplikaciju za Android uređaje u kojoj možete kreirati programski kod te ju Bluetooth konekcijom poslati na Micro:bit mikrokontroler.
Na Windows, Linux (uključujući Raspberry PI) i Mac OS računalima programirati možete u Python, JavaScript, Microsoft Block editoru te Microsoft Touch Develop editoru, a svi se nalaze na web adresi https://www.microbit.co.uk/create-code, gdje je sve dobro dokumentirano na engleskom jeziku.

Postoje i mnogi drugi editori koji podržavaju Micro:bit. Osim ovih osnovnih, najzanimljiviji mlađem uzrastu biti će Microsoft KODU (https://www.kodugamelab.com) u kojem se uz editor vrlo sličan Block Editoru, na zanimljiv, lagan, brz i intuitivan Drag & Drop način, Micro:bit može pretvoriti u kontroler za pokretanje likova u igrama što će neke privoljeti da dublje krenu u svijet programiranja i na Windows platformi.

Zbog sveg navedenog, za editor je Micro:bit dobio visoku ocjenu, kao i za community, pa ga je to lansiralo u vrh poretka na našem testu. Na kraju smo gledali cijenu i trošak. Micro:bit set za početnike platit ćete 24,23 eura, te dostavu 4,36 eura što će ukupno iznositi 28,59 eura.

No postoje i alternativna mjesta za kupnju Micro:bita, te tako možete skoknuti do Chipoteke i kupiti svoj primjerak ako ne preferirate web trgovone, no Chipoteka je nešto skuplja od ostalih web shopova. 

Iako nema pregršt senzora, obzirom na razvijen ekosustav te hardversku nadogradivost njegovim rubnim konektorom Micro:bit se u našem testu pokazao kao uređaj s najviše aduta.

Ocjena:

Editor: 5
Posjeduje veliki broj editora koda čiji broj se samo povećava s vremenom

Community: 5
Velik broj ljudi ga je prihvatio te je online zajednica narasla i količinom projekata i uključenih ljudi koji aktivno sudjeluju na razvoju dodataka i koda prestigla sve ostale mikrokontrolere

Bluetooth: 5
Bluetooth je sveprisutan te je Micro:BIT moguće programirati s tableta ili smartfona

Ugrađeni dodatci: 3
Akcelerometar i magnetomatar kao osnovni senzori su dovoljni, a druge lagano možemo nadograditi uz pomoć Edge konektora

Cijena i trošak: 4
Kupujete li nekoliko komada, poštarina se neće uvećati što će cijenu napraviti još prihvatljivijom

Ukupna ocjena:4,4

Tablica s rezultatima

U našem usporednom testu Micro:bit se pokazao kao ukupno najkompletniji paket i posebno se ističe jakim mogućnostima različitih editora i platformi za programiranje te daleko najjačom zajednicom. Za sve što nudi, njegova je cijena vrlo konkurentna, pri čemu je samo CodeBug jeftiniji, ali u isto vrijeme i uvjerljivo posljednji na našem usporednom testu. Neka od ovih mikroračunala nisu namijenjena za početnike, osim Micro:bita niti jedan konkurent ne nudi programiranje na pametnom telefonu, a Bluetooth konekcija je nešto što itekako čini razliku za niz potencijalnih projekata.

Pogled iz nastavničkog kuta

Tijekom listopada organizirane su Micro:bit radionice za nastavnike, a neke škole su i prije ovog Promikro projekta dobile svoje uređaje i već ih koriste. Provjerili smo s učiteljima kako oni gledaju na ovaj projekt i što po njima donosi.

„Micro:bit u nastavi koristim oko 6 mjeseci. Kod učenika se korištenjem Micro:bita razvijaju digitalne vještine i apstraktno mišljenje. Dugoročno će utjecaj biti vrlo pozitivan jer će omogućiti učenicima da shvate da programiranje nije toliko teško i komplicirano te da može biti vrlo zanimljivo i korisno.
Micro:bit je osim na informatici moguće koristiti i u ostalim predmetima kao što su matematika, geografija, glazbena kultura, priroda, tehnička kultura, fizika i tjelesno-zdravstvena kultura. Također je moguće raditi korelaciju između predmeta kroz zanimljive projekte.
Učenici su oduševljeni jer su samostalno nešto napravili i vidjeli da to radi i ima smisla. Pogotovo oni koji su se prvi put susreli se s Micro:bitom i programiranjem. To je ono najbitnije. Vrlo brzo su shvatili da programiranje može biti zabavno i da mogu napraviti nešto korisno.
U nastavi osim Micro:bita koristim Mbot i STEMI edukacijske robote, 3D modelirajte i ispis te Arduino otvorenu računarsku platformu“- rekao nam je Darko Rakić, učitelj informatike iz Osnovne škole u Popovači.

„Kao informatičar uvijek sam za ovakve i slične projekte te s mog gledišta korištenje Micro:bita svakako će biti jedno osvježenje u nastavi programiranja. Nastava će postati dinamičnija, omogućit će se više integriranog i istraživačkog načina rada. Sviđa mi se ideja da učenici samostalno programiraju i istražuju mogućnosti Micro:bita kod kuće i mislim da na taj način dobivamo dugoročnu korist jer kroz cijeli nastavni proces možemo više uključiti učenike, prihvatiti njihova rješenja, dati im da samostalno otkrivaju i uče. Svakako vidim veliki ulog u znanje i korist za budućnost učenika koje je dosada zanimalo programiranje, a još više za one koji će to otkriti kroz Micro:bit.
Inače, odradila sam uvodnu i radionicu organiziranu po predmetima. S obzirom da su u projekt uključeni nastavnici koji do sada možda nikada nisu radili s računalom u nastavi, mislim da je radionica odrađena odlično, svatko se brzo snašao, pohvala organizaciji i pripremi materijala. Iznenadilo me koliko mogućnosti s Micro:bitom ima u skoro svim predmetima“- ispričala nam je prve dojmove s radionice i viđenje potencijala Micro:bita Željana Tupek, učiteljica informatike, OŠ braće Radića.

Što kaže učenik 7. razreda nakon prvog susreta sa Micro:bitom koji mu je bio na raspolaganju nekoliko sati za proučavanje

Što ti je prvo palo na pamet kad si se susreo s njime?

„Išao sam nešto prvo napraviti kroz bazične komande kako da uključim ledice da se podsjetim jer sam već radio s Blokovima na mBootu kojeg mi je kupio tata.
Htio sam napraviti svoju igricu s nekim varijablama ali nisam je uspio programirati u tih par sati koliko sam imao na raspolaganju Micro:bit, no palo mi je kasnije ideja kako bih to ipak mogao.„

Što bi još s njime napravio?

„Mislim da se može koristiti za puno stvari jer radi mnoštva pinova uz malo kreativnosti palo mi je na pamet da napravim malo kućište u koje bi utaknuo Micro:bit i programirao bi ga kao elektronsku bravu. Mislim da je to lako napraviti kao primjer što se može s time za početak.“

Jesi li vidio što drugi rade s Micro:bitom?

„Vidio sam da ljudi rade nešto kao fitness narukvice, električne brave i sl... ima koliko vidim puno mogućnosti igranja s njim.“

Što bi još stavio na njega što ti nedostaje?

„Mislim da je ovo dovoljno za početak no naravno može se dodati puno više kontrolera recimo. Brat i ja smo pokušali napraviti pjesmu. Brat je skladao, a ja sam je probao prenijeti na uređaj kako bi je slušali.
U zadnje me vrijeme dosta zanima elektronika pa mi je ovo odličan poticaj, iako moje prijatelje u razredu to ne zanima baš toliko kao mene.“

Da li bi ti mogao nekoga drugoga prijatelja u razredu podučiti kako koristiti Micro:bit?

Da mogao bih, bilo bi mi čak i fora.“-zaključio je na kraju Lobel Kotnik, učenik 7. razreda Osnove škole „Horvati“ iz Zagreba.

Zaključak

Na kraju svega treba spomenuti još jedan ne tako ne važan detalj. Singapur je kao jedna od najrazvijenijih zemalja svijeta koja često predvodi u svijetu u digitalnoj transformaciji naručila baš ovo ljeto Micro:bit računala za sve svoje osnovne škole.
Možemo reći da je Hrvatska, sada uz bok Singapura, dijeleći možda i s njim svoja iskustva, ima priliku napraviti kvantni skok u obrazovanju ako će nastavnici iz svih predmeta, a ne samo STEM područja, biti motivirani da potiču kreativnost kod učenika. Nabava Micro:bit računala svakako zaslužuje naš „Palac gore“ u smislu prvog hrabrog koraka da se brzo učini velika promjena za relativno malo novaca. Mi u Vidiju smo prije dvije godine imali ideju izraditi vlastito Mikroračunalo pa najbolje znamo koliko je to kompleksno ako već nemate aktivan veliki ekosustav koji ga podržava.
Iskreno se nadamo da će ova inicijativa potaknuti mnoge druge u našoj maloj zemlji na razne inicijative da nadograde projekt ili naprave nešto sasvim drugo u području cijelog STEAMA jer nam je to svima u interesu. Namjerno smo napisali dodatno slovo A u pojam STEM jer se to odnosi na još jedno možda zapostavljeno područje, odnosno ART te njegovo moguće spajanje sa znanošću.
Ovo je sada dobra prilika da se ostvare snovi naših učitelja da učenike konačno uče vještinama koje su u korak s 21. stoljećem ali je sada sve na školama i nastavnicima da iskoriste tu priliku. Hardver je tu, više od toga za početak ne treba. Palac gore za Micro:bit!