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Ausprobiert: Wappsto:bit – Erweiterungsplatine für den BBC micro:bit

Peter König

Der Wappsto:bit bringt den britischen Schul-Mikrocontroller ins WLAN und Mobilfunknetz, zeigt Sensordaten auf schicken Dashboards und hat optional GPS.

Der Wappsto:Bit des dänischen Herstellers Seluxit ist eine Erweiterungsplatine für den britischen Lern-Mikrocontroller BBC Micro:Bit [1]. Die Erweiterung spielt sich dabei auf unterschiedlichen Ebenen ab: Zum einen (und auf den ersten Blick augenfällig) führt der Wappsto:Bit die GPIO-Anschlüsse des Micro:Bit, die aus unterschiedlich breiten, blanken Kontaktflächen bestehen, als normale Pinleiste im Rastermaß 2,54 mm heraus, wie von Arduino, Pico & Co. gewohnt. Praktisch: Für jeden Signalpin ist gleich auch noch je einer für 3,3V und GND vorhanden – diese Anschlüsse werden ja sonst oft schnell Mangelware, wenn man viel Peripherie an ein Board anschließt.

Zum anderen sitzt auf dem 100 mm × 82 mm messenden Wappsto:Bit auch ein ESP32, mit dem der eingesteckte Micro:Bit über eine definierte Schnittstelle Daten in Form von Zahlen und Zeichenketten austauscht. Und der ESP wiederum stellt über WLAN oder ein optionales Mobilfunkmodul für NB-IoT die Verbindung mit der Wappsto-Cloud des Herstellers Seluxit her. Als Frontend stehen dafür kostenlose Apps für Android und iOS zur Verfügung sowie die Webseite wappsto.com [2]. Über App oder den Browser kann man sich die vom Micro:Bit an den Wappsto:Bit weitergegebenen Daten anschauen oder umgekehrt Daten über diesen Weg an den Micro:Bit schicken.

Mehr von Make Mehr von Make [3]

Im Browser lassen sich außerdem Dashboards aus Liniendiagrammen und Zeigerinstrumenten zusammenklicken. Für den Kontakt mit weiteren Cloud- und Webdiensten stehen auf wappsto.com einige weitere Software-Module zur Verfügung, denn bei dieser Plattform handelt es sich um einen Web-App-Store, daher auch der Name. Dort bekommt man kostenlos etwa den Data forwarder, der Daten an einen MQTT-Broker oder an Azure weiterleitet. Zudem kann man über den Wapp Creator eigene Wapps, also Web-Apps programmieren und in den Store stellen. Auch das bereits erwähnte Dashboard ist übrigens selbst eine solche Wapp.

Hier zeigt das Dashboard im Browser die vom Micro:Bit gemessene Lautstärke, Helligkeit und Temperatur an. Der Micro:Bit steckte hier im Wappsto:Bit und der wiederum lag auf dem Fensterbrett des Arbeitszimmers – der Ausschlag beim Lüften ist in allen drei Kurven erkennbar (offenbar war es draußen leiser als drinnen).

Wir bekamen für unseren Test die Basic-Ausführung des Wappsto:Bit vom Hersteller Seluxit zur Verfügung gestellt, sie kostet in dessen Webshop [4] knapp 52 Euro. Die Variante mit NB-IoT kostet knapp 87 Euro und die mit NB-IoT und GPS-Modul 104 Euro. Die Platine ist allerdings in allen Fällen dieselbe, bei der Basic-Ausführung bleiben schlicht die Lötplätze für GPS und Mobilfunkmodul leer. Ein Micro:Bit ist im Preis nicht enthalten, kompatibel sind aber dessen Versionen 1 und 2.

Bei unserer Basic-Platine sind die unbestückten Lötplätze für die SD-Karte, das GPS- und das IoT-NB-Modul für die anderen Wappsto:Bit-Varianten sichtbar.

Für den allerersten Start braucht man die App auf dem Mobilgerät, denn über die legt man sein kostenloses Benutzerkonto an und verknüpft anschließend per Bluetooth die Wappsto:Bit-Platine mit diesem Konto. Die kann man dabei gleich mit dem örtlichen (2,4GHz-)WLAN bekannt machen, wenn sie dort heimisch werden soll; alternativ kann man das WLAN auch später über einen speziellen Code-Block des Micro:Bit einrichten.

Programmieren wie gewohnt

Apropos Code-Block: Den Micro:Bit programmiert man wie gewohnt wahlweise grafisch, in Python oder JavaScript im Online-Editor makecode.org [5]. Für die maßgeschneiderten Code-Blöcke zur Kommunikation mit der Erweiterungsplatine klickt man in der Menüleiste auf das Zahnrad-Symbol, dann auf Extensions und sucht nach Wappsto [6]. Diese Erweiterung fügt sich nahtlos in die gewohnte grafische Programmierumgebung des Micro:Bit ein und bringt in erster Linie neue Blöcke für zwei spezielle Variablentypen mit: Wappsto Number Value und Wappsto String Value lassen sich darüber initialisieren, benennen, setzen und auslesen.

Ein simples Beispielprogramm im visuellen Code-Modus auf makecode.org. Hier werden die Messwerte noch so oft wie möglich übertragen, was speziell beim Lautstärkesensor durch dessen Rauschen zu wilder Zappelei der Zeiger im Dashboard führt und im Dauerbetrieb außerdem das kostenlose Datenlimit ausschöpft.

Insgesamt sind 15 Number Values und 5 String Values definierbar. Mit letzteren lassen sich etwa vom Browser oder von der App aus Textbotschaften an den Micro:Bit schicken und auf dessen kleinem LED-Matrix-Display ausgeben. Die Number Values kann man beim Initialisieren über eine Ausklappliste auch direkt an die Onboard-Sensoren des Micro:Bit koppeln, sodass deren Messungen in der App oder im Browser sichtbar werden. Dazu muss sich der Micro:Bit samt Wappsto:Bit übrigens nicht im selben WLAN befinden, da die Kommunikation über die Cloud des Herstellers erfolgt.

Das im Browser zusammengeklickte oder geschriebene Programm schickt man wie gewohnt über das USB-Kabel auf den Micro:Bit. Dann stöpselt man den ab, steckt ihn in den Wappsto:Bit und versorgt anschließend jenen über seine Micro-USB-Buchse mit Strom – wahlweise per Netzteil, über den USB-Port eines Rechners oder auch über eine Powerbank. Der Micro:Bit bekommt dabei genügend Saft für den Betrieb ab. Programmieren lässt er sich im Huckepackbetrieb allerdings nicht; dazu muss die USB-Verbindung schon direkt zum Micro:Bit hergestellt werden.

Der Micro:Bit arbeitet jetzt, schreibt beispielsweise die Messwerte zu Temperatur, Helligkeit und Lärmpegel in Wappsto Number Values. Loggt man sich mit seinem bei der Initialisierung des Wappsto:Bit genutzten Benutzerkonto bei wappsto.com ein, kann man sich über das Menü links und IoT-Device die aktuellen Werte dieser Number Values anschauen. Oder man wechselt in den Menüpunkt Dashboard und wählt die gewünschten Graphen und Anzeigen aus.

Für die simulierten Zeigerinstrumente des Dashboards kann man farbige Markierungen für Bereiche detailliert festlegen.

Dabei gibt es einige Konfigurationsmöglichkeiten: So kann man für die Zeigerinstrumente etwa Wertebereiche farbig hervorheben oder bei Liniendiagrammen einstellen, in welchem Takt die Werte gemittelt und damit geglättet dargestellt werden. Die Liniendiagramme aktualisieren sich in der Standardeinstellung allerdings nicht von selbst im Browser, man muss dazu auf das Refresh-Icon über dem Diagramm klicken. Als Alternative wurde noch während unseres Tests ein Live-View eingebaut, der die letzten paar Minuten dynamisch als Kurve anzeigt. "Dynamisch" ist dabei durchaus wörtlich gemeint, denn die Darstellung wird regelmäßig automatisch angepasst, und zwar in Bezug auf die angezeigte Zeitdauer wie auch auf den vertikalen Maßstab. Soll heißen: Liegt etwa der Micro:Bit an einem gleichmäßig sonnigen Tag auf der Fensterbank, rücken maximal vergrößerte minimale Helligkeitsschwankungen in den Fokus, die man mit bloßem Auge gar nicht sieht, die sich aber in einer nervösen Sägezahnlinie niederschlagen. Hält man dann einmal die Hand vor den Lichtsensor, schnurren angesichts dieser plötzlichen Verfinsterung alle bisherigen Messwerte zu einer schnurgeraden Linie zusammen. Das ist zumindest gewöhnungsbedürftig und eher geeignet für Messwerte, bei denen sich nur selten große und kleine Änderungen abwechseln oder die nur alle paar Sekunden oder gar im Minutentakt übertragen werden.

In der Live-Ansicht wird stark in den Bereich hineingezoomt, in dem sich die Messwerte kürzlich bewegt haben – das kann je nach Anwendung gewöhnungsbedürftig oder ziemlich praktisch sein.

Wer die erfassten Daten genauer analysieren will, kann sie sich übrigens auch als Tabelle anzeigen lassen und im CSV-Format exportieren.

Stichwort Daten: Mit dem kostenlosen Benutzerkonto bei wappsto.com, das man für die Inbetriebnahme des Wappsto:Bit anlegt, ist ein Gratis-Datenkontingent von einer Million Messwerten pro Monat enthalten. Konkret heißt das: Bei einem Wappsto:Bit, der 10.000 mal am Tag die Messwerte dreier Sensoren überträgt, bleibt man noch im kostenlosen Bereich. Wer allerdings den ganzen Monat lang einen einzigen Sensorwert, aber dafür sekündlich überträgt, muss das nächst größere kostenpflichtige Abo [7] abschließen. Falls nicht, passiert aber auch nicht mehr, als dass der Datenstrom bis zum Monatsende aussetzt, sobald die eine Million Daten ausgeschöpft sind. Dennoch lohnt es sich, in unserem Beispielprogramm in den forever()-Loop an geeigneter Stelle einen pause()-Block für 10 Sekunden einzufügen. Das hält nicht nur die Datenmenge im Limit, sondern lässt bei manchen Sensoren die Instrumente auf dem Dashboard gleich auch weniger zappeln (dafür ist etwa der Lautstärkesensor sonst recht empfindlich). Für die meisten Experimente, die keine Dauerinstallation werden, dürfte das kostenlose Angebot aber auch ohne fest gecodete Pausen ausreichen.

Wer die Arbeit mit dem Micro:Bit gewohnt ist, bringt dieses Board in wenigen Minuten mithilfe des Wappsto:Bit ins Netz, klickt ein erstes Programm zusammen und kann sich dann an seinem Dashboard erfreuen – das gelingt nicht zuletzt dank der ausführlichen (und zum Teil auf Deutsch vorliegenden) Anleitungen auf der Webseite von Seluxit reibungslos.

Der Wappsto:Bit ist dabei – ebenso wie der Micro:Bit – in erster Linie interessantes Lehrmaterial und als Plattform interessant, wenn etwa im Kontext des Unterrichts mit dem Micro:Bit programmiert wird und wenn dieses Board mit den Schülerinnen und Schülern parallel erwachsen werden soll. Dann kann man über den Wappsto:Bit und die Cloud nach den ersten spielerischen Programmierprojekten der Micro:Bit in eine IoT- oder Smart-Home-Umgebung eingebunden werden. In so einem Fall bietet das Paket aus Platine und Cloud schnelle Erfolgserlebnisse. Man kann aber bei Bedarf anschließend auch noch tiefer in die Programmierung von eigenen Wapps mit JavaScript einsteigen. Die Dokumentation dafür ist allerdings derzeit durchweg nur auf Englisch verfügbar. Nicht zuletzt sind die in der Cloud gespeicherten Messdaten aus der Vergangenheit für Befugte stets übers Internet aufrufbar und werden laut Seluxit redundant gespeichert und per Backup gesichert. Das macht den Wappsto:Bit durchaus auch für ernsthafte Messreihen über lange Zeiträume interessant. Ist dann der Micro:Bit als Plattform irgendwann ausgereizt, hat Seluxit noch größere und ebenfalls für die Cloud vorkonfigurierte Boards im Angebot.

Wer allerdings nur einen Weg sucht, um ein typisches praktisches Maker-Problem zu lösen, wird eher nicht zum Wappsto:Bit greifen. So eine Sensorstation wie in unserem Beispielprogramm lässt sich natürlich ohne Wappsto- und Micro:Bit aus einem ESP8266 mit ein paar Sensor-Breakout-Boards deutlich günstiger zusammenlöten und nach Gusto selbst programmieren – sogar die hübschen Dashboards im Browser bekommt man etwa mit NodeRED [8] ganz ähnlich hin. Damit soll der Wappsto:Bit aber auch gar nicht konkurrieren. (pek [9])

URL dieses Artikels:
https://www.heise.de/-6008322

Links in diesem Artikel:
[1] https://www.heise.de/news/Bastelrechner-Update-fuer-den-BBC-micro-bit-4927200.html
[2] https://wappsto.com/
[3] https://www.heise.de/make/
[4] https://www.seluxit.com/de/shop/slx-wappstobit-shop/
[5] https://makecode.microbit.org/
[6] https://makecode.microbit.org/pkg/wappsto/pxt-wappsto
[7] https://www.seluxit.com/de/iot-products/iot-solution-builder/pricing/
[8] https://www.heise.de/news/Sonderheft-Make-Node-RED-Special-jetzt-im-heise-shop-erhaeltlich-4836285.html
[9] mailto:pek@ct.de

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