Fuente: https://programamos.es/microbit/

Gracias a Jesús Moreno por su libro "Redes con Microbit"

Resumiendo, este capítulo nos servirá para aprender sobre:

• Comunicación inalámbrica y cómo configurar la radio de las placas micro:bit.

• El concepto de broadcast y dirección broadcast.

• Enviar y recibir distintos tipos de mensajes (por ejemplo, un número o un texto) utilizando broadcast.

• En qué ocasiones resulta útil utilizar broadcast y en cuáles no.

INTRODUCCIÓN

La comunicación inalámbrica utiliza radiación electromagnética (ondas de radio y microondas) para enviar información. Las ondas de radio son esencialmente ondas electromagnéticas que se emiten desde una antena (como las antenas de un router WiFi). Por tanto, la comunicación inalámbrica es siempre broadcast, en el sentido de que las señales enviadas, por ejemplo, por un router WiFI, pueden ser escuchadas por cualquier dispositivo WiFi sintonizado en la misma frecuencia de radio.

Pero, ¿significa esto que la comunicación broadcast solo es posible con las comunicaciones inalámbricas? No, pero es más engorroso. Por ejemplo, en la comunicación por cable la comunicación broadcast es posible repitiendo el mismo mensaje en todos los cables.

Finalmente, los receptores pueden negarse a recibir mensajes de difusión si los mensajes no están etiquetados con una dirección de broadcast.

En estos ejercicios con las placas micro:bit la dirección broadcast se va a configurar estableciendo el ID de grupo de la radio de micro:bit. Por tanto, todas las placas micro:bits deben tener el mismo ID de grupo para que la comunicación broadcast funcione.

A PROGRaMAR

2. Recibir mensajes broadcast

En esta tarea vas a programar tu micro:bit para recibir mensajes broadcast enviados desde otra placa. En este caso será la placa del profe la que envíe los mensajes broadcast.

A la hora de escribir tu programa para recibir mensajes hay dos cosas que tienes que tener en cuenta.

Piensa: ¿Qué bloques del editor vas a tener que usar para poder recibir un mensaje a través de la radio?

Haciendo uso de estos bloques, ¿puedes recibir cualquier tipo de mensaje, como por ejemplo un número o un texto?

Primero vas a programar tu micro:bit para que pueda recibir un número. La placa del profe está preparada para enviar mensajes con un número del 0 al 9, así que tu programa debe recibir el mensaje y mostrar por pantalla el número recibido. Cuando lo hayas programado, avisa al profe para que puedas probar tu programa.

Cuando hayas conseguido el paso anterior, vas a programar tu micro:bit para que también pueda recibir un texto. De nuevo, programa tu micro:bit para recibir mensajes de texto y mostrar el texto recibido. Cuando la hayas programado, avisa al profe para que puedas probar tu programa. ¿Qué palabra has recibido?

3. Enviar mensajes de broadcast

Ahora es tu turno para enviar mensajes broadcast. Como somos varias personas en clase, y cada persona enviará mensajes broadcast, verás que vas a recibir un montón de mensajes. ¿Es posible saber quién ha enviado cada mensaje?

Programa tu micro:bit para que envíe un número al presionar el botón A y envíe un texto al presionar el botón B.

Ampliación

Amplía el programa realizado en la tarea 2 que permite recibir un texto. Ahora tu placa mostrará una cara “Triste” hasta que reciba un mensaje con el texto “Hola”. En ese momento mostrará una cara “Alegre” durante dos segundos.

Preguntas finales

Reflexiona sobre algunos problemillas que tiene la comunicación broadcast. ¿Siempre es necesario o útil enviar mensajes a todo el mundo? ¿Qué pasa con la privacidad? ¿Puede ser problemático que todo el mundo reciba todos los mensajes?

¿Es más fácil enviar mensajes broadcast en redes cableadas o inalámbricas? ¿Por qué?

¿QUÉ HAREMOS?

La comunicación multicast (que también se conoce como multidifusión o comunicación de grupo) es un concepto interesante que usan muchas tecnologías de Internet. Por ejemplo, permite enviar vídeos de forma muy rápida a través de Internet. 

En este apartado vamos a aprender sobre:

• El concepto de comunicación multicast y grupo o dirección multicast.

• Situaciones en las que este tipo de comunicación es útil y situaciones en las que no lo es.

INTRODUCCIÓN

En el apartado de broadcast todas las micro:bits recibían los mensajes que enviaban todas las demás micro:bits. Como experimentaste, esta situación puede ser algo confusa (¡aunque también divertida!). Hoy vamos a intentar limitar a quién puede enviar mensajes cada placa y de quién puede recibir mensajes. Esto se llama comunicación por grupos o multicast. La comunicación por grupos se usa en Internet para enviar tráfico a muchas personas al mismo tiempo. Por ejemplo, la televisión por Internet y la videoconferencia utilizan la comunicación por grupos.

Para ello es necesario que los mensajes lleven una etiqueta con una dirección de grupo o dirección multicast.

Para establecer una dirección de grupo (o ID del grupo) vamos a utilizar de nuevo el bloque “radio establecer grupo” que está en la categoría Radio, tal como hicimos en la práctica Broadcast: de una a todos. El mayor reto de este capítulo es crear los grupos de comunicación correctamente. 

¿Cómo aprenden los ordenadores que existe un grupo? 

¿Cómo se unen a ellos? 

¿Qué ocurre cuando abandonan un grupo? 

A lo largo de este capítulo tendrás la oportunidad de pensar sobre estas cuestiones mientras experimentas con la creación de grupos.

A PROGRaMAR

En primer lugar tenemos que decidir quiénes van a formar parte de cada grupo. Para ello, vamos a crear n grupos. Cada persona tendrá que programar una micro:bit.

1. Creación de grupos

En esta tarea vais a elegir un ID único para vuestro grupo (un número entre 0 y 255), y luego tendréis que configurar las radios de vuestras placas con este ID de grupo. Para ello se usa el bloque "radio establecer grupo" en el editor de bloques. Al elegir vuestro ID de grupo tenéis que lograr que sea un número único. 👁️¿Qué pasaría si dos grupos eligen el mismo número? ¿cómo podríamos asegurarnos de que esto no ocurre?

Usad la pizarra para apuntar el ID de grupo que habéis elegido y aseguraos de que es único.

2. Envío y recepción de mensajes

Podéis reutilizar los programas del apartado A. Broadcast para enviar y recibir mensajes dentro de vuestro grupo. Tendréis que actualizarlos para contar el número de mensajes enviados y recibidos, de manera que podáis estar seguros de que solo estáis recibiendo los mensajes enviados desde vuestro grupo.

Cada persona programa su micro:bit para enviar un número aleatorio del 0 al 9 al presionar el botón A. Las placas, además, cuando reciben un número por radio lo muestran durante 2 segundos. Al presionar el botón B muestran el número de mensajes recibidos. Y al presionar los dos botones A y B a la vez, muestran el número de mensajes enviados desde esa placa. Tras jugar a enviar mensajes desde todas las placas del grupo, comprobad que estáis recibiendo correctamente todos los mensajes del grupo y que no habéis recibido mensajes de otros grupos.

Preguntas finales

¿Sería sencillo que las placas micro:bits pudieran crear los grupos automáticamente? ¿Cómo escogerían el ID de grupo? ¿Cómo podrían asegurarse de que nadie más tiene ese número? ¿Sería útil utilizar broadcast? Debatidlo en grupo.

¿Podría una micro:bit formar parte de más de un grupo? ¿Cómo habría que programar la placa para lograrlo?

¿QUÉ HAREMOS?

INTRODUCCIÓN

Este capítulo trata de la comunicación unicast. Así que, ¿qué es unicast?

Para transmitir mensajes de unos a otros, los ordenadores usan protocolos.

Es decir, que los protocolos definen la forma en que los ordenadores deberían enviar los mensajes y lo que deberían hacer cuando reciben un mensaje. En Internet, todos los ordenadores o dispositivos siguen el protocolo IP: Internet Protocol.

De acuerdo al protocolo IP, cada dispositivo recibe una dirección que debe ser única y que se llama dirección IP. Las direcciones IP se usan para implementar la comunicación unicast en Internet.

Las placas micro:bit también tienen direcciones (pero son un poco diferentes). Y en prácticas anteriores ya hemos modificado parcialmente la dirección de nuestras placas al cambiar el ID de grupo de radio.

Cuando dos ordenadores se comunican, el emisor envía un paquete de datos al receptor.

La figura anterior muestra que los datos junto a una cabecera forman un paquete de datos. En esta figura además de las direcciones origen y destino, la cabecera de ejemplo también incluye el tipo de mensaje. El tipo de mensaje le dice al receptor si está recibiendo, por ejemplo, un texto o una imagen. Si te acuerdas, en los capítulos anteriores programábamos nuestra placa para recibir un tipo específico de mensaje (texto o número). Si los paquetes contienen una cabecera con información del tipo de mensaje sería más fácil escribir el programa del receptor.

En cualquier caso, en esta práctica vas a crear paquetes de datos añadiendo una cabecera que contendrá tan solo las direcciones origen y destino. Y así vamos a lograr comunicación unicast entre micro:bits.

A PROGRaMAR

En esta práctica vamos a aprender a crear paquetes de datos que contengan una dirección origen y otra destino, de manera que podamos enviar mensajes unicast a otras micro:bits. Es decir, nuestras placas recibirán todos los mensajes, pero solamente leerán los que sean para nosotros. Es como cuando llega una carta al buzón de tu piso y puede que haya cartas para diferentes personas, pero solamente abres las tuyas.

1. Configura tu radio

Establece el ID de radio de grupo a 0, como hicimos en la práctica Broadcast.

2. Diseña tu cabecera

La micro:bit emisora tiene que añadir una cabecera a cada paquete antes de enviarlo. La cabecera incluirá:

dirección origen

dirección destino

Para crear las cabeceras vamos a trabajar con un string (texto) algo especial.

En primer lugar hay que elegir la dirección de cada placa. Podemos usar dos letras, como nuestras iniciales (por ejemplo, AG). Como tienen que ser únicas, las escribimos en la pizarra para que nadie se ponga la misma que tú. Por tanto, en la pizarra escribiríamos algo como "Alberto Gilsanz -> AG".

A continuación elige a qué persona de la clase vas a enviar un mensaje, y toma nota de su dirección. Para preparar la cabecera de cada mensaje a enviar hay que unir las direcciones origen y destino en un único texto. Para ello usaremos el bloque join (unir), de la categoría text (texto).

3. Crea el paquete y envíalo

Ha llegado el momento de crear el paquete. Como hemos visto antes el paquete se forma con la unión de las cabeceras y el mensaje. Así que tu paquete debe contener la siguiente información:

dirección origen + dirección destino + tu mensaje

Elige el texto que quieres enviar como tu mensaje. Por ejemplo "Hola amigo/a". 

Usa los bloques de texto para unir (join) tu mensaje a la cabecera.

Con esto tu micro:bit estaría lista para enviar paquetes unicast.

4. Recibir un paquete

Cuando la micro:bit recibe un paquete tiene que decidir si lo procesa o si lo ignora. Ten en cuenta que la micro:bit recibe un único texto, pero como conocemos el protocolo que estamos utilizando sabemos que:

• dirección origen: las primeras 2 letras

• dirección destino: las siguientes 2 letras

• mensaje: el resto

El receptor utilizará esta información para decidir qué paquetes de los recibidos van efectivamente dirigidos a ella.

Divide el texto recibido en 3 variables: dirección origen, dirección destino y mensaje. Para ello puedes usar los bloques substring of (subcadena de) de la categoría texto.

Comprueba si la dirección destino es igual a la dirección que elegiste para tu placa. Si es así, esto significa que tu micro:bit es la destinataria correcta. Si tu micro:bit no es la destinataria, sé un buen ciudadano e ignora el mensaje. ¡Hay que ser buenos!

Preguntas finales

1. ¿Podríamos poner nuestras micro:bit en modo espía para escuchar mensajes que vayan a otras personas? ¿Cómo? ¿Es esto algo ético? ¿Cómo podrías proteger tus mensajes para que otras personas no pudieran espiarlos?

2. En lugar de usar direcciones origen y destino, podríamos lograr algo equivalente al unicast como hicimos en prácticas anteriores, estableciendo un ID de grupo de radio único con cada micro:bit con la que queramos comunicarnos. ¿Qué limitaciones presenta este enfoque?

3. En esta práctica hemos usado textos de dos letras para las direcciones. ¿Cuántas direcciones diferentes podemos tener con esta solución?

¿QUÉ HAREMOS?

INTRODUCCIÓN

En este capítulo vamos a programar este juego con nuestras placas micro:bit. Y al hacerlo practicaremos:

• Comunicación unicast

• Uso de variables

• Uso de condicionales

Tarea 1: Empezamos con el juego base

Para familiarizarnos con el juego, vamos a programar el juego de forma sencilla, sin comunicación entre las placas. 

Usaremos el acelerómetro y la pantalla para crear un juego de piedra, papel y tijeras que puedas jugar con tus amigos

Fíjate en que el programa asigna un número a piedra, papel y tijera. Por ejemplo, piedra=1, papel=2, tijera=3.

Programa el código mostrado en la página de la actividad y descárgalo a tu micro:bit. Juega unas partidas con tu pareja. Tendréis que agitar las placas al mismo tiempo y luego decidir quién gana en base a las reglas descritas en la introducción.

El programa todavía no decide quien gana porque las placas no se comunican entre ellas. Lo decidís vosotros, como en el juego analógico...

Tarea 2: Enviamos la forma seleccionada por radio con unicast

Para jugar por radio usarás el botón A para seleccionar entre piedra, papel o tijera. Usarás el botón B para confirmar la selección y enviarla por radio. Al igual que en la tarea 1, se usará: piedra=1, papel=2, tijera=3.

Escribe un programa que haga lo siguiente:

• Usa el botón A para seleccionar entre piedra, papel o tijera. Cada vez que pulses el botón A debería mostrar alternativamente un icono de cada una de las tres formas.

• Usa el botón B para confirmar tu selección y enviar el número correspondiente por radio mediante comunicación unicast a la placa de tu pareja, tal como hicimos en la actividad D.Comunicación Unicast.

• Añade el código para recibir un número. Cuando recibas un número, muestra el icono correspondiente en la pantalla. Por ejemplo, si recibes un 2 deberías mostrar el icono del papel.

Comprobad en pareja que podéis enviar y recibir correctamente.

Tarea 3: Rellenamos la tabla de reglas

Tu programa debe decidir quién gana cuando recibes un número desde la micro:bit de tu colega.

Tarea 4: El juego completo

Preguntas finales

1. ¿Cómo se comprueba que hay un empate en el programa?

2. ¿Cómo cambia la tabla si papel=2, piedra=0, y tijera=1? Dibuja la nueva tabla.

3. Para echar una partida contra un jugador distinto, ¿qué habría que cambiar en tu programa? Recuerda que estás usando unicast para la comunicación por radio.

4. ¿Qué ocurre si envías tu mano al otro jugador antes de que escoja la suya? ¿Habría algún problema? ¡¿Podría hacer trampas?!

Fuente: https://programamos.es/microbit/

Gracias a Jesús Moreno por su libro "Redes con Microbit"