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GRobotikMicrobit 99 Archiv

Aufgabe: Mehrere Bedingungen überprüfen

Schreiben Sie ein Programm, dass im Sekundentakt von 1 bis 25 hoch zählt.

  • Falls die aktuelle Zahl restlos sowie durch Drei und durch Vier teilbar ist, zeigen Sie ein Herz auf dem Display an.
  • Falls die aktuelle Zahl restlos durch Drei teilbar ist, aber nicht durch Vier, zeigen Sie das Bild CLOCK3 auf dem Display an.
  • Falls die aktuelle Zahl restlos durch Vier teilbar ist, aber nicht durch Drei, zeigen Sie das Bild CLOCK4 auf dem DIsplay an.
  • Ansonsten nutzen Sie Ihre fill()-Funktion, um die aktuelle Anzahl LEDs ohne Verzögerung anzustellen.

Diese Aufgabe ist von einem Lernvideo inspiriert. Den Rest einer Division können Sie mit dem “Modulo”-Operator % berechnen.

Loading...
Run


Examprep


1. Unhappy Microbit 😣


Zeigen Sie zwei Sekunden lang ein unglückliches Smiley an, wenn Knopf A geschüttelt wird.




 Lösung


# Imports go at the top
from microbit import *
 
# Endlosschleife
while True:
	# Falls Microbit geschüttelt wurde,
    if accelerometer.was_gesture("shake"):
		# zeige ein unglückliches Gesicht,
        display.show(Image.SAD)
        # warte 2 Sekunden,
        sleep(2000)
        # stell alle Pixel aus.
        display.clear()




2. Digitaler Würfel


Starten Sie mit Ihrem Code von Augabe 1 und erstellen Sie eine Würfelspiel, bei dem das Schütteln des Microbits eine zufällige Zahl zwischen 0 und 9 auf dem LED-Display anzeigt.


Tipp: Suchen Sie in der Referenzspalte nach random.




 Lösung


# Imports go at the top
from microbit import *
import random
 
# Endlosschleife
while True:
	# Falls Microbit geschüttelt wurde...
    if accelerometer.was_gesture("shake"):
	    # ... generiere eine Zufallszahl...
        nr = random.randint(0, 9)
        # ... und zeige sie an.
        display.show(nr)




3. Countdown-Timer


Der Microbit soll nichts anzeigen bis der Knopf A gedrückt wird. Dann soll er auf dem Display angezeigt von 9 herunterzählen, bis und mit 0. Danach soll das Programm beenden (wenn man also erneut den Knopf A drückt, passiert nichts).




 Lösung


Den letzten Teil noch separat
from microbit import *
 
def countdown(nr):
    for i in range(nr, -1, -1):
        display.show(i)
        sleep(1000)
 
RUNNING = True
 
while RUNNING:
    if button_a.was_pressed():
        countdown(9)
        RUNNING = False




4. Anpassbarer Countdown


Starten Sie mit Ihrem Code von Aufgabe 4. Nun soll der Microbit am Anfang weiterhin nichts anzeigen, aber er zählt mit, wie oft Knopf B gedrückt wird. Dann wenn die User Knopf A drücken, startet der Countdown bei der Anzahl gezählten Knopfdrücke und zählt herunter bis und mit 0. Wenn also 4-mal B gedrückt wird und dann A, dann started der Countdown bei 4 und endet bei 0. Am Schluss beendet das Programm, wenn man also nochmals A drückt passiert nichts.




 Lösung


from microbit import *
 
def countdown(nr):
    for i in range(nr, -1, -1):
        display.show(i)
        sleep(1000)
 
RUNNING = True
b_pressed = 0
 
while RUNNING:
    if button_a.was_pressed():
        countdown(b_pressed)
        RUNNING = False
        
    if button_b.was_pressed():
        b_pressed = b_pressed + 1




5. Ein LED greift nach den Sternen


Auf dem Display leuchtet immer nur ein LED. Dieses kann man auf dem Display verrutschen, indem man den Microbit bewegt. Wenn man den Microbit kippt, sucht das LED immer die höchste Position.


Tipp: Die Schwerkraft ist eine Beschleunigung (Englisch: acceleration).
star-led.png




 Lösung


# Imports go at the top
from microbit import *
 
# Das sind die Koordinaten unseres Pixels
x = 2
y = 2
 
# Das ist eine Konstante, die uns das Leben einfacher macht
GRENZE = 500
 
# Code in a 'while True:' loop repeats forever
while True:
 
    # Die Beschleunigung in Richtung x und y
    x_strength = accelerometer.get_x()
    y_strength = accelerometer.get_y()
 
    # Falls stärker als Grenze nach rechts oder links bewegt wird
    if x_strength > GRENZE:
        x = x - 1
        if x < 0:
            x = 0
    
    if x_strength < -GRENZE:
        x = x + 1
        if x > 4:
            x = 4
 
    # Falls stärker als Grenze nach oben und unten bewegt wird
    if y_strength > GRENZE:
        y = y - 1
        if y < 0:
            y = 0
 
    if y_strength < -GRENZE:
        y = y + 1
        if y > 4:
            y = 4
    
    display.clear()
    display.set_pixel(x, y ,9)
    sleep(100)




Die Prüfung findet online auf exam.net statt. Sie umfasst theoretische Fragen, kurze Programmieraufgaben, sowie Fragen zu den Übungen, die wir behandelt haben, oder direkte Abwandlungen davon. Es gibt keinen praktischen Teil mit dem Roboter, Sie dürfen keine Unterlagen oder Notizen verwenden.


Befehle, die Sie gebrauchen werden:


maqueen.set_motor(0,255) # Stellt den linken Motor auf maximale Kraft voraus
maqueen.motor_stop_all() # Stellt alle Motoren ab
distanz = maqueen.read_distance() # Misst die Distanz in cm
links = maqueen.read_patrol(0) # Misst linken Helligkeitssensor, speichert den Wert dunkel (0) oder hell (1) in der Variabel
zufallszahl = random.randint(8,16) # Eine Zufallszahl zwischen 8 und 16


Wenn Sie zuhause mit dem Editor üben möchten, können Sie diese Datei  downloaden und öffnen, damit Sie das maqueen Modul haben.


Ausgabe


Was gibt folgender Code aus?


Loading...
Run


Vor der Wand stoppen


Schreiben Sie ein Programm, dass der Maqueen-Roboter vorwärtsfährt, solange er mehr als 10cm von einer Wand entfernt ist. Ansonsten stoppt er alle Motoren und bricht das Programm ab.




 Lösung


import maqueen
 
maqueen.set_motor(0,255)
maqueen.set_motor(1,255)
 
RUNNING = True
while RUNNING:
    distanz = maqueen.read_distance()
    if distanz < 10:
        maqueen.motor_stop_all()
        RUNNING = False




Zufallspirouette auf schwarzen Punkten


Ihr Maqueen-Roboter ist auf einem weissen Untergrund voller schwarzer Punkte unterwegs. Wir schreiben ein Programm, dass der Roboter vorwärtsfährt und eine zufällige Pirouette macht, wenn er über einen schwarzen Punkt fährt. Nach 5 Pirouetten stellt er alle Motoren ab und beendet das Programm.


Schreiben Sie die fehlenden Linien. Der Einzug ist irrelevant.


An Excalidraw image (light theme)




 Lösung


from microbit import *
import maqueen
import random
 
RUNNING = True
pirouetten = 0
 
while RUNNING:
    # Vorwärts
    maqueen.set_motor(0, 255)
    maqueen.set_motor(1, 255)
 
    left = maqueen.read_patrol(0)
    if left == 0:
	    # highlight-start
        maqueen.set_motor(0,255)
        maqueen.set_motor(1,-255)
        zufallszahl = random.randint(1000,4000)
        sleep(zufallszahl)
        pirouetten = pirouetten + 1
	    # highlight-end
        if pirouetten == 5:
            RUNNING = False
            maqueen.motor_stop_all()




Zufällige Geschwindigkeit


Ihr Maqueen soll die Geschwindigkeit zufällig verändern, wenn er auf eine neue schwarze Stelle stösst. (Sie können annehmen, dass ein schwarzer Strich immer in 300ms überwunden ist.)


An Excalidraw image (light theme)




 Lösung


from microbit import *
import maqueen
import random
 
speed = 200
maqueen.set_motor(0, speed)
maqueen.set_motor(1, speed)
 
while True:
    left = maqueen.read_patrol(0)
    if left == 0:
        speed = random.randint(0,200)
        maqueen.set_motor(0, speed)
        maqueen.set_motor(1, speed)
        sleep(300)




Refaktorieren


Ich möchte mein Programm refaktorieren und diese Logik eines Rasenmähers in eine eigene Funktion wand_ausweichen() mit einem optionalen Parameter MINIMAL_DISTANZ in einer separaten Datei rasenmaeher.py auslagern.


from microbit import *
import maqueen
import random
 
MINIMAL_DISTANZ = 10
 
while True:
    distanz = maqueen.read_distance()
    if distanz < MINIMAL_DISTANZ:
        maqueen.set_motor(0,-255)
        maqueen.set_motor(1,255)
        zufallszahl = random.randint(300,1500)
        sleep(zufallszahl)
        maqueen.set_motor(0,255)
        maqueen.set_motor(1,255)


Wie schaut nachher main.py und rasenmaeher.py aus?




 Lösung


main.py
from rasenmaeher import *
 
while True:
	wand_ausweichen()
rasemaeher.py
from microbit import *
import maqueen
import random
 
def wand_ausweichen(MINIMAL_DISTANZ = 10):
    distanz = maqueen.read_distance()
    if distanz < MINIMAL_DISTANZ:
        maqueen.set_motor(0,-255)
        maqueen.set_motor(1,255)
        zufallszahl = random.randint(300,1500)
        sleep(zufallszahl)
        maqueen.set_motor(0,255)
        maqueen.set_motor(1,255)






 Lernziele


    

  • Sie wissen wie man simple Bilder (z.B. Image.HAPPY) auf dem Microbit-Display anzeigt, einzelne LEDs anstellt, oder einzelne Reihen oder Spalten mit einer for-Schleife auffüllt.
    • 

  • Sie können Programme schreiben, die auf Inputs über den Bewegungssensor oder die Knöpfe A und B reagieren.
    • 

  • Sie können das Design-Muster mit while RUNNINGaus [L05+06](binp-b2l0506-leds#Theorie Design-Muster) nutzen, damit man ein Programm beenden kann.
    • 

  • Sie können eigene Funktionen wie spalte(x) definieren und nutzen.
    • 





Tipp: Sie können hier den gewohnten Editor und Microbit-Simulator  benutzen, um zu üben.


1. Unhappy Microbit 😣


Zeigen Sie zwei Sekunden lang ein unglückliches Smiley an, wenn der Microbit geschüttelt wird.




 Lösung mit Video-Erklärung


# Imports go at the top
from microbit import *
 
# Endlosschleife
while True:
	# Falls Microbit geschüttelt wurde,
    if accelerometer.was_gesture("shake"):
		# zeige ein unglückliches Gesicht,
        display.show(Image.SAD)
        # warte 2 Sekunden,
        sleep(2000)
        # stell alle Pixel aus.
        display.clear()




2. Spalte auffüllen


Schreiben Sie ein Programm mit einer Funktion spalte(x), die die LEDs in einer Spalte so anstellt, dass man sieht, wie ein LED nach dem anderen anstellt.


    

  • Wenn man Knopf A drückt, soll die Spalte 0 aufgefüllt werden. Wenn man Knopf A erneut drückt, wird alles gelöscht und Spalte 0 füllt erneut auf.
    • 

  • Wenn man Knopf B drückt, soll die Spalte 3 aufgefüllt werden. Wenn man Knopf B erneut drückt, wird alles gelöscht und Spalte 3 füllt erneut auf.
    • 

  • Wenn man den Microbit schüttelt, soll das Programm beenden.
    • 





 Lösung mit Video-Erklärung


# Imports go at the top
from microbit import *
 
# Wir definieren unsere Funktion "spalte" mit einem Parameter "x" für die X-Koordinate der Spalte.
def spalte(x):
    display.clear()
    for y in range(5):
        display.set_pixel(x, y, 9)
        sleep(500)
 
# "RUNNING" is eine Variabel mit dem Wert "True".
RUNNING = True
while RUNNING:
    if button_a.was_pressed():
        spalte(0) # Jetzt führen wir unsere Funktion spalte aus mit dem Argument 0. Das heisst, die X-Koordinate "x" soll 0 sein.
    if button_b.was_pressed():
        spalte(3) # Jetzt führen wir unsere Funktion spalte aus mit dem Argument 3. Das heisst, die X-Koordinate "x" soll 3 sein.
    if accelerometer.was_gesture('shake'):
        RUNNING = False # Jetzt verändern wir den Wert der Variabel "RUNNING"
    
 




3. Spalte verschieben


Ändern Sie den Code der Lösung von Aufgabe 2 so ab, dass immer eine Spalte angestellt ist, die man aber mit den Knöpfen A und B verschieben kann. Am Anfang soll die Spalte 2 leuchten.




 Lösung mit Video-Erklärung


# Imports go at the top
from microbit import *
 
# Wir definieren unsere Funktion "spalte"
def spalte(x):
    display.clear()
    for y in range(5):
        display.set_pixel(x, y, 9)
 
# "RUNNING" is eine Variabel mit dem Wert "True".
RUNNING = True
aktuelle_spalte = 2 # Eine Hilfsvariabel, um uns die aktuelle Spalte zu merken
spalte(aktuelle_spalte) # Am Anfang soll die Spalte 2 leuchten
while RUNNING:
    if button_a.was_pressed():
	    # Überschreib die Variabel "aktuelle_spalte" mit ihrem eigenen Wert - 1
        aktuelle_spalte = aktuelle_spalte - 1
        # Hier verhindern wir, dass aktuelle_spalte kleiner als 0 werden kann.
        if aktuelle_spalte < 0:
            aktuelle_spalte = 0
        spalte(aktuelle_spalte) 
    if button_b.was_pressed():
	    # Überschreib die Variabel "aktuelle_spalte" mit ihrem eigenen Wert + 1
        aktuelle_spalte = aktuelle_spalte + 1
	    # Hier verhindern wir, dass aktuelle_spalte grösser als 4 werden kann.
        if aktuelle_spalte > 4:
            aktuelle_spalte = 4
        spalte(aktuelle_spalte) 
    if accelerometer.was_gesture('shake'):
        RUNNING = False
   




Projekt


Programmieren Sie allein, zu zweit, oder zu dritt ein Projekt mit dem Microbit. Sie sind frei, ob Sie den Microbit eher zum Spielen oder als wissenschaftliches Messgerät gebrauchen.


Anforderungen


    

  • Ihr Programm beendet nicht von alleine, sondern man kann es mit einer Taste beenden.
    • 

  • Sie brauchen mindestens zwei weitere Schnittstellen (Knöpfe, Sensoren). Wenn Sie zu zweit arbeiten, sollte eine dieser zwei zusätzlichen Schnittstellen das Radiomodul sein.
    • 



Ablauf


    

  • Sie geben mir das Programm am 13. Dezember ab (auf Onenote) und erklären mir, was es tun soll.
    • 

  • Am 20. Dezember beantworten Sie schriftlich einige Fragen zu ihrem eigenen Programm (auf Onenote)
    • 



Bewertungskriterien (Total: 10 Punkte)


    

  • 5 Punkte - Verständnis: Sie verstehen, was die verschiedenen Teile Ihres Programms bezwecken und können erklären, wieso Sie die Teile so programmiert haben.

      

    • Ihr Programm ist mit Kommentaren versehen, die zeigen, dass Sie wissen, was die verschiedenen Teile des Programms gemacht haben. Sie können am 20. Dezember Rückfragen beantworten und einzelne Teile erläutern. (3 Punkte)
      • 

    • Ihre Arbeit demonstriert Einsatz und Engagement. (2 Punkte)
      • 

    

    • 

  • 5 Punkte - Programm: Sie haben die Anforderungen erfüllt und Ihr Programm erzeugt keine Fehler.

      

    • Ihr Code ist sauber strukturiert in ein Hauptprogramm mit einem Event-Loop und verschiedene Funktionen (3 Punkte)
      • 

    • Ihr Programm erzeugt keine Fehler (2)
      • 

    

    • 

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