Micro:bit Basics

1. Übersicht

Der BBC micro:bit ist eine Art ‘Mini-Computer’, der mit Python (und anderen Sprachen) programmiert werden kann. Er kann mittels Knöpfe gesteuert werden, verfügt über eine 5×5-LED-Matrix und ist mit einigen Sensoren (z.B. Beschleunigungsmesser) ausgestaltet:

2. Programmieren

Editor

Verwende den MicroBit Online Editor.
Copy-Paste deinen Code in Python-Files in VSCode, um sie zu speichern.

Getting started mit Online-Editor

Verbinde micro:bit per USB-C mit Laptop (ev. Benötigst du Adapter)
Öffne den Online-Editor in Chrome.
Klicke auf ‘Connect’ / Wähle micro:bit aus / ‘Verbinden’.
Verbindung Testen: Klicke auf ‘Flash’ → Default-Programm «Hello World!» wird auf micro:bit geladen und ausgeführt

3. Nützliche Links

Offiziell (basic):
1. User guide - Overview: https://microbit.org/get-started/user-guide/overview/
2. User guide – Features: https://microbit.org/get-started/user-guide/features-in-depth/
Offiziell (detailliert):
1. Dokumentation: https://microbit-micropython.readthedocs.io/en/v2-docs/tutorials/hello.html
KSR: https://sca.ksr.ch/doku.php?id=gf_informatik:microbit_programmieren_grundlagen

4. Aufgaben

Die hilfreichste Quelle ist das Wiki vom Grundlagenfach 2M: https://sca.ksr.ch/doku.php?id=gf_informatik:microbit_programmieren_grundlagen

Aufgabe 1: LED-Matrix

Erstelle GitHub-Repo microbit, lege darin die Codes ab.

Das LED im Zentrum der $5 \times 5-$LED-Matrix soll leuchten. Drückt man den linken/rechten Knopf, soll sich das Licht nach links/rechts bewegen. Es soll immer genau eine LED leuchten.
- Mit display.set_pixel(1,2,9) kann man die LED an Position $(x,y) = (1,2)$ mit voller Helligkeit ($9$) leuchten lassen.
- Mit if button_a.get_presses(): ... kann man überprüfen, ob der linke Knopf gedrückt wird.
- Mit display.clear() kann man alle LEDs abschalten.
- Mit sleep(100) kann man den Code für $100$ Millisekunden pausieren lassen.
Wahrscheinlich gibt es jetzt eine Fehlermeldung, wenn man über den Rand hinauslaufen will. Vermeide dies! Erreicht man den linken/rechten Rand, geht es nicht weiter in die linke/rechte Richtung.

Aufgabe 2: Würfel

Implementiere einen Würfel. Drückt man eine der beiden Tasten, soll eine Zufallszahl $1$ bis $6$ generiert (→ random-Modul) und das entsprechende Würfelsymbol angezeigt werden. Zeichne die Bilder mit display.set_pixel(...) selbst.

Aufgabe 3: Misc

Fotoschau: Im micro:bit sind viele verschiedene Bilder vordefiniert. Speichere einige davon in einer Liste. Mit den beiden Knöpfen soll man die Bilder durchgehen können.
Designe ein eigenes hübsches Bild und füge es der Fotoschau hinzu.
Random Shake: Der micro:bit verfügt über einen Beschleunigungssensor. Mit diesem kann man u.a. bestimmen, ob der micro:bit gerade geschüttelt wird. Modifiziere deinen Code aus Aufgabe 2: Jedes Mal, wenn der micro:bit geschüttelt wird, wird eine neue Zahl gewürfelt. Das Schütteln kann man auch in Online-Editor simulieren.

Optional:

Benötigt zwei micro:bits: Über BLE können mehrere micro:bit miteinander kommunizieren. Verbinde zwei micro:bit miteinander und modifiziere den Würfel-Code wie folgt: Auf beiden micro:bits wird immer der gleiche Würfel angezeigt. Drückt man auf einem der beiden micro:bits einen Knopf, wird eine neue Zahl gewürfelt und auf beiden angezeigt.

Lösungen Aufgaben

Lösungen

auftrag_1.py

# Imports go at the top
from microbit import *
 
x = 2
y = 2
 
while True:
    if button_a.get_presses():
        x -= 1
    if button_b.get_presses():
        x += 1
    if x < 0: x = 0
    elif x > 4: x = 4
    display.clear()
    display.set_pixel(x,y,9)
    sleep(100)

auftrag_2.py

from microbit import *
import random
 
def dice(n):
    display.clear()
    if n == 1:
        display.set_pixel(2,2,9)
    elif n == 2:
        display.set_pixel(0,4,9)
        display.set_pixel(4,0,9)
    elif n == 3:
        display.set_pixel(2,2,9)
        display.set_pixel(0,4,9)
        display.set_pixel(4,0,9)
    elif n == 4:
        display.set_pixel(0,4,9)
        display.set_pixel(4,0,9)
        display.set_pixel(0,0,9)
        display.set_pixel(4,4,9)
    elif n == 5:
        display.set_pixel(2,2,9)
        display.set_pixel(0,4,9)
        display.set_pixel(4,0,9)
        display.set_pixel(0,0,9)
        display.set_pixel(4,4,9)
    elif n == 6:
        display.set_pixel(0,4,9)
        display.set_pixel(4,0,9)
        display.set_pixel(0,0,9)
        display.set_pixel(4,4,9)
        display.set_pixel(0,2,9)
        display.set_pixel(4,2,9)
 
while True:
    if button_a.get_presses() or button_b.get_presses():
        dice(random.randint(1,6))
    sleep(100)

Alternative Ideen für dice-Funktion:

### Variante 1
 
def dice(n):
    display.clear()
    if n == 1:
        display.set_pixel(2,2,9)
    elif n == 2:
        display.set_pixel(0,4,9)
        display.set_pixel(4,0,9)
    elif n == 3:
        display.set_pixel(2,2,9)
        display.set_pixel(0,4,9)
        display.set_pixel(4,0,9)
    elif n == 4:
        display.set_pixel(0,4,9)
        display.set_pixel(4,0,9)
        display.set_pixel(0,0,9)
        display.set_pixel(4,4,9)
    elif n == 5:
        display.set_pixel(2,2,9)
        display.set_pixel(0,4,9)
        display.set_pixel(4,0,9)
        display.set_pixel(0,0,9)
        display.set_pixel(4,4,9)
    elif n == 6:
        display.set_pixel(0,4,9)
        display.set_pixel(4,0,9)
        display.set_pixel(0,0,9)
        display.set_pixel(4,4,9)
        display.set_pixel(0,2,9)
        display.set_pixel(4,2,9)
 
### Variante 2
def dice(n):
    dots = [
        [[2,2]],
        [[0,4],[4,0]],
        [[2,2],[0,4],[4,0]],
        [[0,4],[4,0],[0,0],[4,4]],
        [[2,2],[0,4],[4,0],[0,0],[4,4]],
        [[0,4],[4,0],[0,0],[4,4],[0,2],[4,2]],
    ]
    display.clear()
    for pixel in dots[n-1]:
        display.set_pixel(pixel[0],pixel[1],9)
 
### Variante 3
 
def dice(n):
    display.clear()
    if n % 2 == 1:
        display.set_pixel(2,2,9)
    if n >= 2:
        display.set_pixel(0,4,9)
        display.set_pixel(4,0,9)
    if n >= 4:
        display.set_pixel(0,0,9)
        display.set_pixel(4,4,9)
    if n == 6:
        display.set_pixel(0,2,9)
        display.set_pixel(4,2,9)

auftrag_3.py