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1. LOSLEGEN

 

 

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wie du mit Python ein Programm entwickeln und auf dem micro:bit ausführen kannst.

 

 

PROGRAMMENTWICKLUNG

  Ein Programm, das auf dem micro:bit laufen soll,  kannst du mit TigerJython auf irgendeinem Computer entwickeln. Nachdem du das Programm im Editor geschrieben hast, lädst du es über ein USB-Kabel auf den micro:bit hinunter und es wird dort mit MicroPython (einer reduzierten Python-Version) ausgeführt. Dazu muss auf dem micro:bit eine Firmware installiert sein.

 

 

USB-VERBINDUNG

 

Schliesse den micro:bit über ein USB-Kabel am Computer an. Du siehst ein zusätzliches externes USB-Gerät (unter Windows mit einem Laufwerk-Buchstaben).

Für Windows früherer Versionen als Windows 10 musst du für die serielle Kommunikation einen Treiber installieren. Die Installationsdatei kannst du hier herunterladen: mbed.zip. Packe die Datei aus und führe sie per Mausklick aus. Dazu brauchst du allerdings Administrator-Rechte.

 

 

 

 

FIRMWARE INSTALLIEREN

  Vor der ersten Verwendung musst du die Firmware auf den micro:bit hinunterladen. Mit TigerJython ist dies sehr einfach: Wähle unter Einstellungen/Bibliotheken die Option micro:bit/Calliope. Diese Einstellung bleibt gespeichert und ist auch für das Hinunterladen der Programme erforderlich. Wähle im Menü unter Tools die Option Flash micro:bit.

 


Die gelbe LED neben der USB-Buchse beginnt zu blinken. Sobald der Download fertig ist, erscheint im Ausgabefenster die Meldung: "Successfully transferred file to micro:bit".

Dein micro:bit ist jetzt bereit zum Programmieren.

 


Hast du Schwierigkeiten beim Flashen vom micro:bit V2 auf einem Mac-Computer?

 

 

MUSTERBEISPIEL

 

Zum Einstieg schreibst du nur einen kurzen Text auf dem Display aus. Tippe im Editor das unten stehende Programm ein oder klicke auf Programmcode markieren und füge es mit Ctr+C und Ctrl+V ein.

from microbit import *

display.scroll("HELLO PYTHON!")
► In Zwischenablage kopieren

 

 
  Kontrolliere, ob der micro:bit am Computer angeschlossen ist und klicke auf die Schaltfläche Hinunterladen/Ausführen.

Neben dem TigerJython-Fenster erscheint ein zweites Terminal-Fenster. Hier werden Mitteilungen und Fehlermeldungen angezeigt.

Wenn HALLO PYTHON als Scrolltext angezeigt wird, funktioniert dein micro:bit einwandfrei.

Der Programmcode ist leicht zu verstehen: In der ersten Programmzeile wird das Modul microbit importiert und die Objekte und Funktionen aus dieser Bibliothek bereit gestellt, beispielsweise das Objekt display, mit dem du auf die LEDs zugreifst. Mit dem Befehl display.scroll("HELLO PYTHON!") kannst du kurze Mitteilungen als Lauftext anzeigen. Beachte, dass der Text in einfachen oder doppelten Anführungszeichnen stehen muss!


 

SIMULATIONSMODUS

 
Um ein Programm im Simulationsmodus auszuführen, klickst du den grünen Startbutton.

Im Simulationsmodus werden LEDs, Buttons, Pins, Beschleunigungssensor und alle Befehle von mbglow unterstützt. Es erscheint ein Simulationsfenster, das du mit gedrückter Maustaste verschieben kannst. Beim Start des nächsten Programms wird das vorhergehende Fenster automatisch geschlossen.

 

 

 

MERKE DIR...

 

Du schreibst ein Programm für den micro:bit im TigerJython-Editor. Um das Programm auf dem micro:bit auszuführen, klickst du auf die Schaltfläche Hinunterladen/Ausführen. Die Programmausführung im Simulationsmodus wird mit Klick auf den grünen Pfeil gestartet.

  Simulation Download auf micro:bit
 

Auf dem micro:bit ist jeweils das zuletzt hinuntergeladene Programm gespeichert. Die Programmausführung startet automatisch beim nächsten Anschluss einer Stromversorgung. Sollte einmal das gespeicherte Programm wegen eines Programmierfehlers den micro:bit blockieren, so musst du den micro:bit neu flashen.


 

VERWENDUNG DES ONLINE-EDITORS

 

Du kannst auch den Python-Online-Editor verwenden, um den micro:bit zu programmieren. Du musst aber den micro:bit zuerst mit TigerJython flashen, bevor du mit dem Online-Editor deine Programme entwickelst. In einem Klassenverband genügt es, nur auf einem Computer TigerJython zu installieren. Gegenüber der TigerJython-IDE hast du beim Online-Editor folgende Vor- und Nachteile:

 Vorteile  Nachteile

Keine Installation auf dem PC notwendig

Programmentwicklung auf allen Plattformen, die einen USB-Anschluss haben (auch Tablets)

Kein Terminalfenster (Console)
- Fehlermeldungen als Scrolltext
- Kein Print-Output

Kein Simulationsmodus

Vorgehen:

1.

Schliesse den micro:bit über ein USB-Kabel am Computer an. Er erscheint im Dateisystem als USB-Laufwerk mit dem Namen MICROBIT.

2.

Öffne mit einem Browser die Webseite www.python-online.ch/editor und wähle in der Listbox Robot die Option micro:bit bzw. micro:bitV2
Dann tippe im Editorfenster ein Programm ein. Du kannst das Python-Programm mit Speichern unter lokal auf deinem Computer speichern (z.B. als Ex1.py). Sonst wird es unter dem Name untitled.py weiter verarbeitet.



3.

Klicke auf Herunterladen. Je nach Einstellung deines Browsers wirst du dabei gefragt, ob du die Datei Ex1.hex öffnen oder speichern willst. Wähle Datei speichern. Bei den meisten Browsern wird die Datei automatisch in den Download-Ordner heruntergeladen. Es handelt sich dabei um das Programm im Hexformat, das auf den micro:bit kopiert werden muss.

4.

Öffne den Datei-Explorer. Kopiere die Datei Ex1.hex auf das MICROBIT Laufwerk. In der Regel kannst du es nur mit der Maus "hinüber schieben".

5. Die Programmausführung wird danach automatisch gestartet.

Anmerkung: Falls die Programmausführung nicht automatisch startet, wurde eventuell das vorhergehende Programm nicht richtig beendet. Ziehe das USB-Kabel kurz aus, stecke es wieder ein und versuche erneut die hex-Datei auf das micro:bit-Laufwerk herunterzuladen.

In diesem Tutorial kannst du den Programmcode jedes Beispielprogramms direkt in den Online-Editor kopieren, indem du auf Online-Editor klickst,

Programm:

from microbit import *

display.show(Image.YES)
sleep(3000)
display.clear()
► In Zwischenablage kopieren

Die Webseite mit Online-Editor, Robot-Einstellung micro:bit und dem gewählte Programm wird angezeigt.

Falls du mit micro:bitV2 arbeitest, musst du die Robot-Einstellung ändern.

Die Programmcodes sind für beide micro:bit-Typen gleich, die hex-Dateien werden aber unterschiedlich aufbereitet. Du kannst das Python-Programm mit "Speicher unter" unter einem beliebigen Namen speichern oder den Name untitled.py behalten und die Datei untitled.hex auf den micro:bitV2 kopieren.

Mit Klick auf ►Dok kannst du micro:bit-Dokumentation (alle Befehle und ihre Beschreibung) anzeigen. Der Online-Editor, sowie die Dokumentation steht in Deutsch und Englisch zur Verfügung.

 

 

ZUM SELBST LÖSEN

 

 

1.
Schreibe verschiedene Meldungen als Scrolltext aus (auch kleine Buchstaben sind erlaubt).

2.

Schreibe eine Mitteilung aus, die sich endlos wiederholt. Verwende dazu in scroll() den zusätzlichen Parameter loop = True.

Das Programm läuft endlos. Du  kannst es allerdings im Terminalfenster mit Ctrl+C abbrechen (und mit Ctrl+D wieder starten).

 

 

ZUSATZBEMERKUNGEN

 

Nachdem das Programm zu Ende gelaufen ist, wird der Kommandozeilen-Prompt des Python-Interpreters >>> ausgeschrieben und du kannst hier auch Python-Befehle interaktiv eintippen und ausführen. Mit der Tastenkombination Ctrl+D kannst du ein hinuntergeladenes Programm erneut starten.

Falls du einmal ein länger laufendes Programm abbrechen willst, so kannst du im Terminal Ctrl+C eintippen, es wird aber auch abgebrochen, wenn du ein neues Programm hinunterlädst.

Dein Programm bleibt so lange auf dem micro:bit gespeichert, bis du es mit einem neuen Programm überscheibst (oder der micro:bit geflasht wird). Du kannst also den micro:bit beim Computer ausstecken und an eine andere Spannungsquelle anschliessen, beispielsweise an ein USB-Ladegerät oder eine PowerBank.

 


Am zusätzlichen Batteriestecker kannst du auch einen Batteriehalter mit zwei 1.5V-Batterien oder Nickel-Zink-Akkus anschliessen (Achte sorgfältig auf die richtige Polarität!)

Sofort startet das zuletzt gespeicherte Programm wieder.

 

Um ein Programm mehrmals auszuführen, kannst du auch den Reset-Button klicken, der sich neben der USB-Buchse befindet, statt die Spannungsversorgung zu unterbrechen.

 

   

 

 

1-2
Fachliche Hinweise:

Falls du Schwierigkeiten mit dem USB-Anschluss hast, versuche es mit einem anderen USB-Kabel. Einige USB-Kabel, insbesondere diejenigen, die mit PowerBanks mitgeliefert werden, können nur zum Laden und nicht für die Datenübertragung verwendet werden.

1-4
Fachliche Hinweise:

Die Firmware kann wie ein kleines Betriebssystem aufgefasst werden, das auch für die Kommunikation mit dem Entwicklungssystem verantwortlich ist (Der micro:bit erscheint auf dem PC wie ein externer Speicherdevice und kann Daten als serielles Gerät (COM-Port) austauschen). Zudem enthält die Firmware den MicroPython-Interpreter und das API für die Ansteuerung der Hardware.

Die Firmware ist in C++ geschrieben und steht als public domain zur Verfügung. Wir haben sie leicht modifiziert, damit Fehlermeldungen nicht mehr auf dem LED-Display ausgeschrieben werden, was den Entwicklungsprozess stark behindert.

 

1-5
micro:bit V2 mit MacOS flashen

MacOS kann mit Tools / Flash Target nicht automatisch die Versionen V1 und V2 unterscheiden. Da die Hardware des micro:bits V2 unterschiedlich ist, muss eine andere Firmware installiert werden. Um die richtige Firmware zu flashen, haben Sie zwei Möglichkeiten:

1) Sie flashen ihr micro:bit V2 auf einem Windows Computer. Dann können Sie weiter normal auf dem Mac-Rechner arbeiten. Die Ausführung sämtlichen Anwender-Programme funktioniert auch mit MacOS problemlos.

2) Sie laden eine TigerJython-Version herunter, die micro:bit V2 aber nicht micro:bit V1 flashen kann:

  • Laden Sie die Datei tigerjython2V2.jar herunter Download
  • Öffnen Sie das Unterverzeichnis /bin des Installationsverzeichnisse und umbenennen Sie die darin enthaltete Datei tigerjython2.jar z.B in tigerjython2xx.jar, um diese später wieder verwenden zu können
  • Kopieren Sie die heruntergeladenen Datei in den Ordner bin und umbenennen Sie in tigerjython2.jar
  • Starte Sie TigerJython und flashen Sie Ihr micro:bit V2. Sie können weiter mit dieser Version arbeiten. Die alte Version brauchen Sie nur wenn Sie ein mico:bit V1 flashen möchten.

1-6
Wo siehst du die micro:bit-Version

Der micro:bit V2 ist die neuere Version von micro:bit. Er ist zusätzlich mit einem Mikrofon und Laufsprecher ausgestattet. Auf der Rückseite des micro:bits in der rechten unteren Ecke, siehst du, welche Version dein micro:bit hat.

Beim micro:bit V2 siehst du "V2".