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ARBEITSBLATT 4: TETRIS MIT MICRO:BIT

 

 

NEOPIXEL
 

Für diese Anwendung benötigst du ein micro:pix 4x8 board for BBC micro:bit (Bezugsquelle: www.proto-pic.co.uk). Dieses besteht aus einer Matrix von 32 Farb-LEDs, die man NeoPixel nennt. Der micro:bit wird auf der Rückseite des micro:pix-board einfach eingeschoben und erhält dadurch die notwendigen Anschlüsse zu GND, 3.3V und Pin0.

  


 

SPIELBESCHREIBUNG
  Das Spiel ist dem berühmten Tetris nachempfunden, aber stark vereinfacht. Du hältst das Board in der Hand so, dass acht Vierreihen vor dir liegen.

Zu Beginn des Spiels erscheinen in der untersten Reihe 4 Farben, welche die Farben der Spalten festgelegen.

Auf der obersten Reihe wird nun ein Pixel mit zufälliger Farbe sichtbar, das sich von Reihe zu Reihe nach unten bewegt.  Du kannst dieses mit den Buttons nach links- bzw. nach rechts verschieben (vorausgesetzt, es hat dort noch keine leuchtenden Pixels), mit dem Ziel, es in der gleichfarbigen Spalte zu platzieren. Fällt ein Pixel auf eine falsche Farbe, so wird es selbst und auch das darunter liegende Pixel gelöscht (ausser ganz unten).

  
Insgesamt werden 24 Farbpixel heruntergelassen und die Herausforderung besteht darin, möglichst viele Pixel in den richtigen Spalten zu platzieren.

 

 

TEILAUFGABE 1: NEOPIXEL AKTIVIEREN
  Bevor du mit der Spielprogrammierung beginnst, musst du wissen, wie du die NeoPixel mit einem Python-Programm ansteuern kannst. Du importierst dazu das Modul neopixel und erzeugst eine Variable
np = NeoPixel(pin0, 32)
Die Parameter legen fest, dass die NeoPixel am P0 angeschlossen sind und du 32 Pixel verwendest.

Die Farbe des NeoPixels wird mit:
np[pix] = (r, g, b)
festgelegt, wobei die Parameter r, g, b die rote, grüne und blaue Farbkomponente definieren (ganze Zahlen zwischen 0 und 255. Um nicht zuviel Strom zu ziehen, solltest du Werte zwischen 0 und 50 verwenden).

pix ist die Pixelnummer im Bereich 0 bis 31, die zeilenweise hochgezählt wird (siehe Bild).

Damit eine Änderung der Pixel sichtbar wird, musst du
np.show() aufrufen!

  

Mit folgendem Programm kannst du beispielsweise alle NeoPixels der Reihe nach durchlaufen und während 200 ms grün leuchten lassen.

Programm: 

from microbit import *
from neopixel import *

np = NeoPixel(pin0, 32)

for pix in range(32):
        np[pix] = (0, 50, 0)
        np.show()
        sleep(300)
        np[pix] = (0, 0, 0)
► In Zwischenablage kopieren

Für deine Anwendung ist es vorteilhaft, dass du die NeoPixel mit einer Zeilen- und Spaltenkoordinate x, y ansprechen kannst. Definiere dazu eine Funktion toPix(x, y), die aus der Zeilen und Spaltenkoordinate die entsprechende Pixelnummer (0 - 31) zurückgibt.

Wenn du die Funktion toPix() richtig ergänzt hast, zeigt das folgende Programm zuerst die Pixel in der ersten Spalte, dann in der zweiten usw.

   

from microbit import *
from neopixel import *
import neopixel

def toPix(x, y):
    return ..... 

np = NeoPixel(pin0, 32)

for x in range(4):
    for y in range(8):
        pix = toPix(x, y)
        np[pix] = (50, 0, 0)
        np.show()
        sleep(300)
        np[pix] = (0, 0, 0)
        np.show()
Programmcode markieren (Ctrl+C kopieren, Ctrl+V einfügen)

 

 

TEILAUFGABE 2: FALLENDE PIXEL IN ZUFÄLLIGEN FARBEN

 

Du definierst 4 Farben rot, grün, blau und gelb als RGB-Tupel und speicherst sie in der Liste colors:

colors = [(50, 0, 0),(0, 50, 0),(0, 0, 50), (20, 20, 0)]

Dein Programm soll zufällig eine Spalte wählen und ein Pixel mit zufälliger Farbe nach unten bewegen. Wenn es unten ankommt, soll das nächste Pixel hinunterfallen.

 

 

TEILAUFGABE 3: MIT BUTTONS SPALTE WECHSELN
 

Mit Klick auf Button a soll sich das fallende Pixel eine Spalte nach links, beim Klick auf Button b eine Spalte nach rechts verschieben. Beachte dabei dass x nur die Werte 0, 1, 2 oder 3 annehmen darf.

Um den Buttonklick zu verarbeiten, verwendest du folgenden Code:

if button_a.was_pressed()and x < 3:
    x += 1
if button_b.was_pressed()and x > 0: 
    x -= 1

 

 

TEILAUFGABE 4: FARBEN IN DEN SPALTEN FESTLEGEN
 

Schreibe eine Funktion init(), welche in der Zeile 7 die Spaltenfarben festlegt. Wähle die Farben aus der Liste colors, wobei jede Farbe nur einmal vorkommen darf.

Als nächste musst du dafür sorgen, dass die bereits leuchtende Pixel in der Zeile 7 durch die fallenden Pixel nicht "überschrieben" werden. Lasse die Pixel nur bis zur Zeile 6 fallen.

 

 

TEILAUFGABE 5: BELEGTE PIXEL ERKENNEN
 

Jetzt möchtest du die korrekt platzierte Pixel stehen lassen. Bevor du ein Pixel auf die nächste Zeile herunterfallen lässt, muss du kontrollieren, ob dies möglich ist. Es gibt verschiedene Fälle: Ist der Platz frei, so gibt es kein Problem und du kannst das Pixel herunterfallen lassen. Ist aber dort bereits ein Pixel und hat dieses die gleiche Farbe, so beendest du das Herunterfallen, sonst musst du gemäss der Spielvorgabe das darunter liegende Pixel und das Pixel selbst löschen.

Du kannst die Farbe c eines Pixels zurückholen, indem du c = np[pix] aufrufst.

 

 

TEILAUFGABE 6: LINKS-/RECHTSBEWEGUNG EINSCHRÄNKEN
 

Verhindere die Bewegung des fallenden Pixels, wenn sich links oder rechts davon bereits ein leuchtendes Pixel fefindet.

 

 

TEILAUFGABE 7: SPIELENDE / ERGEBNIS ANZEIGEN
 

Nachdem alle 24 Pixel gespielt sind, willst du auschreiben, wie viele davon tatsächlich im Spielfeld verblieben sind. Schreibe das Ergebnis als Lauftext auf dem micro:bit aus.

 

 

TEILAUFGABE 8: EIGENE IDEEN EINBAUEN
 

Ergänze oder modifiziere das Spiel nach deinen eigenen Ideen, um ihm einen persönlichen Touch zu geben.