Arduino Alvik

🎯 Deine finale Herausforderung

Du hast in den Tutorials viel über MicroPython und den Alvik gelernt. Jetzt kannst du dein Wissen testen!

Wichtig: Diese Aufgaben sind keine Prüfung, sondern eine Chance zu überprüfen, ob du die Grundlagen der Microcontroller-Programmierung verstanden hast.

Die Aufgaben sind in drei Level organisiert: Python & Bewegung, Sensoren & Entscheidungen und Integration. Viel Erfolg!

1 Level 1: Python & Bewegung

In diesem Level testest du dein Wissen über Python-Grundlagen und Bewegungssteuerung des Alvik.

💡 Hilfestellung:

• Variablen erstellt man mit: name = wert
• Für Text (Strings) nutzt man Anführungszeichen: "Text"
• F-Strings sehen so aus: f"Text {variable}"

💡 Hilfestellung:

• Importiere: from arduino_alvik import ArduinoAlvik und import time
• Initialisiere: alvik = ArduinoAlvik() und alvik.begin()
• Bewegung: alvik.set_wheels_speed(links, rechts)
• Warten: time.sleep(sekunden)
• Stoppen: alvik.stop()

💡 Hilfestellung:

• For-Schleife: for i in range(anzahl):
• Einrückung beachten! Alles in der Schleife muss eingerückt sein
• Bewegung: alvik.move(zentimeter)
• Drehung: alvik.rotate(grad)
• Ein Viereck hat 4 gleiche Seiten und 4×90° Drehungen

Welche Aussage über range(4) ist korrekt?

🎯 Deine Challenge:

Schreibe eine Funktion mit dem Namen fahre_dreieck(), die den Alvik ein gleichseitiges Dreieck fahren lässt.

Anforderungen:

• Die Funktion soll fahre_dreieck() heißen
• Nutze eine for-Schleife mit range(3) für 3 Seiten
• Pro Seite: 15 cm fahren und 120 Grad drehen
• Rufe die Funktion am Ende auf

from arduino_alvik import ArduinoAlvik

alvik = ArduinoAlvik()
alvik.begin()

def fahre_dreieck():
    for i in range(3):
        print(f"Fahre Seite {i+1} des Dreiecks")
        alvik.move(15)      # 15 cm vorwärts
        alvik.rotate(120)   # 120 Grad drehen (360° / 3 = 120°)
    print("Dreieck fertig!")

# Funktion aufrufen
fahre_dreieck()

Kannst du alle diese Fragen mit "Ja" beantworten?

• ☐ Ich kann Variablen erstellen und verwenden
• ☐ Ich verstehe, wie print() und f-strings funktionieren
• ☐ Ich kann den Alvik mit set_wheels_speed() bewegen
• ☐ Ich verstehe, wie for-Schleifen funktionieren
• ☐ Ich kann eigene Funktionen schreiben

Wenn ja: Glückwunsch! Du bist bereit für Level 2. 🎉

2 Level 2: Sensoren & Entscheidungen

In diesem Level testest du dein Wissen über Sensoren auslesen und if/else Entscheidungen.

💡 Hilfestellung:

• alvik.get_distance() gibt eine Liste mit 5 Werten zurück
• Listen-Zugriff: liste[index] (Index beginnt bei 0!)
• Mittlerer Sensor = Index 2
• F-String für Ausgabe: print(f"Text {variable}")

💡 Hilfestellung:

• Endlosschleife: while True:
• Sensor direkt auslesen: alvik.get_distance()[2]
• If-Else Struktur: if bedingung: ... else:
• Vergleichsoperator "kleiner als": <
• Kurze Pause in der Schleife: time.sleep(0.1)

💡 Hilfestellung:

• alvik.get_color_label() gibt Farbe als Text zurück
• Mögliche Werte: "RED", "GREEN", "BLUE", ...
• Speichere in Variable und gib mit print() aus

💡 Hilfestellung:

• Struktur: if ... elif ... elif ... else:
• String-Vergleich mit ==: if farbe == "RED":
• LED steuern: alvik.left_led.set_color(r, g, b) mit Werten 0-1
• Rot = (1, 0, 0), Grün = (0, 1, 0), Blau = (0, 0, 1)
• Denke daran, beide LEDs zu setzen!

Was bewirkt dieser Code?

if abstand < 10:
    alvik.stop()
elif abstand < 30:
    alvik.set_wheels_speed(20, 20)
else:
    alvik.set_wheels_speed(50, 50)

🎯 Deine Challenge:

Schreibe ein Programm, das den Alvik automatisch Hindernissen ausweichen lässt.

Anforderungen:

• Der Roboter fährt kontinuierlich vorwärts in einer while True-Schleife
• Er überwacht ständig den mittleren Entfernungssensor
• Wenn ein Hindernis näher als 20 cm ist:
  • Stoppe den Roboter
  • Drehe um 90 Grad nach rechts
  • Fahre wieder vorwärts
• Nutze time.sleep(0.1) für eine kurze Pause in der Schleife

from arduino_alvik import ArduinoAlvik
import time

alvik = ArduinoAlvik()
alvik.begin()

print("Starte Hindernisausweichen...")

while True:
    # Mittleren Sensor auslesen
    abstand = alvik.get_distance()[2]
    print(f"Abstand: {abstand} cm")

    if abstand < 20:
        # Hindernis erkannt!
        print("Hindernis! Weiche aus...")
        alvik.stop()
        time.sleep(0.5)
        alvik.rotate(90)  # Nach rechts drehen
        print("Weiter geht's!")
        alvik.set_wheels_speed(50, 50)
    else:
        # Freie Fahrt
        alvik.set_wheels_speed(50, 50)

    time.sleep(0.1)  # Kurze Pause

Kannst du alle diese Fragen mit "Ja" beantworten?

• ☐ Ich kann den Entfernungssensor auslesen
• ☐ Ich kann den Farbsensor auslesen
• ☐ Ich verstehe if/else und if/elif/else
• ☐ Ich kann Entscheidungen basierend auf Sensorwerten treffen
• ☐ Ich kann eine while True-Schleife nutzen

Wenn ja: Super! Du bist bereit für Level 3. 🚀

3 Level 3: Alles kombinieren

In diesem Level kombinierst du alles, was du gelernt hast: Python, Bewegung, Sensoren und Entscheidungen!

🧭 Projekt-Ideen (wähle eine oder erfinde deine eigene):

Bevor du mit dem Programmieren beginnst, plane dein Projekt:

1. Was soll der Roboter tun? (Kurze Beschreibung)
2. Welche Sensoren brauchst du? (Abstand, Farbe, beide?)
3. Welche Bewegungen? (Vorwärts, Drehen, Stoppen?)
4. Welche Entscheidungen? (Was passiert wann?)
5. Brauchst du Variablen? (Zähler, Geschwindigkeit?)

🎯 Jetzt bist du dran!

Öffne Thonny und erstelle dein Projekt. Nutze dieses Grundgerüst:

from arduino_alvik import ArduinoAlvik
import time

alvik = ArduinoAlvik()
alvik.begin()

print("Mein Projekt startet!")

# TODO: Dein Code hier
# - Sensoren auslesen
# - Entscheidungen treffen
# - Bewegungen steuern

print("Projekt beendet!")

Was ist der Hauptvorteil von MicroPython auf dem Alvik gegenüber einer festen, vorgefertigten Roboter-App?

🎓 Hast du die Grundlagen verstanden?

Wenn du diese Fragen mit "Ja" beantworten kannst, hast du die essentiellen Grundlagen der Microcontroller-Programmierung verstanden:

🎓 Viel Erfolg beim Programmieren!

Du hast jetzt das Werkzeug, um deine eigenen Ideen umzusetzen. Sei kreativ, experimentiere und hab Spaß! 🚀