Aplikace C3 Hra Asteroidy

Lekce C3 je ukázkou jednoduché hry, kdy prolétáme kosmickou lodí skupinu asteroidů a vyhýbáme se jim. Po strážce hra končí a nám se ukáže skóre, kolik bodů jsme během hry nasbírali.

název: C3 Hra Asteroidy
kategorie: C středně pokročilí
ref.číslo: C3
projekt:
verze: 01, 2017-07-30
autor: Ivo Obr, Lanškroun


V programu si zopakujeme většinu postupů z lekcí B1 až B10. Nejdříve si definujeme, jak bude hra vypadat na našem displeji 5×5 LED diod. Protože se jedná o jednoduchou hru, kterou můžete pak dále rozvíjet, naprogramujeme jednu loď na čtvrtém řádku (spodním).

Tato loď bude reprezentována blikající diodou, která může nabýt jednu z poloh v ose X od 0  do 4. Pohyb lodi budeme řídit tlačítkem “A” (pohyb vlevo) a tlačítkem “B” (pohyb vpravo).

Asteroidy budou  dva, jeden začíná padat od nultého řádku (úplně nahoře), druhý začíná padat už od druhého řádku (prostřední řádek). Ve kterém sloupci začnou padat bude učeno vygenerovaným náhodným číslem v rozsahu 0 až 4. Vzhledem k jednoduchosti programu mohou oba asteroidy padat ve  stejném sloupci.

Jakmile bude na dolním řádku pozice asteroidu a lodi stejná (srážka), hra končí a na displeji se vypíše skóre hry (počet kroků hry).

A nyní k vlastnímu programu. Ten začneme příkazy :

from microbit import *
import random

Druhý řádek je nutný, neboť budeme používat generátor náhodných čísel. Celý další program je opakování příkazů.

while True:
            display.show(Image.ARROW_W)

Příkaz “display.show” vykreslí šipku směrem západním, tedy k tlačítku “A”. Ukazuje nám, kde máme začít hru. Ve stejném sloupci jako displej je dotaz na stisk tlačítka “A”. Pokud je tlačítko “A” stisknuto, hra se otevře a nastavíme úvodní hodnoty do proměnných.

if button_a.was_pressed():
              display.clear()
              score = 0
              lod_x = 2
              asteroid1_x = random.randint(0, 4)
              asteroid2_x = random.randint(0, 4)
              asteroid1_y = 0
              asteroid2_y = 2
              i = 0
              rychlost = 300
              hra = True
              sleep(600)

lod_x  je souřadnice naší lodě ve vodorovném směru, svisle je vždy na 4
asteroid1_x a asteroid1_y jsou souřadnice prvního asteroidu (stejně tak asteroid2)
i je pomocná proměnná pro blikání lodě
rychlost je počet milisekund prodlení v  jednom kroku hry
hra je logická proměnná nastavená na True, pokud je srážka s asteroidem je nastavena na False

sleep(600)
while hra:
            if button_a.was_pressed() and lod_x != 0:
            lod_x -= 1
            elif button_b.was_pressed() and lod_x != 4:
            lod_x += 1
            img = Image(‘00000:’*5)
            img.set_pixel(lod_x, 4, i*5+4)
            img.set_pixel(asteroid1_x, asteroid1_y, 9)
            img.set_pixel(asteroid2_x, asteroid2_y, 9)
 

Příkaz “while” je ve stejné pozici (sloupci) jako příkazu “sleep”. Příkaz “while” se opakuje tak dlouho, pokud nedojde ke srážce lodi s asteroidem. Pak je proměnná “hra” nastavena na False a hra končí. Testujeme tlačítka “A” a “B”. Pokud není loď v krajních polohách, tak posuneme souřadnici vlevo nebo vpravo o jeden sloupec. Příkaz lod_x += 1 je stejný jako lod_x = lod_x +1 . Jde o zkrácený zápis.

Dále si připravíme objekt obrázku s názvem “img”. V kulaté závorce je použit zápis, kde se ‘00000:’ (řádek na displeji) opakuje 5krát.

S tímto obrázkem můžeme dále pracovat a to tak, že upravíme svícení jednotlivé diody příkazem : [název_obrázku].set_pixel(x-souřadnice, y-souřadnice, jas)

Tímto příkazem si  nastavíme svícení diody lodě. Loď je vždy na  řádku 4. Poslední hodnota i*5+4 je jas diody. Hodnota proměnné “i” se střídá mezi nulou a jedničkou v jednotlivých krocích. Takže jas diody se mění střídavě mezi 5 a 9. Další dva příkazy nastavují svítící diody pro oba asteroidy, jas je nastaven trvale na hodnotu 9 (maximum).

Další příkazy upravují hodnotu proměnné “i” tak, aby se střídaly hodnoty 0 a 1. V prvém průchodu  je hodnota “i” nula a prvým příkazem se zvětší na 1. Příkaz “if” vyhodnotí, že další příkazy se již provádět nebudou. Ve druhém průchodu se hodnota proměnné “i” zvětší o jedna na hodnotu dvě. Příkaz “if” povolí vykonání dalších odsazených příkazů a hned prvý z nich vrátí hodnotu proměnné “i” na nulu.

i += 1
if i == 2:
    i = 0
    asteroid1_y += 1
    if asteroid1_y == 5:
        asteroid1_y = 0
        asteroid1_x = random.randint(0, 4)
     asteroid2_y += 1
     if asteroid2_y == 5:
        asteroid2_y = 0
        asteroid2_x = random.randint(0, 4)
     score += 1

Pokud je hodnota proměnné “i” rovna dvěma (jen na malou chvilku), pak se zvětší hodnota souřadnice “y” asteroidů  o jedničku. Pokud byl už asteroid na řádku 4 a zvětšením dostal hodnotu 5, (což je už mimo rozsah displeje), vrátíme asteroid nahoru na souřadnici “y” s hodnotou nula, ale vypočítáme mu nový náhodný sloupec, ve kterém se bude pohybovat.

Nakonec přičteme jedničku do celkového skóre.

Nyní nám zbývá zjistit, zdali se naše loď nesrazila s nějakým asteroidem. Pokud je asteroid na čtvrtém řádku, porovnáme souřadnice sloupců lodě a asteroidu. pokud je hodnota stejná, došlo ke srážce a hru ukončíme tím, že nastavíme proměnnou “hra” na hodnotu False. Tím se už předchozí příkaz “while hra” již nebude opakovat.

if asteroid1_y == 4:
    if lod_x == asteroid1_x:
        hra = False
if asteroid2_y == 4:
    if lod_x == asteroid2_x:
        hra = False

Blížíme se ke konci, kde nejdříve vykreslíme obrázek “img” na displeji.  Na začátku jsme si nastavili délku trvání prodlevy mezi jednotlivými průchody na 300msec. Aby nebyla hra tak jednoduchá, budeme zrychlovat hru zmenšováním prodlevy až na 101msec.

display.show(img)
rychlost -= 1
if rychlost == 100:
    rychlost = 101
sleep(rychlost)

Pokud hra skončila, vypíšeme skóre příkazem :

display.scroll(str(score))
sleep(2000)

Počkáme dvě vteřiny, abychom výsledek přečetli. Proměnná “score” je numerická, je v ní numerická hodnota. Výraz str(score) nám převede hodnotu na řetězec číslic. Tento řetězec už můžeme vypsat příkazem display.scroll().

Na konci této lekce pak najdete celý program. S programem lze experimentovat, upravovat rychlost, aby asteroidy nebyly ve stejném sloupci a pod.

Aplikace B14 Radio II

V lekci A17 jsme nahlédli do světa radiového (bezdrátového) přenosu dat.  Abychom se naučili více, opustíme Block Editory a pustíme se do programování v jazyku MicroPython, který nám otevře další možnosti bezdrátového spojení micro:bitů.

název: B14 Radio II
kategorie: B mírně pokročilí
ref.číslo: B14
projekt: kurz micro:bit
verze: 01, 2017-07-24
autor: Ivo Obr, Lanškroun


Naprogramuje si opět stejný program jako v lekci A17, ale tentokrát si vysvětlíme další možnosti bezdrátového přenosu.

Program začneme jako vždy, ale přidáme k němu import modulu “radio”, který nám umožňuje pracovat s dalšími příkazy pro nastavení a práci s vysíláním a příjmem  dat.

from microbit import *
import radio

Nyní musí následovat příkazy, které se provedou na začátku programu jen jednou a to bude nastavení parametrů pro bezdrátové spojení.  Nastavení se provede příkazem :

radio.config(seznam parametrů)

kde parametr je vždy dvojice “název_parametru=hodnota”  (oddělovačem parametrů je čárka)

parametry jsou (uváděné hodnoty jsou standardní, pokud je nechcete měnit, není třeba parametr uvádět):

length=32

– nastaví maximální délku zprávy v bytech, kterou lze jedním příkazem poslat. Maximální hodnota je 251 bytů.

queue=3

– nastaví počet zpráv, které mohou čekat ve frontě přijatých zpráv. Maximální hodnota je omezena aktuální velikostí paměti.

channel=7

– nastavení vysílacího a přijímacího kanálu. Hodnoty jsou od 0 do 100 včetně. Vysílací kmitočet 2400Mhz má 101 samostatných kanálů. Pokud pracujeme v místě, kde se používá větší množství micro:bitů, je vhodné si zvolit jiný vysílací a příjmový kanál, aby se micro:bity navzájem nerušily. Micro:bity, které mají spolu komunikovat musí být nastaveny na stejném kanále.

power=6

– s tímto parametrem jsme se už seznámili v lekci A17 a to v bloku “radio set transmit power”. Nastaví se výkon vysílání. Hodnoty jsou 0 až 7. Nula znamená, že vysílač nevysílá žádný signál.

group=0

– s tímto parametrem jsme se již také setkali v lekci A17, povolené hodnoty jsou 0 až 255. Byl to blok “radio set group”, který nastavuje číslo skupiny micro:bitů, které chtějí spolu komunikovat.  Pokud mají micro:bity nastaveny stejné číslo, mohou spolu komunikovat. Je to vhodné například na výstavách nebo soutěžích, aby mezi sebou komunikovali micro:bity jen ty co mají, a ne všechny v sále. (poznámka : neplést s parametrem channel, ten nastaví vysílací frekvenci, group nastavuje číslo skupiny, které je součástí vysílané zprávy.)

address=0x75626974

– adresa příjemce zprávy. Je to 32bitová adresa, která slouží k filtrování příchozích zpráv na úrovni hardwaru, přičemž se zachovávají pouze ty, které odpovídají zadané adrese. Výchozí nastavení, které se zde používá, je standardně používané jinými platformami souvisejícími s mikrosystémy. Doporučuji neměnit.

data_rate= radio.RATE_1MBIT

– nastavení datové rychlosti v bitech. Doporučuji neměnit. Používá se při komunikaci s jinými zařízeními. Další možné hodnoty jsou : radio.RATE_250KBIT  a  radio.RATE_2MBIT

Pokud neuvedeme příkaz radio.config(parametry), pak zůstávají nastaveny standardní hodnoty viz výše.

 

Příklad:

Maximální délka zprávy bude 64 bytů, skupinu nastavíme na 24 a požadujeme maximální vysílací výkon (co největší vzdálenost přenosu):

radio.config(length=64, group=24, power=7)

Než začneme používat příkazy, musíme ještě zapnou vysílač a přijímač příkazem:

radio.on()

Případné vypnutí (abychom šetřili baterii) je :

radio.off()

Abychom mohli používat další příkazy pro vysílání a příjem dat, musíme mít rádio zapnuté.

Nyní už můžeme psát další kód. Budeme opakovat následující příkazy :

– když bylo tlačítko “A” stisknuté, odešleme zprávu “FUNGUJE TO!”

 

Test na stisk tlačítka “A” naprogramujeme příkazem:

if button_a.was_pressed():

a odeslání textu naprogramujeme příkazem :

radio.send(“FUNGUJE TO!”)

Výše uvedený příkaz vyšle řetězec znaků. Před odesláním ještě připojí na začátek tři speciální znaky, které budou při příjmu zase odpojeny, tím se ale nemusíme dále zabývat

Text, který chceme odeslat píšeme do apostrofů nebo uvozovek. Protože v dalších složitějších programech můžeme posílat různě složité zprávy, které si musíme nejdříve složit do nějaké proměnné, použil jsem způsob, kdy se do kulaté závorky za “radio.send” nezapíše přímo text, ale název proměnné “zprava” (jméno jsem si zvolil, můžete použít jiné jméno proměnné). Na začátku programu jsem do této proměnné přiřazovacím příkazem vložil text.

zprava = “FUNGUJE TO!”
.
.
radio.send(zprava)

Pokud tlačítko “A” nestiskneme, žádná zpráva se neodesílá.

Takže dále budeme sledovat, jestli nějaká zpráva nebyla přijímačem od jiného micro:bitu zachycena. Náš micro:bit bude zachycovat zprávy, které jsou vysílány na kanále 7. (standardní nastavení). Pokud je nějaká zpráva zachycena, musím mít skupinu 24, jinak je zahozena. (to jsme si nastavili v parametrech pomocí “group=24”)

Musíme si vytvořit nějaké místo na přijatou zprávu, v programu jsem zvolil proměnnou se jménem “prijem” a vložil jsem do ní nic, to znamená, že je prázdná (viz program na konci). Zkusíme zjistit, zda byla nějaká zpráva přijatá a to příkazem :

prijem = radio.receive()

Příkaz “radio.receive()” nám do proměnné na levé straně přiřazovacího příkazu vloží přijatou zprávu. Pokud ale žádná zpráva přijatá nebyla, vloží tam micro:bit speciální hodnotu “None”.

Takže, pokud je v obsahu proměnné nějaký text, vypíšeme ho na displej micro:bitu, pokud je tam hodnota “None”, neděláme nic dalšího. Test, zda proměnná “prijem” má v sobě nějaký text uděláme tak, že se ptáme příkazem “if” :

Pokud není obsah “prijem” prázdný (None), pak obsah “prijem” vypíšeme na displej

if not(prijem is None):

display.scroll(prijem)

Výraz (prijem is None) je pravdivý pokud nebyla přijata zpráva. Protože otočíme logickým operátorem “not” logickou hodnotu z “True” na “False”, pak se příkaz “display” nevykoná   (a naopak).

Celý program můžete vidět na následujícím obrázku :

Nyní už stačí nahrát program do dvou nebo více micro:bitů a můžeme zkusit, jak to funguje.

 

Náměty pro tuto lekci :

  • Vyzkoušejte si, do jaké vzdálenosti mezi sebou micro:bity komunikují.
  • Do programu si vložte poznámkové řádky a okomentujte si jednotlivé příkazy
  • Program si uložte pod jménem B14, aby jste se k němu mohli kdykoliv vrátit nebo ho poslat emailem kamarádovi.