LED - Matrix
Einstieg
Die LED-Matrix ist der Bildschirm des Calliope Mini. Die Matrix besteht aus 25 roten LED, die in einem 5x5-Raster angeordnet sind.
Mithilfe der Matrix lassen sich Texte, Symbole und Animationen anzeigen.
Aufgabe 1: Skizziere die Bausteine in dein Heft und beschreibe jeweils, wo du diesen in der Bibliothek findest.
Wichtige Blöcke:
Aufgabe 2: Übertrage die Merkkästen in dein Heft.
Definition: Matrix
Eine Matrix ist eine rechteckige Anordnung von Zahlen, Symbolen oder mathematischen Objekten in Zeilen und Spalten.
Jedes Element lässt sich eindeutig mithilfe der Zeilennummer und Spaltennummer ansprechen.
Definition: LED
LED ist die Abkürzung für Light Emitting Diode (Licht emittierende Diode).
LEDs sind winzige Elektronikchips aus Halbleitern, die Licht aussenden, wenn Strom durch sie fließt.
Aufgabe 3: Implementiere die folgenden Programme in MakeCode. Skizziere jeweils den Code in deinem Heft!
a) Beim Start erscheint ein Herz auf der LED-Matrix.
b) Lasse die Aufschrift "Ich Frankfurt am Main" über die LED-Matrix laufen. Du darfst auch jeden anderen Ortsnamen verwenden.
c) Lasse dauerhaft ein Herz auf der LED-Matrix blinken.
d) Lasse eine Rakete auf der LED-Matrix steigen. Gehe dabei wie ein Trickfilm profi vor, indem du einzelne Bilder nacheinander ablaufen lässt.
- Skizziere die Einzelbilder in deinem Heft.
e) Erstelle einen Countdowntimer, der von 9 bis 0 zählt.
- Füge hinter jeder Zahl eine Pause ein.
- Verlängere die Pausen, indem du den Wert für Millisekunden (ms) erhöhst.
- Speichere das Programm unter dem Namen Raketenstart.
Aufgabe 4: Übertrage den Merkkasten und die dazugehörigen Blöcke (mit Beschriftung) in dein Heft.
Wiederholung: Schleifen
Schleifen wiederholen einen bestimmten Ablauf im Programm automatisch. Sie umschließen mehrere Befehle in einem Klammerblock, der immer wieder ausgeführt wird. So spart man sich das mehrfache Schreiben gleicher Anweisungen.
Aufgabe 5: Implementiere ein Programm, das einen einzigen Bildpunkt entlang der äußeren Bahn der Matrix laufen lässt.
| Hinweis: Man könnte jetzt ganz stur für die 16 außenliegenden Pixel jeweils einen „zeige LED“ Baustein einfügen. Dieses vorgehen ist aber sehr unflexibel und in der Laufzeit sehr zeitintensiv. |
Versuche die angezeigten Pixel mithilfe von Berechnungen zu aktivieren.
a) Entferne den Baustein „beim Start“.
b) Erzeuge eine Variable mit dem Namen Wartezeit. Setze deine Variable Wartezeit auf 100.
HINWEIS, bevor du c) machst: Erstelle zunächst 25 Bausteine [Zeichne x y] und implementiere das Programm ohne Schleifen. Anschließend kannst du aufeinanderfolgende Bausteine suchen, die du mithilfe einer Schleife zusammenfassen kannst.
c) Implementiere eine Indexschleife von 0 bis 3.
Zeichne nun den Pixel an dem Punkt \((\text{index}|0)\). Warte anschließend „Wartezeit“ Millisekunden und lösche abschließend den Pixel wieder.
d) Teste dein Programm erneut.
e) Kopiere anschließend die Indexschleife, so dass du 4 davon in deinem Programm hast.
- Die zweite Schleife schaltet den Punkt \((4|\text{index})\).
- Die dritte Schleife schaltet den Punkt \((4-\text{index}|4)\).
- Die vierte Schleife schaltet den Punkt \((0|4-\text{index})\).
f) Lade deine Programmdatei in den Calliope Mini.
g) Beschreibe, warum das Programm mit diesen Parametern richtig funktioniert.
Spirale auf 5x5 Matrix
Weiterführende Aufgaben
- Ändere das Programm so, dass das Licht spiralförmig von der oberen linken Ecke in das Zentrum läuft.
- Ändere das spiralförmige Programm so, dass das Licht spiralförmig bis in das Zentrum angeschaltet wird und anschließend rückwärtslaufend ausgeschaltet wird.
- Beschreibe deine Ideen und dein Vorgehen in einer Dokumentation als Medienprodukt.