First Light: Gerät, Assistent und erstes Programm

Unter den Folien stehen die Aufgaben, die du in der Werkstatt mitmachst, zum Nachlesen und zum Weitermachen zu Hause. Du schreibst dein Programm in VS Code und startest es im Terminal. Eingerichtet hast du beides vorher, wie es Benötigte Software im LiFi-Projekt beschreibt.

Dein Assistent könnte den Küchenwecker in zehn Sekunden schreiben, aber dann hättest du ein Programm und nichts gelernt. Nutze ihn deshalb als Lehrer: Lass dir erklären, was eine Zeile macht, lass ihn deine Datei lesen („lies meine timer.py, stimmt Schritt 2?“) oder das Programm selbst starten, und bitte ihn um einen Hinweis statt um die Lösung.

Vorbereitung 1: Dein erstes Programm

Öffne deinen Kursordner in VS Code über Datei > Ordner öffnen. Klicke links mit der rechten Maustaste auf den Ordner my-code, wähle Neue Datei und nenne sie hello.py. Schreib diese Zeile hinein und speichere mit Strg+S (Cmd+S auf dem Mac):

print("Hallo, Welt!")

Öffne dann über Terminal > Neues Terminal ein Terminal. Es beginnt in deinem Kursordner, also wechselst du mit cd my-code in deinen Ordner und startest das Programm mit python hello.py, auf dem Mac mit python3 hello.py.

> python hello.py
Hallo, Welt!

Vorbereitung 2: Fragen und antworten

Ändere hello.py so, dass das Programm nach deinem Namen fragt und dich damit begrüßt. Starte es danach noch einmal; die Pfeiltaste nach oben holt im Terminal den letzten Befehl zurück.

> python hello.py
Wie heißt du? Kim
Hallo, Kim!

name = input("Wie heißt du? ")
print("Hallo, " + name + "!")

Der Küchenwecker

Schreib einen Küchenwecker für das Terminal. Er fragt, wie viele Sekunden laufen sollen, und zählt dann herunter, eine Zeile pro Sekunde. Eine farbige Lampe zeigt, wie es steht: grün, solange er läuft, gelb in den letzten fünf Sekunden und rot, wenn die Zeit um ist. Ohne Gerät ist die Lampe ein farbiger Block im Terminal, mit deinem Gerät wird sie zur LED.

> python timer.py
Wie viele Sekunden? fünf
Bitte nur Ziffern: 8
Timer: 8 Sekunden
████ 8 s
████ 7 s
████ 6 s
████ 5 s
████ 4 s
████ 3 s
████ 2 s
████ 1 s
████ Zeit ist um!

Wer alles auf einmal schreibt, verliert sich. Zerlege den Wecker deshalb in fünf Schritte, von denen jeder sein Werkzeug in Python hat, und starte das Programm nach jedem Schritt; geht dann etwas kaputt, liegt der Fehler im letzten Schritt. Wie man ein Problem so schneidet, zeigt Probleme zerlegen.

Schritt 1: Die Sekunden abfragen

Lege in my-code die Datei timer.py an. Das Programm fragt nach der Zahl der Sekunden, macht daraus eine ganze Zahl und gibt sie zur Probe aus.

text = input("Wie viele Sekunden? ")
seconds = int(text)
print("Timer:", seconds, "Sekunden")

Starte den Wecker jetzt und tippe fünf statt einer Zahl. Das Programm bricht mit einer Fehlermeldung ab:

Traceback (most recent call last):
  File "…\my-code\timer.py", line 2, in <module>
    seconds = int(text)
ValueError: invalid literal for int() with base 10: 'fünf'

Lies sie von unten nach oben. Die letzte Zeile sagt, was schiefging: Aus „fünf“ kann int() keine Zahl machen. Die Zeilen darüber sagen, wo es passiert ist, nämlich in timer.py in Zeile 2, und zeigen diese Zeile. Kommst du nicht weiter, lass deinen Assistenten das Programm mit fünf starten und die Meldung erklären.

Schritt 2: Die Eingabe prüfen

Sorge dafür, dass das Programm so lange erneut fragt, bis nur Ziffern eingegeben wurden. Probier danach fünf und dann 20, und frag deinen Assistenten, was bei 0 passiert.

text = input("Wie viele Sekunden? ")
while not text.isdigit():
    text = input("Bitte nur Ziffern: ")
seconds = int(text)

Schritt 3: Jede Sekunde herunterzählen

Lass das Programm von der eingegebenen Zahl bis 1 herunterzählen, eine Zeile pro Sekunde, und am Ende „Zeit ist um!“ ausgeben. Rücke danach probeweise time.sleep(1) aus und sieh nach, was sich ändert.

import time

for remaining in range(seconds, 0, -1):
    print(remaining, "s")
    time.sleep(1)

print("Zeit ist um!")

Schritt 4: Eine farbige Lampe zeigen

Die Lampe brauchst du dreimal in drei Farben, also gibst du ihren Zeilen einen Namen. Schreib die Funktion lamp(r, g, b) unter import time ab und probiere sie mit lamp(0, 200, 0) aus; das ist grün. Die Werte für Rot, Grün und Blau reichen jeweils von 0 bis 255.

def lamp(r, g, b):
    on = f"\033[48;2;{r};{g};{b}m"
    off = "\033[0m"
    print(on + " " * 12 + off, end=" ")

Die Zeichen mit dem Backslash sind Anweisungen an das Terminal, die eine Hintergrundfarbe ein- und wieder ausschalten; dazwischen stehen zwölf Leerzeichen, die dadurch farbig werden. Du musst sie nicht verstehen, um lamp() zu benutzen, und genau das ist der Gewinn einer Funktion: Sie verbirgt die Einzelheiten hinter einem Namen, wie print() und input() auch. Siehst du statt einer Farbe seltsame Zeichen, läuft dein Programm in der alten Windows-Konsole; frag dann deinen Assistenten.

Schritt 5: Die Farbe wählen

Zeig in jeder Runde der Schleife eine Lampe, gelb bei fünf oder weniger verbleibenden Sekunden und sonst grün, und nach der Schleife einmal eine rote. Probier es mit 8 Sekunden.

for remaining in range(seconds, 0, -1):
    if remaining <= 5:
        lamp(255, 200, 0)   # gelb
    else:
        lamp(0, 200, 0)     # grün
    print(remaining, "s")
    time.sleep(1)

lamp(255, 0, 0)             # rot
print("Zeit ist um!")

Das ganze Programm

Lies dein fertiges Programm in VS Code von oben nach unten, so wie Python es liest. Deshalb steht import time ganz oben, dann die Funktion und erst danach der Teil, der sie benutzt, denn eine Funktion muss definiert sein, bevor sie aufgerufen wird. Frag deinen Assistenten nach jeder Zeile, die du nicht erklären kannst.

import time

def lamp(r, g, b):
    on = f"\033[48;2;{r};{g};{b}m"
    off = "\033[0m"
    print(on + " " * 12 + off, end=" ")

text = input("Wie viele Sekunden? ")
while not text.isdigit():
    text = input("Bitte nur Ziffern: ")
seconds = int(text)
print("Timer:", seconds, "Sekunden")

for remaining in range(seconds, 0, -1):
    if remaining <= 5:
        lamp(255, 200, 0)   # gelb
    else:
        lamp(0, 200, 0)     # grün
    print(remaining, "s")
    time.sleep(1)

lamp(255, 0, 0)             # rot
print("Zeit ist um!")

Für Schnelle

Zeig die verbleibende Zeit in Minuten und Sekunden an, also 1:05 statt 65 s.

Wo stehst du?

Wirst du in der Werkstatt gefragt, wo du stehst, antworte mit der Zeile, bis zu der du gekommen bist. Wer die letzte erreicht hat, hilft dem Team am Nachbartisch oder baut den Wecker aus.

1. OpenCode ist installiert und der Kursordner geöffnet.
2. Der Assistent antwortet.
3. /onboarding ist durchgelaufen.
4. hello.py läuft.
5. Der Wecker zählt herunter.
6. Der Wecker zeigt seine Farben.

Mit deinem Gerät wird aus der Lampe im Terminal die LED: Du tauschst lamp() gegen led.set_color(), und dein Wecker leuchtet auf dem Tisch.