Benötigte Software im LiFi-Projekt – Hands-on Computer Science

Fünf Programme müssen auf eurem Laptop sein, bevor ihr die erste Zeile Code schreibt. Alle sind kostenlos, und alle laufen unter Windows und macOS. Nur das erste installiert ihr von Hand, bei den anderen vier hilft euch euer KI-Assistent.

Programm	Wofür ihr es braucht	Wo es das gibt
OpenCode	euer KI-Assistent	opencode.ai/download
Python	die Sprache, in der ihr programmiert	python.org
Visual Studio Code	der Editor, in dem ihr schreibt	code.visualstudio.com
Brick Daemon	verbindet eure Hardware mit dem Laptop	Downloads bei Tinkerforge
Brick Viewer	zeigt, ob die Hardware erkannt wird, und hilft bei der Fehlersuche	Downloads bei Tinkerforge

Dazu kommt das Kursmodul lifi_hardware, über das eure Programme mit eurem Gerät sprechen. Es ist mit einem einzigen Befehl installiert und bringt die Bibliothek von Tinkerforge mit; was es kann, steht in Das Kursmodul lifi_hardware. Einen Überblick über den ganzen Aufbau, vom Gerät bis zur grünen LED, geben die Folien Folien: First Light.

Was jedes Programm macht

OpenCode ist der KI-Assistent. Er liest und ändert die Dateien in eurem Kursordner, führt Befehle für euch aus, wenn ihr es erlaubt, und kennt diesen Kurs.

Python ist die Sprache, in der ihr Sender und Empfänger schreibt. Sie liest sich fast wie Englisch, was sie zu einer guten ersten Sprache macht, aber sie ist kein Spielzeug: Python gehört zu den meistgenutzten Sprachen überhaupt, in der Datenanalyse, der künstlichen Intelligenz, der Automatisierung, im wissenschaftlichen Rechnen und in einem großen Teil des Webs. Was ihr hier lernt, könnt ihr anderswo sofort weiterverwenden.

Visual Studio Code ist der Editor. Hier schreibt ihr euren Code, seht eure Dateien und habt das Terminal, in dem ihr eure Programme startet.

Brick Daemon ist ein Hintergrundprogramm. Es läuft unsichtbar und übersetzt zwischen der Hardware am USB-Anschluss und euren Python-Programmen; ohne es findet euer Programm das Gerät nicht. Wenn eines Tages gar nichts mehr geht, ist „Läuft der Brick Daemon überhaupt?“ eine der ersten Fragen.

Brick Viewer ist ein Fenster auf eure Hardware. Er zeigt, welche Teile erkannt werden, lässt euch die LED von Hand schalten und die Sensorwerte mitlaufen, ganz ohne eine Zeile eigenen Code. Für die Fehlersuche ist er Gold wert: Funktioniert es im Brick Viewer, liegt der Fehler in eurem Programm, und funktioniert es dort nicht, liegt er irgendwo davor.

Git braucht ihr nicht. Es ist ein Werkzeug, um Versionen von Dateien zu verfolgen, und wer es schon kennt, kann damit den Kursordner holen statt der ZIP-Datei; wie das geht, steht unten bei den Alternativen.

Installation Schritt für Schritt

Die Installation hat zwei Teile. Im ersten Teil erledigt ihr drei Dinge von Hand, das Minimum, das euer Assistent zum Laufen braucht. Im zweiten Teil übernimmt der Assistent: Mit dem Befehl /onboarding installiert er gemeinsam mit euch den Rest und prüft jeden Schritt auf eurem Laptop. Jeder Schritt des zweiten Teils ist hier auch von Hand beschrieben, damit ihr nachschlagen oder ihn selbst ausführen könnt.

Teil 1: bis euer Assistent läuft

1. OpenCode

Ladet die Desktop-App von opencode.ai/download herunter und installiert sie wie jedes andere Programm.

Windows: Ladet den Windows-Installer herunter, startet ihn und folgt den Schritten.
macOS: Ladet die Version für euren Mac herunter, Apple Silicon, wenn euer Mac einen M-Chip hat, sonst Intel. Das seht ihr unter Apple-Menü > Über diesen Mac: Die Zeile Chip sagt Apple M1, M2 und so weiter. Öffnet die geladene Datei und zieht OpenCode in den Ordner Programme.

Wer lieber im Terminal arbeitet, findet unten bei den Alternativen eine Terminal-Fassung.

2. Der Kursordner

Der Kursordner enthält alles, was euer Assistent über dieses Projekt wissen muss, und ihr arbeitet für das ganze Projekt darin.

Öffnet github.com/winf-hsos/lifi-project, klickt auf den grünen Knopf Code und dann auf Download ZIP. Oder ladet ihn direkt: lifi-project-main.zip.
Entpackt die ZIP-Datei: unter Windows mit einem Rechtsklick auf Alle extrahieren und Bestätigen, unter macOS mit einem Doppelklick.
Jetzt habt ihr einen Ordner lifi-project-main. Verschiebt ihn an einen Ort, an dem ihr ihn wiederfindet, etwa in eure Dokumente. Ihr dürft ihn in lifi-project umbenennen.

Im Ordner seht ihr:

my-code: euer Ordner. Alles, was ihr schreibt, kommt hierher, und eure Kopie jeder Challenge landet hier.
course: das Kursmaterial. Euer Assistent liest es, ihr ändert es nicht.
ein paar weitere Dateien für OpenCode, die ihr übergehen könnt.

3. Ordner öffnen und starten

Startet OpenCode. Auf der Startseite seht ihr links eine Liste Projects.

Kursordner hinzufügen. Klickt auf das kleine Ordnersymbol mit dem Plus neben Projects (sein Tooltip sagt Add project). Im Fenster, das sich öffnet, wählt ihr euren Kursordner, lifi-project-main oder lifi-project, und klickt Select Folder. Er steht jetzt in der Liste der Projekte.
Sitzung starten. Klickt auf New session. Unter dem Eingabefeld seht ihr das Modell, das euer Kursordner für euch ausgewählt hat: das Kursmodell von OpenAI. Es braucht den Kursschlüssel, und der kommt als Nächstes.

Der Kursschlüssel ist eine lange Zeichenfolge, die ihr in eurem Kurs bekommt. Ihr tragt ihn in OpenCode ein: Klickt unter der Liste der Projekte auf Settings, dann links auf Providers. Beim Anbieter, für den der Schlüssel gilt, klickt ihr auf + Connect (steht er nicht in der Liste, zuerst auf Show more providers), wählt API key und fügt ihn ein.

Teil 2: euer Assistent übernimmt

Tippt in der neuen Sitzung

/onboarding

und drückt Enter. Euer Assistent stellt euch drei kurze Fragen und installiert dann mit euch den Rest, einen Schritt nach dem anderen: Python, Visual Studio Code, Brick Daemon und Brick Viewer und das Kursmodul lifi_hardware. Bevor er etwas installiert, sagt er, was er vorhat, und wartet auf euer OK. Am Ende testet er euer Gerät: Eure LED leuchtet grün, und der Sensor meldet seine ersten Messwerte.

Die folgenden Anleitungen braucht ihr dafür nicht; sie beschreiben dieselben Schritte von Hand.

Python

Windows: Ladet den Installer von python.org/downloads herunter und startet ihn.

Zum Prüfen öffnet ihr die Eingabeaufforderung und tippt

python --version

Es sollte eine Versionsnummer erscheinen, etwa Python 3.13.1.

macOS: Auf dem Mac ist ein älteres Python vorinstalliert, das ihr aber nicht benutzen solltet. Ladet den Installer von python.org/downloads herunter und startet ihn. Zum Prüfen öffnet ihr das Terminal und tippt

python3 --version

Es sollte eine Versionsnummer erscheinen, etwa Python 3.13.1. Merkt euch: Auf dem Mac heißt der Befehl python3, nicht python.

Visual Studio Code

Ladet den Editor von code.visualstudio.com herunter und installiert ihn. Unter Windows geht auch winget install --id Microsoft.VisualStudioCode -e in einem Terminal; so macht es euer Assistent. Wenn ihr später eure erste Python-Datei öffnet, bietet VS Code an, die Python-Erweiterung zu installieren. Nehmt an.

Zwei Dinge solltet ihr gleich ausprobieren:

Einen Ordner öffnen über Datei > Ordner öffnen. VS Code arbeitet immer mit einem Ordner, nicht mit einzelnen Dateien.
Ein Terminal öffnen über Terminal > Neues Terminal. Dieses Fenster unten im Editor ist die Kommandozeile, in der ihr eure Programme startet.

Öffnet danach euren Kursordner in VS Code. Eure Programme schreibt ihr in my-code.

Brick Daemon und Brick Viewer

Beide gibt es auf der Download-Seite von Tinkerforge. Ladet die Fassung für euer Betriebssystem herunter und installiert sie: unter Windows zwei .exe-Installer, unter macOS zwei .dmg-Pakete, die ihr öffnet und in den Ordner Programme zieht.

Der Brick Daemon startet danach von selbst und läuft als Hintergrunddienst weiter. Ihr seht ihn nicht, und das ist normal.

Das Kursmodul lifi_hardware

Darüber sprechen eure Python-Programme mit der Hardware. /onboarding installiert es für euch; von Hand geht es in einem Terminal so:

pip install https://github.com/winf-hsos/lifi-hardware/archive/refs/heads/main.zip

Auf dem Mac nehmt ihr nötigenfalls pip3 statt pip. Das Paket bringt die Bibliothek von Tinkerforge mit, die ihr deshalb nicht eigens installiert.

Prüfen, ob alles zusammenspielt

Schließt ein Gerät über USB an und startet den Brick Viewer. Erscheint dort euer Master Brick mit der LED und dem Farbsensor, ist die Installation vollständig. Klickt euch durch und schaltet die LED von Hand ein. Das ist noch kein Programmieren, aber der Beweis, dass alles mit allem spricht.

Aktualisierungen holen

Im Lauf des Projekts kommt neues Material dazu: neue Vorlagen, neue Seiten, manchmal eine neue Fassung von lifi_hardware. Wenn es in eurem Kurs heißt, dass es Neues gibt, tippt ihr in OpenCode /update-semester. Euer Assistent holt dann die neueste Fassung des Kursordners. Euer Ordner my-code bleibt dabei unberührt; alles andere wird durch die Fassung des Kurses ersetzt, also ändert es nicht. Eine Ausnahme gibt es, wenn eine Challenge eine neue Form bekommt: Dann setzt das Update ihren Ordner in my-code einmal zurück, die alten Vorlagen fallen weg und die Anleitung wird ersetzt, während Dateien mit eigenen Namen bleiben.

Alternativen

Der Kursordner mit Git

Wer Git kennt, kann den Kursordner klonen, statt die ZIP-Datei zu laden. Zuerst braucht ihr Git:

Windows: Ladet Git von git-scm.com/downloads herunter und installiert es; die Voreinstellungen des Installers könnt ihr durchweg übernehmen. Dabei kommt auch Git Bash mit, ein Terminal, das ihr für die Terminal-Fassung von OpenCode braucht. Zum Prüfen schließt ihr VS Code ganz und öffnet es wieder (ein gerade installiertes Programm sieht VS Code erst nach einem Neustart), öffnet ein Terminal und tippt git --version.
macOS: Tippt im Terminal einfach git --version. Fehlt Git, bietet macOS von selbst an, die Command Line Tools zu installieren; nehmt an und wartet, bis es fertig ist. Alternativ geht es über Homebrew mit brew install git.

Dann in einem Terminal:

git clone https://github.com/winf-hsos/lifi-project.git

Alles Weitere funktioniert genauso, und /update-semester merkt, dass euer Ordner ein Git-Klon ist. Eine Regel gilt: In diesem Ordner nicht committen. Die Aktualisierung setzt ihn auf die Fassung des Kurses zurück und entfernt dort gemachte Commits. Eure eigene Arbeit in my-code verfolgt Git nicht, sie bleibt unberührt.

OpenCode im Terminal

Statt der Desktop-App könnt ihr OpenCode in einem Terminal benutzen, etwa in dem von VS Code.

Windows: Macht zuerst einmalig Git Bash zum Standardterminal von VS Code: Strg+Umschalt+P drücken, Terminal: Select Default Profile tippen, Enter drücken und Git Bash wählen. OpenCode läuft nur in diesem Terminal, und so ist jedes neue Terminal eine Git Bash. Öffnet dann ein neues Terminal (Terminal > Neues Terminal) und tippt:

curl -fsSL https://opencode.ai/install | bash

macOS: Im Terminal von VS Code:

curl -fsSL https://opencode.ai/install | bash

Alternativ geht es über Homebrew mit brew install sst/tap/opencode.

Zum Prüfen öffnet ihr ein neues Terminal und tippt opencode --version; es sollte eine Versionsnummer erscheinen. Wechselt dann im Terminal in euren Kursordner und startet OpenCode mit opencode. Den Schlüssel tragt ihr dort mit dem Befehl /connect ein.

Wenn etwas nicht funktioniert

Diese Fragen helfen am häufigsten:

Läuft der Brick Daemon? Ohne ihn findet kein Programm die Hardware.
Zeigt der Brick Viewer euer Gerät? Wenn nicht, liegt der Fehler vor eurem Code. Zieht das USB-Kabel ab und steckt es wieder ein: Das heilt erstaunlich viele Fälle.
Benutzt ihr python oder python3, pip oder pip3? Auf dem Mac ist es fast immer die Variante mit der 3.

Oder bittet euren Assistenten, eure Einrichtung zu prüfen. Er führt denselben Test aus wie bei /onboarding und sagt euch, was fehlt.