BBC micro:bit est une plaque de développement qui utilise un microcontrôleur. Ce dispositif a pour but d’offrir les étudiants un bon commencement pour développer ses compétences en programmation.
Micro:bit V2 est un ARM Cortex M4, petit et facile d’utiliser. Il est prévu avec 25 LED, sur lesquelles on peut afficher des messages ou des images. Il est prévu, aussi, avec u accéléromètre, qui peut détecter les mouvements, un bussole, Bluetooth, deux buttons, à travers lequel il peut interagir avec l’utilisateur et des autres d’autres capteurs que nous découvrirons au cours du TP.
Les programmes seront écrits sur l’ordinateur et après ils seront chargés sur le micr:obit. Ces programmes restent sur la mémoire flash et ils vont être exécutés quand le microcontrôleur est alimenté.
Qu’est-ce qu'un microcontrôleur?
Le microcontrôleur et un ordinateur réduit dans un seul chip, qui peut exécuter un programme à la fois et consommer beaucoup moins qu’un ordinateur portable ou un ordinateur. En plus, elles sont bonnes pour contrôler et détecter les signaux électriques a l’aide de ses broches. Pour plus des infos tu peux cliquer sur ce lien.
Pour le déploiement des TP, on va utiliser Micropython pour écrire des programmes sur micro:bit. Micropython est un langage de programmation crée pour travailler avec des microcontrôleurs.
Si vous avez une BBC micro:bit V2 passez à la section "La connexion du micro:bit".
Si tu n'as pas un BBC micro:bit suivez les instructions ci-dessous pour utiliser le simulateur.
Le simulateur MicroPython peut également être utilisé pour réaliser les laboratoires. Pour pouvoir l'utiliser, vous devez taper les commandes suivantes dans le terminal, si vous utilisez Windows, tapez les commandes dans cmd.
Si vous n'avez pas installé Python3 ou si vous n'êtes pas sûr de l'avoir, suivez les étapes de ce document.
L'étape suivante est de taper les commandes suivantes:
git clone https://github.com/ducklord420/PythonEditor.git cd PythonEditor git submodule update --init --recursive py -m http.server --bind 0.0.0.0
Pour accéder le simulateur ouvrir un browser et ouvrez: http://localhost:8000/editor.html
Pour simuler le code, cliquez sur “Sim”. Testez l ' Exemple 1 du section suivante.
Le premier pas pour connecter le microcontrôleur a l’ordinateur est d’utiliser le câble micro USB, qui a été reçu avec BBC micro:bit. Vous devez introduire le USB type B en haut du dispositif et l’autre terminaison de fil dans votre ordinateur.
Pour le développement des TP, on va écrire des programmes dans un éditeur du code en ligne, qui s'appellent Makecode.
Le premier exemple qu’on va l'écrire sera l'affichage de texte “Hello” sur le 25 LED, suivi par l'abréviation “SdE”, qui toutefois va être stocke dans une variable.
from microbit import display #import "diplay" from microbit library name = "SdE" #declaration of a variable with a String #all the code that is idented under the loop belongs to it while True: #infinite looop # "display" is an object that refers to the LEDs, this method allows us to control them display.scroll("HELLO" + " " + name) # concatenation of Strings
Le transfert du programme s'appellent flashing, parce que le programme est copié dans la mémoire flash du micro:bit.
Après que vous avez eu connectée le microcontrôleur a l'ordinateur vous pouvez voir “MICROBIT” comme une clé USB.
L’étape suivante est de sauve-garder le programme comme un fichier .hex. Pour cela on doit appuyer sur le bouton “Load/Save”, alors il sera téléchargé, comme on peut voir dans l’image ci-dessous:
La dernière étape pour charger le programme sur micro:bit est d'ouvrir le dossier ou a été télécharge le fichier .hex et lui copier dans “MICROBIT”. se compilera automatiquement sur le microcontrôleur.
La première étape est de connecter le dispositif en appuyant le bouton “Connect” depuis le menu de l’éditeur de code.
Une fenêtre similaire à celle ci-dessous apparaîtra. Il ne reste plus qu’à cliquer sur le dispositif “BBCmicrobit” que Makecode a détecte.
La dernière étape c’est d’appuyer le bouton “Flash”. Il y a possible que vous devez attendre quelques secondes jusqu’à le programme va être charge sur micro:bit.
Open Serial
, qui va ouvrir le terminal avec l'interpréteur du Python.
Un bloc de code (corps d'une fonction, contenu d'une boucle) commence avec la première ligne indentée et se finit lorsqu'on arrive à la première ligne qui ne respecte plus l'indentation. L'indentation doit etre consistente à l'intérieur d'un certain bloc.
Il faut tenir compte aussi du fait que si on a une ligne qui se termine par :, il est absolument nécessaire que la suivante soit indentée.
En général, on préfère un TAB pour l'indentation:
for i in range(1,11): print(i) if i == 5: break
Contrairement aux autres langages de programmation, en Python il ne faut pas déclarer les variables ou leur type avant de les utiliser. De ce point de vue, Python fait partie de la catégorie des langages de programmation dynamiquement typés, où le type des variables n'est interpété qu'au moment de l'exécution.
Python supporte 2 types numériques: entiers et réels.
# Syntaxe pour déclarer un numéro entier: myInt = 7 # Syntaxe pour déclarer un numéro réel: myFloat = 7.0 myFloat = float(7)
myString = 'hello' myString = "hello"
On peut réaliser l'attribution des valeurs aux plusieurs variables simultanément, mais sans mélanger les valeurs numériques avec les strings:
# Instructions valides a, b = 1, 2 suma = a + b
# Instructions valides hello = "hello" world = "world" message = hello + " " + world
# Cela ne va pas fonctionner one = 1 two = 2 three = 3 hello = "hello" print (one + two + three + hello)
one = 1 two = 2 three = 3 hello = "hello" print ( str(one) + str(two) + str(three) + hello )
Les listes sont similaires aux array. Elles peuvent contenire n'importe quel type de variables et le nombre des éléments n'est pas limité.
Pour créer une liste qui contient des éléments de type entier on va utilise la suivante ligne de code:
myList = [1,2,3,4,5]
On peut créer une liste vide, auquel on va ajouter des éléments:
# Déclaration de la liste mylist = [] # Insertion des éléments mylist.append(1) mylist.append(2) mylist.append(3)
En extraire un élément d'une liste on va utiliser une construction de type liste[indice]
:
mylist = [1,2,3] # On affiche chaque élément print( mylist[0] ) print( mylist[1] ) print( mylist[2] ) # Output 1 2 3
Pour créer une liste avec des éléments entiers, on va utiliser la fonction range
, qui va retourne une liste avec toutes les numéros entiers d'un certain intervalle. La fonction a la suivante définition: range(start, stop, pas)
, où start est la première valeur dans la liste, stop
est la valeur d'arrêter (la valeur n'est pas incluse), pas
est le pas d' incrémentation et est un paramétré optionnel (la valeur défauts est 1).
Exemple
Pour créer une liste avec des valeurs paires de 2 a 12, on va avoir la suivante ligne de code:
mylist = range (2, 13, 2)
Un dictionnaire est une structure de données, similaire aux vecteurs ou aux listes, mais fonctionne avec des valeurs et des clés au lieu des indices. Chaque valeur stockée dans un dictionnaire peut être accessible à l'aide d'une clé, représentée par n'importe quel type d'objet (une chaîne, un nombre, une liste, etc.), au lieu d'utiliser un index pour l'adresser.
Par exemple, les dictionnaires peuvent être utiles pour implémenter des bases de données. Supposons que nous ayons une base de données d'étudiants et que nous devons retenir la spécialisation pour laquelle chacun d'entre eux a opté.
Déclarer un dictionnaire
specialisation = {} specialisation["Ana"] = "Informatique" specialisation["Radu"] = "Electronique"
Ou bien
specialisation = { "Ana": "Informatique", "Radu": "Electronique" }
Parcourir les éléments d'un dictionnaire
for nom, spec in specialisation.iteritems(): print ("Le nom de l'optionel ou {} a été répartisé est: {}".format(nom, spec))
Eliminer des valeurs d'un dictionnaire
del optionalRepartizare["Ana"] # ou optionalRepartizare.pop("Ana")
Propriétés des clés dans un dictionnaire
Dans un dictionnaire, on n'a pas de restrictions pour les valeurs, mais les clés doivent etre uniques. Au cas ou on ne respecte pas cette propriété et on a 2 entrées ayant la meme clé, seulement le dernier enregistrement va rester valide. Par exemple, pour la suivante séquence de code:
age = { "Ana" : 14, "Ioana" : 13, "Ana" : 16, "Ioana" : 22, "Ana" : 11 } print ("Ana a {} années et Ioana a {} années.".format(age["Ana"], age["Ioana"]))
On va afficher le message suivant: “Ana a 11 années et Ioana a 22 années.”
# Décision simple a = 33 b = 200 if b > a: print("b is greater than a")
# Utiliser elif pour ajouter une condition supplémentaire a = 33 b = 33 if b > a: print("b is greater than a") elif a == b: print("a and b are equal")
# Le mot clé else prend tout ce qui n'a pas été inclus avant a = 200 b = 33 if b > a: print("b is greater than a") elif a == b: print("a and b are equal") else: print("a is greater than b")
# Else sans elif a = 200 b = 33 if b > a: print("b is greater than a") else: print("b is not greater than a")
Contrairement aux autres langages, qui ont la forme standard for(…) { code } pour la boucle for, Python élimine les parantheses qui marquent l'itération d'une liste et utilise les : pour indiquer le début du bloc de code qui sera exécuté a l'intérieur de la boucle, comme dans l'exemple suivant:
listaDeNume = ["Ana", "Maria", "Ioana", "Irina", "Andreea", "Cristina"] for nume in listaDeNume: print (nume)
En Python, l'indice du pas ou l'on se trouve a chaque moment lorsqu'on parcourt une séquence n'est pas visible. Cependant, il y a une méthode pour compter les pas: la fonction enumerate:
cours= [ "Analyse", "SdE", "ALF"] for index, hobby in enumerate(cours): print (index, hobby) # Output: 0 Analyse 1 SdE 2 ALF
Une autre fonctionnalité est l'utilitaire zip, qui permet de parcourir 2 listes simultanément:
lista1 = [ 3, 9, 17, 15, 19] lista2 = [ 2, 4, 30, 24, 3] for a, b in zip( lista1, lista2 ): if a > b: print (a) else: print (b) # Output: 3 9 30 24 19
Une autre particularité du langage Python est le fait qu'on peut appliquer la condition “else” aussi pour la boucle “for”. Dans ce cas, la branche “else” sera executée après la boucle “for”, si et seulement si à l'intérieur de “for” on n'a pas une déclaration de type “break”. Par exemple:
listeAnimaux = [ "loup", "lapin", "lion", "ours" ] for i in listeAnimaux: print (i) if i == "lapin" print ("Le lapin n'est pas sauvage") break else: print ("Tous les animaux!") # Output loup lapin Le lapin n est pas sauvage #Si on execute la sequence suivante: for i in listeAnimaux: print (i) if i == "lapin" print ("Le lapin n'est pas sauvage") else: print ("Tous les animaux!") # Output loup lapin Le lapin n est pas sauvage lion ours Tous les animaux!
#Afficher les chiffres de 0 a 9 count = 0 while count < 10: print (count) count = count + 1
Comme pour la boucle “for” on a aussi la possiblité d'appliquer la condition “else” a la boucle “while”. La différence est que le bloc “else” sera exécuté chaque fois que la condition de la structure répétitive sera évaluée comme fausse:
print ("Dévinez de numéro de l'intervalle [ 1, 10 ]") monNr = 7 votreNr = 0 while votreNr!= monNr: votreNr = int( input("Choisissez. ") ) else: print ("Félicitations!")
L'instruction “break” est utilisée pour sortir d'une structure répétitive, en étant une alternative pour la condition de sortie. Par exemple, on peut afficher les numéros de 0 a 9 de la facon suivante:
count = 0 while True: print (count) count = count + 1 if count > 10: break
La déclaration “continue” est utilisée pour ignorer un bloc d'instructions. Par exemple, on peut l'utiliser pour afficher les nombres pairs de 0 a 20:
number = 0 while number < 21: if number % 2 == 1 continue print (number)
def myFunction(): print ("Welcome") # ou def simpleSum( a, b ): return a + b
myFunction() # ou first = 1 second = 1 sum = simpleSum( first, second ) print (sum) print (simpleSum( first, second ))
On appelle objet une encapsulation de variables et fonctions dans une seule entité, tandis qu'une classe représente un modèle pour la création des objets. Donc, in objet prend ses données d'une classe.
# Classe simple class MaClasse: variable = "Bonjour" def maFonction(self): print ("Bonjour de l'autre part!") # Association classe objet monObjet = MaClasse() # Afficher le contenu de la variable de MaClasse print (monObjet.variable) # Appeler la fonction maFonction, qui va afficher sur l'écran le message "Bonjour de l'autre part!" monObjet.maFonction()
Le nombre d'objets qu'on peut créer a partir d'une classe n'est pas limité, tous les objets en héritant touts les particularités de la classe (variables et fonctions). Cependant, chaque objet contient des copies indépendantes des variables définies a l'interieur de la classe. Donc, si on crée un nouvel objet de la classe mere, on peut modifier son contenu sans affecter la definition initiale de la classe:
class MaClasse: variable = "Bonjour" def maFonction(self): print ("Bonjour de l'autre part!") monObjet1 = MaClasse() monObjet2 = MaClasse() monObjet2.variable = "au revoir" print (monObjet1.variable) print (monObjet2.variable) #Output bonjour au revoir
Pour pouvoir utiliser des fonctions qui exécutent des opérations mathématiques en Python, il faut importer et utiliser le module math.
import math
math.functionName( params )
Quelques fonctions élémentaires de ce type sont: floor, ceil, pow, sqrt.
functionName( params )
Quelques exemple de cette catégires sont: abs, round, sum.
Comme l'entrée des données peut provenir du clavier en nombreuses situations, Python 3 fournit la fonction input(). Cette fonction peut recevoir aussi un parametre supplémentaire, qui sera le string affiché dans la ligne de commande au moment de la lecture des données nécessaires:
name = input("Quel est votre nom? ") print("Bienvenue, " + name + "!")
# Output dans la ligne de commande Quel est votre nom? "Ana" Bienvenue, Ana!
En Python, on a 2 types d'erreurs: erreurs de syntaxe et exceptions.
Les erreurs de syntaxe, connues aussi sur le nom d'erreurs d'analyse (parsing error) sont les plus communes:
>>> while True print('Hello world') File "<stdin>", line 1 while True print('Hello world') ^ SyntaxError: invalid syntax
Les exceptions sont détectées au moment de l'exécution:
>>> 10 * (1/0) Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> ZeroDivisionError: division by zero
Pour gérer les exceptions en Python, on utilise le bloc try - except, comme dans l'exemple suivant:
while True: try: x = int(input("Please enter a number: ")) break except ValueError: print("Oops! That was no valid number. Try again...")
insert <chambre> <capteru> <valeur>
- où <chambre>
, <capteur>
et <valeur>
vont être remplacés avec un de les 3 capteurs et une valeur - insérer une nouvelle valeur pour le capteur respectifdelete <chambre> <chambre> <capteru> <valeur>
- supprimer la valeur de ce capteur, la valeur après suppression sera 0print <chambre><sensor>
- afficher la valeur pour le capteur de la chambre préciseprint <chambre>
- afficher tous capteurs el les valerus correspondantes pour la chambre spécifiéeadd_room <chambre>
- ajoute un nouvel ensemble de capteurs pour une nouvelle chambredel_room <chambre>
- efface l'ensmeble de capteurs pour une chambreS’il va être introduit une autre commande, le programme lèvera une exception.