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createdBy: o3ff8o6DhNXC
dateCreated: 1750328000
name: Calliope Mini Lab
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    https://raw.githubusercontent.com/edrys-labs/lab-calliope-mini/main/media/calliope.jpg
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    Die Studierenden entwickeln eine Anwendung für den Calliope mini,
    bei der Umweltdaten über integrierte Sensoren ausgelesen und auf der LED-Matrix visualisiert werden.
    Ziel ist es, eine dynamische Wetteranzeige zu programmieren, die Temperaturänderungen erkennt und bei starken Schwankungen akustisch signalisiert.
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        # Calliope Mini Lab – Einführung in MicroPython & Sensorik

        Liebe Teilnehmerinnen und Teilnehmer,


        dieses Laborpraktikum bietet Ihnen die Möglichkeit,
        den Einstieg in die Programmierung eingebetteter Systeme mit MicroPython zu erlernen –
        direkt am Beispiel des Calliope mini.


        Im Mittelpunkt steht nicht die Lösung eines vorgegebenen Problems,
        sondern die freie Auseinandersetzung mit den vielfältigen Sensoren und Aktoren des Calliope mini:
        Sie können Umweltdaten erfassen, die LED-Matrix ansteuern und eigene kleine Anwendungen zur Umweltüberwachung entwickeln.


        Sie können Ihre Programme direkt aus dem Editor heraus auf das reale Gerät hochladen und testen.
        Bitte beachten Sie, ob bereits jemand an der Station arbeitet, bevor Sie Ihren Code hochladen.
        Der letzte Programmzustand bleibt erhalten, also verlassen Sie die Station bitte in einem nachvollziehbaren Zustand.


        In **Raum 1** erhalten Sie grundlegende Informationen zum Calliope mini und zu den Lernzielen dieses Labors.
        Die praktische Umsetzung erfolgt in der **Station**, wo Sie den Calliope mini programmieren können.


        Die Aufgabe ist bewusst offen gehalten – Sie sollen eigene Ideen ausprobieren,
        mit der Hardware experimentieren und ein Gefühl für die Programmierung eingebetteter Systeme entwickeln.
        Bei Fragen oder technischen Problemen stehen Ihnen unsere Betreuer selbstverständlich zur Seite.


        > Ihre Codeänderungen werden auf der Station **anonymisiert** gespeichert. 
        Wir wollen damit tatsächliche Problemfelder identifizieren, um damit die
        Veranstaltung systematisch weiterzuentwickeln. Aus den Daten
        können keine Rückschlüsse auf den Teilnehmenden oder spezifika des
        Rechners gezogen werden. Wenn Sie Fragen dazu haben, sprechen Sie uns gern an.


        Wir freuen uns auf Ihr Feedback und Ihre Anregungen.


        _Ihr CrossLab Team_
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        # Tutorial für Studierende


        Ein kurzes Einführungsvideo zu Edrys und der Nutzung der Remote-Labore


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        Sorry, your browser doesn't support embedded videos, but don’t worry, you can
        <a href="https://github.com/edrys-labs/lab-calliope-mini/raw/refs/heads/main/media/demo.webm">download it</a>
        and watch it with your favorite video player!
        </video>
          
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        # Aufgabeninhalt


        ## Lernziele

        * Erste Schritte mit der Programmierung von eingebetteten Systemen in MicroPython

        * Kennenlernen der Hardware-Funktionen des Calliope mini (Sensoren, LEDs, Taster)

        * Eigenständiges Experimentieren mit Umweltsensoren und der LED-Matrix

        * Entwicklung strukturierter, wiederverwendbarer Programme in MicroPython

        * Nutzung der seriellen Schnittstelle zur Kommunikation und Fehleranalyse


        ## Aufgabenstellung


        Diese Aufgabe ist offen gestaltet, das heißt: Es gibt keine feste Vorgabe, sondern Sie haben die Möglichkeit,
        eigenständig eine kleine Anwendung mit dem Calliope mini zu entwickeln. Mögliche Beispiele:

        * Schreiben Sie ein Programm, das kontinuierlich Umweltdaten (Licht, Temperatur) misst und auf der LED-Matrix anzeigt.

        * Entwickeln Sie eine einfache Alarmfunktion, die auf Basis der Helligkeit die LED-Matrix steuert.

        * Entwickeln Sie eine Musikbox, die basierend auf Lichtintensität verschiedene Melodien abspielt.

        * Übertragen Sie Messwerte kontinuierlich über die serielle Schnittstelle.


        Sie können jederzeit eigene Ideen umsetzen und die vielfältigen Funktionen des Calliope mini nutzen.
        Nutzen Sie diese Gelegenheit, um verschiedene Sensoren und Aktoren auszuprobieren – und dabei MicroPython praxisnah zu erlernen.


        ## Technische Basis

        Die Umsetzung erfolgt auf dem Calliope mini.


        | Bautteil                                   | Funktion                   |

        | ------------------------------------------ | -------------------------- |

        | Nordic nRF52820                            | Interface-Prozessor        |

        | Nordic nRF52833                            | Anwendungs-Prozessor       |

        | Lichtsensor                                | Umweltdaten erfassen       |

        | Temperatursensor                           | Umweltdaten erfassen       |

        | LED-Matrix (5x5)                           | Ausgabe von Informationen  |

        | RGB-LEDs (3x)                              | Ausgabe von Informationen  |

        | Taster (2x)                                | Benutzerinteraktion        |

        | Bluetooth-Modul                            | Kommunikation              |


        Für zusätzliche Informationen und technische Details zum Calliope mini:

        * [Calliope mini Übersicht](https://calliope.cc/calliope-mini/uebersicht)

        * [Calliope mini MicroPython API](https://calliope.cc/programmieren/editoren/python/python-api)
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        # Calliope Mini V3 Layout


        ![Calliope](https://calliope.cc/media/pages/calliope-mini/technische-daten/6b2510621e-1695728195/calliopev3_front.svg)
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        from calliopemini import *

        while True:
            display.show(Image.HEART)
            sleep(1000)
            display.scroll('Hello')
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      execute: execute
      script: |
        echo $CODE | base64 --decode > main.py

        mpremote connect auto fs cp main.py :main.py

        mpremote connect auto exec "
        import sys
        if 'main' in sys.modules:
            del sys.modules['main']
        import main
        "
      enable:
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        # Calliope Mini Einstieg mit MicroPython


        > Diese Station zielt darauf ab, Ihre Fähigkeiten im Umgang mit eingebetteten Systemen zu fördern.
        Sie programmieren den Calliope mini mit MicroPython, um grundlegende Funktionen wie Umweltsensorabfrage
        und Ausgabe über die LED-Matrix zu realisieren.

        Der Calliope mini basiert auf einem Nordic nRF51822 Mikrocontroller.
        Die Sensoren und Aktoren sind direkt über die MicroPython API ansprechbar.

        Ziel ist es, sich mit der Plattform vertraut zu machen,
        Sensorwerte auszulesen, diese auf der LED-Matrix anzuzeigen und einfache Logik zu implementieren.


        ## Beispielcode für Umweltdatenanzeige mit MicroPython


        ```python

        from calliopemini import *

        import music


        prev_temp = temperature()


        while True:
            temp = temperature()
            print('Temperature:', temp, 'deg')

            if temp > 25:
                display.show(Image.HAPPY)
            elif temp < 15:
                display.show(Image.SAD)
            else:
                display.show(Image.ASLEEP)

            if abs(temp - prev_temp) > 2:
                music.play(['c4:4'])
            
            prev_temp = temp
            sleep(2000)

        ```
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