Python Programmierung 1

Python entwickelt sich zu einer End-User Programmiersprache auch für Nicht-Informatiker. So kann aus Python z.B. direkt auf Excel-Daten (nicht nur csv-Daten) zugegriffen werden, Objekte mittels KI aus einem Videostream erkannt oder mit dem RaspberryPi (RPi) (Linux Microcontroller System) Maschinen-Steuerungen programmiert werden. In Python können sie in wenigen Zeilen Code einen Webservice (SOAP oder REST) aufrufen, die Response verarbeiten oder einen eigenen Service mit verschiedenen End-Points implementieren.

In diesem Kurs setzen Sie ihren eigenen RaspberryPi auf und lernen die Basics von Python kennen. Am Schluss sind Sie in der Lage, Command-Line (CLI) Applikationen in Python auf dem RPi zu implementieren, welche auch Sensordaten verarbeitet, Aktoren steuern und REST Services aufrufen.

Inhalte

Eigener RaspberryPi in Betrieb nehmen

Hardware und GPIO
WiFi Setup
Sense-Hat
Linux image erstellen
Entwicklungs-Umgebung auf BYOD einrichten (PyCharm oder VSC)

Grundlagen von Python

Linux: Filesystem und die wichtigsten commands
Variablen, print(), input(), Type-Casts, f-Strings
Sequenzen, Verzweigungen und Schleifen
Funktionen definieren und aufrufen (positional / named parameter mit default values)
Externe Klassen und Module verwenden
Containers (Listen, Tuples und Dictionaries)
Filehandling
Sensoren und Aktoren vom Sense-Hat und GPIO in Python nutzen
REST Services nutzen und JSON Responses verarbeiten
Klassenkonzept in Python

Ziele

Der Student kann:

Seinen eigenen RaspberryPi (RPi) in Betrieb nehmen, Sensoren und Aktoren verdrahten und das System nach Vorgaben konfigurieren.
Eine Python Entwicklungs-Umgebung auf seinem BYOD installieren, konfigurieren und einsetzen können.
Vom BYOD auf seinen RPi via ssh und ftps zugreifen und Python 3.x Applikationen deployen.
Kennt das UNIX Environment und die UNIX Commands, um eine Python Applikation zum Laufen zu bringen.
API Dokumente verstehen, fremde Pakete installieren und in eigenen Applikationen verwenden.
Python 3.x Applikationen funktional und Object-Oriented designen, implementieren und auf dem RPi testen.
REST-Services aufrufen und JSON Responses in Python verarbeiten (z.B in einer Heizungssteuerung Wettervorhersagen nutzen)

Voraussetzungen

Gute Kenntnisse und praktische Erfahrung in einer objektorientierten Sprache, wie Java, C#, C++

Hinweis

Sie bekommen einen RaspberryPi mit Sense-Hat und SD-Karte, den Sie nach dem Modul behalten können.
Sie werden für dieses Modul verschiedene Entwicklungs-Umgebung und Tools auf Ihrem BYOD installieren.

Kursunterlagen

Unterlagen auf der Lernplattform

Selbstlernzeit

20-50% zusätzlich zum Unterricht

Methode

Theorie, Programmierübungen und Anwendungen für den RaspberryPi/BYOD in Python entwickeln

Prüfung

Das Modul ist erfolgreich abgeschlossen, wenn mind. 75% vom Unterricht besucht ist und die Modulschlussnote mind. 4.0 beträgt. Die Schlussnote wird aus den Noten der Lernzielkontrollen (Erfahrungsnote) und der Note der Modullernzielkontrolle (MLZ), gemäss den Promotionsbestimmungen für Studiengänge der HFU, ermittelt. Wer ein einzelnes Modul erfolgreich abschliesst erhält ein Zertifikat.