ラズパイPico🍓(二次情報を活用しながらプロトタイプを作成)

## 前提
あなたはRaspberry Piのプロのエンジニアです。
以下の手順のプロダクトを完成させたい。

## 命令
* 手順を満たすPythonのソースコードを教えて。
* 初心者でも分かりやすい様に各行にコメントを書いて
* 自分の中で問い直して良く考えてから出力して
* 誤った情報が含まれている場合、罰金100万ドル
* 分からないことは教えるので正直に教えて

## 手順
* ブレッドボードにRaspberry Pi Pico Wと8x8のマトリックスLEDとプッシュSWを接続する。 
* ラズパイに電源投入後、一定間隔でRaspberry Pi Pico W内蔵の温度センサで気温を測定させる。 
* Raspberry Pi Pico W内蔵のタクトSWを押下してゲームスタート。 
* 気温を予想して、タクトSWを押下してから気温の数値分の秒数が経った時点でプッシュSWを押下する。（例えば気温30度と予想したらタクトSWを押下してから30秒後にプッシュSWを押下する。） 
* ±0.3秒範囲内であったら8x8のマトリックスLED(Keyestudio_HT16K33)に"○"の表示、範囲外であったら8x8のマトリックスLED(Keyestudio_HT16K33)に"×"の表示をさせる。

from machine import Pin, I2C, ADC  # 必要なモジュールをインポート
import utime  # 時間関連の機能を使用するためのモジュール

# ピンの設定
push_sw = Pin(15, Pin.IN, Pin.PULL_UP)  # 外付けプッシュスイッチを GPIO15 に接続
bootsel = Pin(23, Pin.IN, Pin.PULL_UP)  # 内蔵BOOTSELボタン（通常は23番ピン）

# 内蔵温度センサーの設定
sensor_temp = ADC(4)  # ADC4 は内蔵温度センサーに接続されている

# I2Cの設定
i2c = I2C(0, sda=Pin(21), scl=Pin(20))  # I2C0 を使用、SDA=GPIO21, SCL=GPIO20

# HT16K33の初期化（アドレスは0x70）
HT16K33_ADDR = 0x70  # HT16K33 のI2Cアドレス

def init_display():
    i2c.writeto(HT16K33_ADDR, b'\x21')  # ディスプレイの電源を入れる
    i2c.writeto(HT16K33_ADDR, b'\xE7')  # ディスプレイの明るさを設定（最大）

def display_pattern(pattern):
    buffer = [0] * 16  # 16バイトのバッファを作成
    for i, row in enumerate(pattern):
        buffer[i*2] = row  # 各行のデータをバッファに設定
    i2c.writeto(HT16K33_ADDR, bytes([0x00] + buffer))  # バッファをデバイスに送信

# パターン定義
circle = [0b00111100, 0b01000010, 0b10000001, 0b10000001, 0b10000001, 0b10000001, 0b01000010, 0b00111100]  # ○のパターン
cross = [0b10000001, 0b01000010, 0b00100100, 0b00011000, 0b00011000, 0b00100100, 0b01000010, 0b10000001]  # ×のパターン
arrow_up = [0b00011000, 0b00111100, 0b01111110, 0b11011011, 0b00011000, 0b00011000, 0b00011000, 0b00011000]  # 上向き矢印
arrow_down = [0b00011000, 0b00011000, 0b00011000, 0b00011000, 0b11011011, 0b01111110, 0b00111100, 0b00011000]  # 下向き矢印

def get_temperature():
    conversion_factor = 3.3 / (65535)  # ADC値を電圧に変換する係数
    reading = sensor_temp.read_u16() * conversion_factor  # ADC値を読み取り、電圧に変換
    return 27 - (reading - 0.706)/0.001721  # 電圧を温度に変換

def display_result(success):
    display_pattern(circle if success else cross)  # 成功なら○、失敗なら×を表示

def display_temperature(temp):
    if temp < 20:
        display_pattern(arrow_down)  # 20度未満なら下向き矢印
    elif temp > 30:
        display_pattern(arrow_up)  # 30度超なら上向き矢印
    else:
        # 20-30度の範囲内の場合、中央の行を点灯
        middle_row = [0, 0, 0, 0b11111111, 0b11111111, 0, 0, 0]
        display_pattern(middle_row)

def main():
    init_display()  # ディスプレイを初期化

    while True:
        temperature = get_temperature()  # 温度を取得
        display_temperature(temperature)  # 温度に応じたパターンを表示
        utime.sleep(5)  # 5秒間隔で測定

        if bootsel.value() == 0:  # BOOTSELボタンが押されたら
            display_pattern(circle)  # ゲーム開始を示す○を表示
            utime.sleep(1)  # 1秒待機
            display_pattern([0] * 8)  # ディスプレイを消灯

            start_time = utime.ticks_ms()  # 開始時間を記録
            while push_sw.value() == 1:  # プッシュスイッチが押されるまで待機
                utime.sleep_ms(10)  # 10ミリ秒ごとにチェック

            elapsed_time = (utime.ticks_ms() - start_time) / 1000  # 経過時間を秒単位で計算

            success = abs(elapsed_time - temperature) <= 0.3  # 成功判定（±0.3秒以内）
            display_result(success)  # 結果を表示
            utime.sleep(3)  # 結果表示を3秒間維持

if __name__ == "__main__":
    main()  # メイン関数を実行

## 前提
あなたはRaspberry Pi Pico Wのプロのエンジニアです。
以下の手順のプロダクトを完成させたい。
プログラムはThonnyというエディタ上で実行する。

## 命令
* 手順を満たすPythonのソースコードを教えて。
* 初心者でも分かりやすい様に各行にコメントを書いて
* 自分の中で問い直して良く考えてから出力して
* 誤った情報が含まれている場合、罰金100万ドル
* 分からないことは教えるので正直に教えて

## 手順
* ブレッドボードにRaspberry Pi Pico Wと赤色LEDと黄色LEDと青色LEDとタクトスイッチを接続する。 
* ラズパイに電源投入後、 Raspberry Pi Pico WのBOOTSELボタンを押下してゲームスタート。 
* ユーザーは BOOTSELボタンを押下してから10秒経ったことを予想してタクトスイッチを押下する。
* タクトスイッチが押下された時点で次の手順に移行
* 10秒±0.1秒内であれば青色LED、10秒±0.3秒内であれば黄色LED、それ以外であれば赤色LEDを3秒間点灯させて、最初の状態に戻る。

import machine
import time
import random

# GPIOピンの設定
led_red = machine.Pin(15, machine.Pin.OUT)    # 赤色LEDを15番ピンに接続
led_yellow = machine.Pin(14, machine.Pin.OUT) # 黄色LEDを14番ピンに接続
led_blue = machine.Pin(13, machine.Pin.OUT)   # 青色LEDを13番ピンに接続
button = machine.Pin(16, machine.Pin.IN, machine.Pin.PULL_DOWN)  # タクトスイッチを16番ピンに接続
bootsel = machine.Pin(23, machine.Pin.IN, machine.Pin.PULL_UP)   # BOOTSELボタンを23番ピンに接続

# すべてのLEDを消灯
def turn_off_leds():
    led_red.value(0)
    led_yellow.value(0)
    led_blue.value(0)

# ゲームの主要ロジック
def game():
    while True:
        turn_off_leds()  # 初期状態: すべてのLEDを消灯
        
        print("BOOTSELボタンを押してゲームを開始してください。")
        while bootsel.value() == 1:  # BOOTSELボタンが押されるまで待機
            time.sleep(0.1)
        
        print("ゲーム開始！10秒経ったと思ったらボタンを押してください。")
        start_time = time.ticks_ms()  # 開始時間を記録
        
        while button.value() == 0:  # タクトスイッチが押されるまで待機
            time.sleep(0.01)
        
        end_time = time.ticks_ms()  # 終了時間を記録
        elapsed_time = (end_time - start_time) / 1000  # 経過時間を秒単位で計算
        
        print(f"経過時間: {elapsed_time:.3f}秒")
        
        # 結果に基づいてLEDを点灯
        if abs(elapsed_time - 10) <= 0.1:
            led_blue.value(1)
            print("素晴らしい！ぴったり10秒です！")
        elif abs(elapsed_time - 10) <= 0.3:
            led_yellow.value(1)
            print("惜しい！もう少しでした。")
        else:
            led_red.value(1)
            print("残念！もっと練習しましょう。")
        
        time.sleep(3)  # 結果を3秒間表示

# メインループ
while True:
    game()

from machine import Pin, PWM, Timer
import time

# GPIOピンの設定
led_red = Pin(15, Pin.OUT)
led_yellow = Pin(14, Pin.OUT)
led_blue = Pin(13, Pin.OUT)
button = Pin(16, Pin.IN, Pin.PULL_UP)
speaker = PWM(Pin(18))
led_onboard = Pin('LED', Pin.OUT)

# グローバル変数
button_pressed = False
last_press_time = 0
DEBOUNCE_TIME = 50  # デバウンス時間（ミリ秒）

def turn_off_leds():
    led_red.value(0)
    led_yellow.value(0)
    led_blue.value(0)

def turn_on_leds():
    led_red.value(1)
    led_yellow.value(1)
    led_blue.value(1)

def blink_led_with_sound(led, times, interval, freq):
    for _ in range(times):
        led.value(1)
        beep(freq, interval)
        led.value(0)
        time.sleep(interval)

def beep(frequency, duration):
    speaker.freq(frequency)
    speaker.duty_u16(32768)
    time.sleep(duration)
    speaker.duty_u16(0)

def special_blink():
    leds = [led_blue, led_yellow, led_red]
    freqs = [523, 587, 659]
    for _ in range(2):
        for led, freq in zip(leds, freqs):
            blink_led_with_sound(led, 2, 0.1, freq)
    for _ in range(3):
        turn_on_leds()
        beep(784, 0.1)
        turn_off_leds()
        time.sleep(0.1)

def button_handler(pin):
    global button_pressed, last_press_time
    current_time = time.ticks_ms()
    if time.ticks_diff(current_time, last_press_time) > DEBOUNCE_TIME:
        button_pressed = True
        last_press_time = current_time

def wait_for_button_press():
    global button_pressed
    led_onboard.value(1)
    button_pressed = False
    while not button_pressed:
        led_onboard.toggle()
        time.sleep(1)
    led_onboard.value(0)
    time.sleep(0.1)  # ボタンを離すのを待つ

def game():
    global button_pressed
    
    while True:
        turn_off_leds()
        
        print("タクトスイッチを押してゲームを開始してください。")
        wait_for_button_press()
        
        print("ゲーム開始！")
        for _ in range(3):
            turn_on_leds()
            beep(440, 0.1)
            turn_off_leds()
            time.sleep(0.1)
        
        print("10秒経ったと思ったらもう一度タクトスイッチを押してください。")
        start_time = time.ticks_ms()
        
        button_pressed = False
        while not button_pressed:
            time.sleep(0.01)
        
        end_time = time.ticks_ms()
        elapsed_time = (end_time - start_time) / 1000
        
        print(f"経過時間: {elapsed_time:.3f}秒")
        
        if abs(elapsed_time - 10) <= 0.1:
            print("素晴らしい！ぴったり10秒です！")
            special_blink()
        elif 9.7 <= elapsed_time <= 10.3:
            print("惜しい！もう少しで10秒でした。")
            blink_led_with_sound(led_blue, 5, 0.2, 659)
        elif 9 <= elapsed_time <= 11:
            print("まあまあです。もう少し頑張りましょう。")
            blink_led_with_sound(led_yellow, 5, 0.2, 587)
        else:
            print("残念！もっと練習しましょう。")
            blink_led_with_sound(led_red, 5, 0.2, 523)
        
        time.sleep(1)

# 割り込み設定
button.irq(trigger=Pin.IRQ_FALLING, handler=button_handler)

# メインループ
while True:
    game()