反射神経ゲーム改良版をWS2815B（NeoPixel）を使って作る
龍野プログラミングクラブはJR本竜野駅2階多目的室（上の写真）で定期開催しています。
Contents
タッチタイピングの練習とアルゴロジック
わたしが運営するクラブでは、かならずタッチタイピングを練習します。キーを打つことを、息をするようにできるまで練習します。
タッチタイピングで使うツールは、無料タイピングと寿司打と右手専用タイピングです。
無料タイピング https://manabi.benesse.ne.jp/gakushu/typing
右手専用タイピング https://typing.twi1.me/game/15206
メンバーが、前回の記録を超えられなかったと意気消沈していました。記録を見ると、前回の記録には届かないものの、過去2番目の好成績です。そこで、上達曲線の話をしました。
練習量と上達具合は、比例しません。指数関数的に上達することと、短期間では小刻みに上下変動します。これを知っていると気持ちが楽なので。もちろん、グラフを描いてわかりやすく説明しました。
彼は特異点を超えたかもしれません。
WS2812B（NeoPixel）を7つ使って反射神経ゲームを作る
前回作ったRaspberryPi Picoの反射神経ゲームを、それだけにしておくのはもったいない。ということで、今回はさらに改良します。
作るのは、下のゲームのデバイス版です。
https://koto-ictclub.net/myproduct/20250710_led_flash.html
まずは、回路変更。
実体配線図はわかりやすくていいものの、電気的に何をしているのかわかりません。そのあたり、電池やUSB端子の実物を見ながら説明しました。USB端子（Type-A）には4つの端子があって、電源の+（プラス）と-（マイナス）、信号線が2本あるということをはじめて知って、いい顔をしていました。
つづいてコーディング
配線が終わったので、今度はコーディングします。コード全部を入力するのは別の機会に。一部を歯抜けにした、下のコードを使います。
"""
1.ここに3行
"""
import _thread
import sys
# ハードウェア設定
"""
2.ここに6行
"""
# タイミング設定
TIMING = {
"ANIMATION_DELAY": 0.05, # LEDの点灯間隔（秒）
"PAUSE_TIME": 2, # 一時停止時間（秒）
"""3.ここに1行"""
"DEBOUNCE_TIME": 50 # チャタリング防止時間（ミリ秒）
}
# ゲーム設定
GAME_CONFIG = {
"BLINK_COUNT": 5 # 点滅回数
}
# 色の定義
"""
4.ここに5行
"""
class LEDController:
"""LEDの制御を行うクラス"""
def __init__(self, pin, num_leds, center_led):
"""LEDコントローラーの初期化"""
self.np = neopixel.NeoPixel(machine.Pin(pin), num_leds)
self.num_leds = num_leds
self.center_led = center_led
def clear(self):
"""すべてのLEDをオフにする"""
for i in range(self.num_leds):
self.np[i] = COLORS["OFF"]
self.np.write()
def set_initial_state(self):
"""初期状態に設定（中央は赤、他は消灯）"""
for i in range(self.num_leds):
self.np[i] = COLORS["RED"] if i == self.center_led else COLORS["OFF"]
self.np.write()
def update_led(self, pos):
"""指定位置のLEDを更新"""
self.clear()
color = COLORS["RED"] if pos == self.center_led else COLORS["BLUE"]
self.np[pos] = color
self.np.write()
def blink(self, times, delay):
"""現在のLED状態を保存して点滅させる"""
# 現在のLED状態を保存
current_state = [self.np[i] for i in range(self.num_leds)]
# 指定回数点滅
for _ in range(times):
# 消灯
self.clear()
time.sleep(delay)
# 点灯（元の状態に戻す）
for i in range(self.num_leds):
self.np[i] = current_state[i]
self.np.write()
time.sleep(delay)
class ButtonHandler:
"""ボタン入力を処理するクラス"""
def __init__(self, pin, debounce_time):
"""ボタンハンドラの初期化"""
self.button = machine.Pin(pin, machine.Pin.IN, machine.Pin.PULL_UP)
self.debounce_time = debounce_time
self.last_press_time = 0
def is_pressed(self):
"""チャタリング防止付きのボタン押下検出"""
if self.button.value() == 0: # ボタンが押された（プルアップなので0）
current_time = time.ticks_ms()
# チャタリング防止
if time.ticks_diff(current_time, self.last_press_time) > self.debounce_time:
self.last_press_time = current_time
return True
return False
class ReflexGame:
"""反射神経ゲームの管理クラス"""
def __init__(self):
"""ゲームの初期化"""
self.led_controller = LEDController(
PIN_CONFIG["LED_PIN"],
PIN_CONFIG["NUM_LEDS"],
PIN_CONFIG["CENTER_LED"]
)
self.button_handler = ButtonHandler(
PIN_CONFIG["BUTTON_PIN"],
TIMING["DEBOUNCE_TIME"]
)
self.running = True
self.paused = False
# アニメーションの順序（0ベースインデックス）
self.sequence = [3, 4, 5, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, 1, 2]
def handle_button_press(self):
"""ボタン押下時の処理"""
if self.button_handler.is_pressed() and not self.paused:
self.paused = True
time.sleep(TIMING["PAUSE_TIME"])
self.led_controller.blink(GAME_CONFIG["BLINK_COUNT"], TIMING["BLINK_DELAY"])
self.paused = False
return True
return False
def run_animation(self):
"""LEDアニメーションを実行"""
self.led_controller.set_initial_state()
try:
while self.running:
for pos in self.sequence:
if not self.running:
break
if self.paused:
# 一時停止中は待機
while self.paused and self.running:
time.sleep(0.1)
continue
# LEDを更新
self.led_controller.update_led(pos)
# 点灯間隔待機中にボタンチェック
start_time = time.ticks_ms()
while time.ticks_diff(time.ticks_ms(), start_time) < TIMING["ANIMATION_DELAY"] * 1000:
if self.handle_button_press() or not self.running or self.paused:
break
time.sleep(0.01)
except Exception as e:
print(f"アニメーションエラー: {e}")
finally:
if not self.paused:
self.led_controller.clear()
def stop(self):
"""ゲームを停止"""
self.running = False
time.sleep(0.5) # スレッドが終了するのを少し待つ
self.led_controller.clear()
# メイン処理
def main():
game = ReflexGame()
# アニメーションを別スレッドで開始
_thread.start_new_thread(game.run_animation, ())
try:
while True:
# メインスレッドでも定期的にボタンチェック
game.handle_button_press()
time.sleep(0.1)
except KeyboardInterrupt:
game.stop()
print("プログラムを終了します")
"""
5.ここに2行
"""5箇所の未入力箇所を手で入力します。
手入力コードは下のとおり。
"""1.ここに3行"""
import machine
import neopixel
import time
"""2.ここに6行"""
PIN_CONFIG = {
"LED_PIN": 16, # WS2812B接続GPIO番号
"BUTTON_PIN": 15, # タクトスイッチ接続GPIO番号
"NUM_LEDS": 7, # LEDの数
"CENTER_LED": 3 # 中央のLED（0ベースで3 = 4番目）
}
"""3.ここに1行"""
"BLINK_DELAY": 0.05, # 点滅間隔（秒）
"""4.ここに5行"""
COLORS = {
"RED": (50, 0, 0), # 明るさを下げた赤
"BLUE": (0, 0, 70), # 明るさを下げた青
"OFF": (0, 0, 0) # 消灯
}
"""5.ここに2行"""
if __name__ == "__main__":
main()さあ、これで準備完了。動かしてみましょう。
動作確認をして、改造しましょう
一発でうまく動くでしょうか。残念、スペルミスがありました。
これは仕方のないところです。まだ、知らない英単語が多いので、記号として認識して入力しているのだと思います。←わたしは、そうでした。
それは時間が解決するとして、スペルミスを修正したら、無事動きました。
色の勉強
わざわざ手入力してもらったところには、注目してもらいたい意味があるのです。その中でも、色の定義については応用範囲が広いので知っておいてほしいのです。
光の三原色RGBは、Red、Green、Blueの3色です。この3色を混ぜ合わせることで様々な色を表現できます。その部分のコードがこちら。
COLORS = {
"RED": (50, 0, 0), # 明るさを下げた赤
"BLUE": (0, 0, 70), # 明るさを下げた青
"OFF": (0, 0, 0) # 消灯
}（）カッコの中が、左からR,G,Bの定義です。0～255の範囲で設定します。
理屈がわかったら、早速数値を変えて試してみます。
一発で真ん中で止めるのはスゴイ！
生成AIをプログラミングに活かしてみよう
さて、一通り終わったところで、生成AIにも触れてみましょう。
実は、この反射神経ゲームのコードは、生成AIを使って開発したものです。仕様を示して、何回かプロンプトでやり取りしたあと、手修正して、リファクタリングさせました。
わたしがコードを書いたら、COLORSのところ、辞書形式でRGBのタプルを定義することはできないなあと思いつつ。多分、定数で3色定義します。
そんな話をしつつ、今日はすこし触るだけ。
次回、本格的にプロンプトを入力してみようと思います。
