Zagrajmy tato, czyli familiada

Zostałem zainspirowany prostą grą typu DIY zobaczoną w sieci (nie mogę teraz znaleźć linku) i choć oryginał był na znacznie prostszym PICu, to uznałem że Arduino Starter Kit jest doskonałym zestawem do zbudowania takiej gry.

Zasada jest prosta – kto pierwszy naciśnie swój przycisk po zapaleniu diody ten dostaje punkt. Jeżeli jednak naciśnie zanim dioda się zapali – punkt dla przeciwnika. Gramy aż ktoś zdobędzie 5 punktów. Zobaczmy to w akcji:

Simple game with Arduino from Starter Kit on Vimeo.

Oprócz diody, która trzeba obserwować potrzebujemy 2 diody pokazujące kto dostał punkt oraz wygrał cały pojedynek, buzzer żeby zagrać prostą melodyjkę dla zwycięzcy i dwa przyciski.

Oto schemat podłączeń wykonany we Fritzingu (kolory przewodów zmienione tylko dla zwiększenia czytelności):

Tutaj zdjęcie rzeczywistego układu, bo na filmie szczegółów nie widać:

Schemat wygenerowany przez Fritzing różni się kilkoma drobnymi rzeczami od rzeczywistej realizacji. I tak są to:

• rezystory do diod pokazujących zwycięzce mostkują bezpośrednio masę i katodę, bez dodatkowych kabelków
• masa do przełączników jest doprowadzona przez drucik będący odciętą nóżką z innego rezystora – doskonale się takie ścinki nadają do robienia krótkich mostków

Tym razem – przyciski są podłączone bez żadnego rezystora. Dlaczego, skoro pisałem wcześniej, żeby tak nie robić? Jak zwrócono uwagę w komentarzu, Arduino (ATmega328) ma do wejść cyfrowych podłączony wbudowany rezystor typu pull-up. Wystarczy go włączyć programowo – w procedurze setup przez sekwencję – ustawienie pinu w tryb wejścia a potem zapisanie do niego stanu wysokiego:

  pinMode(playerA, INPUT);
  digitalWrite(playerA, HIGH); 

taka sekwencja włącza wbudowany rezystor pull up i można podłączyć przycisk bezpośrednio do wejścia cyfrowego.

Aplikacja składa się z setup i pętli loop (jak zwykle). W pętli zapalamy czasem (losowo) diodę led. Następnie sprawdzamy czy ktoś nacisnął przycisk. W zależności od tego czy dioda się świeci czy nie, przyznawany jest punkt graczowi (winner). Następuje pokazanie tego kto wygrał (brzęczek i miganie diodą) oraz zwiększany jest licznik zwycięstw gracza (trzymany w tablicy total_wins), a następnie wywoływane jest check_winner, które sprawdza czy ktoś ma już 5 punktów. Jeżeli tak to winner_total odgrywa melodyjkę (znaną z wpisu o buzzerze) i miga diodą. Koniec i gramy od nowa.

Kod aplikacji:

int outLED = 4;
int playerA = 2;
int playerB = 3;
int aLED = 5;
int bLED = 6;
int st = LOW;
int total_wins[] = {0,0};

int speakerPin = 11;
int length = 15; // the number of notes
char notes[] = "ccggaagffeeddc "; // a space represents a rest
char champs[] = "fadbc";
int beats[] = { 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 4 };
int tempo = 150;


void playTone(int tone, int duration) {
  for (long i = 0; i < duration * 1000L; i += tone * 2) {
    digitalWrite(speakerPin, HIGH);
    delayMicroseconds(tone);
    digitalWrite(speakerPin, LOW);
    delayMicroseconds(tone);
  }
}

void playNote(char note, int duration) {
  char names[] = { 'c', 'd', 'e', 'f', 'g', 'a', 'b', 'C' };
  int tones[] = { 1915, 1700, 1519, 1432, 1275, 1136, 1014, 956 };
  
  // play the tone corresponding to the note name
  for (int i = 0; i < 8; i++) {
    if (names[i] == note) {
      playTone(tones[i], duration);
    }
  }
}

void flashLED(int no) {
  digitalWrite(no, !digitalRead(no) );
}


void winner(int pl) {
    int tempo = 400;
    digitalWrite(pl+aLED, HIGH);
    for (int i = 0; i < 2; i++) {
    
      playTone(1600 , tempo);
    
      
    // pause between notes
    }
    st = LOW;
    digitalWrite(pl+aLED, LOW);
    digitalWrite(outLED, st);
    delay(500);
    total_wins[pl]++;    
    check_winner();
}

void check_winner() {
 if(total_wins[0] >= 5) {
   total_wins[0]=0;
   total_wins[1]=0;
   winner_total(0);
 }
 if(total_wins[1] >= 5) {
   total_wins[0]=0;
   total_wins[1]=0;
   winner_total(1);
 }

}
void winner_total(int pl) {
    for (int i = 0; i < length; i++) {
    if (notes[i] == ' ') {
      delay(beats[i] * tempo); // rest
    } else {
      playNote(notes[i], beats[i] * tempo);
      flashLED(pl+aLED);
    }
      
    // pause between notes
    delay(tempo / 2); 
    }
 //   st = LOW;
  //  digitalWrite(outLED, st);
//    delay(500);
  
};

void setup () {
  pinMode(outLED, OUTPUT);
  pinMode(speakerPin, OUTPUT);
  pinMode(aLED, OUTPUT);
  pinMode(bLED, OUTPUT);
  digitalWrite(outLED, HIGH);
  pinMode(playerA, INPUT);
  digitalWrite(playerA, HIGH);
  pinMode(playerB, INPUT);
  digitalWrite(playerB, HIGH);
  
  Serial.begin(9600);
};



void loop(){
  if (random(2000) < 1) {
    st = HIGH;
    digitalWrite(outLED, st);
  }
  if (st == HIGH) {
    if(digitalRead(playerA) == LOW) {
      Serial.println("A!!!!!!!!");
      winner(0);
      
    }
    if(digitalRead(playerB) == LOW) {
      Serial.println("B!!!!!!!!");
      winner(1);

    }
  } else {
    if(digitalRead(playerB) == LOW) {
      winner(0);
    }
    if(digitalRead(playerA) == LOW) {
      winner(1);
    }
  }

  delay(1);

};

Zestaw elementów (wszystkie wchodzą w skład Starter Kitu):

Arduino1      Arduino Diecimila
Breadboard1   Generic Bajillion Hole Breadboard
J1            Piezo Speaker
LED1          Red LED - 5mm
LED1          Red LED - 5mm
LED1          Red LED - 5mm
R1            270Ω Resistor
R1            270Ω Resistor
R1            270Ω Resistor
R1            270Ω Resistor
S1            Pushbutton
S1            Pushbutton


Shopping List

Quantity	Part

4		270 Ω Resistor
1		Arduino Diecimila
1		Generic Bajillion Hole Breadboard
1		Piezo Speaker
2		Pushbutton
3		Red LED 

Oczywiście w skład Starter Kitu wchodzi Arduino Duemilanove nie Diecimila (wcześniejszy model) Fritzing uparcie Diecimilę ma w zestawie części. Zamiast głośnika my używamy buzzera.