Проект 15: Игра на скорость

В этом проекте мы создадим игру на скорость реакции. Это будет устройство из ЖК-дисплея, RGB-светодиода и пьезоизлучателя.

Нам понадобится

Принцип работы

Начинаем игру, нажав и удерживая кнопку. RGB-светодиод загорается и светится разными цветами. Ваша цель — отреагировать как можно быстрее и отпустить кнопку, когда он загорится красным цветом. На ЖК-дисплее будет показана скорость вашей реакции в миллисекундах, с момента включения красного цвета до того, как вы отпустили кнопку (см. рис. 15.1).

Рисунок 15.1: Когда вы отпустите кнопку, время реакции отобразится на ЖК-дисплее

Пьезоизлучатель будет отвлекать вас, издавая звуки в случайном порядке. Если вы отпустите кнопку слишком рано, на ЖК-дисплее появится соответствующее сообщение, и вам придется начать игру заново. RGB-светодиод на самом деле состоит из трех светодиодов в одном корпусе: красного, зеленого и синего цветов (см. рис. 15.2).

RGB — аддитивная цветовая модель. Это означает, что, комбинируя свет двух или более цветов, мы можем создавать другие цвета. Красный, зеленый и синий — это основные цвета, используемые для получения других оттенков, как показано на рис. 15.3.

Давайте рассмотрим RGB-светодиод более детально. На рис. 15.4 показан прозрачный светодиод с общим катодом. Обратите внимание, что светодиод имеет четыре ножки вместо привычных двух: по одной для красного, зеленого и синего, а последняя — либо катод, либо анод. В данном случае самым длинным выводом является катод, и он подключается к заземлению.

Рисунок 15.3: В модели RGB цвета смешиваются аддитивным образом.

Рисунок 15.4: RGB-светодиод имеет четыре ножки вместо обычных двух.

RGB-светодиод, используемый в этом проекте, уже установлен на модуль со встроенными резисторами, что позволяет нам сэкономить место на макетной плате.

Сборка

1. Подготовьте ЖК-дисплей в соответствии с инструкциями, приведенными в разделе «Подготовка ЖК-дисплея» в проекте №12.

2. Установите ЖК-дисплей, вставив его штырьки в отверстия макетной платы. Также установите на макетную плату потенциометр и с помощью перемычек подключите ЖК-дисплей и потенциометр к плате Arduino.

3. Центральный контакт потенциометра должен быть подключен к контакту 3 ЖК-дисплея (VO). Теперь подключите один из внешних контактов потенциометра к контакту GND, а другой — к контакту 5V платы Arduino. Потенциометр управляет контрастностью ЖК-дисплея.

4. Установите кнопку на макетную плату так, чтобы она перекрыла канавку в центре. Метки контактов показаны на рис. 15.5.

Рисунок 15.5: Кнопка перекрывает канавку в центре макетной платы.

Подключите ножку А кнопки через резистор с сопротивлением 220 Ом к контакту GND, ножку С — к контакту 9, а ножку D — к контакту 5V платы Arduino (см. проект 1 для получения подробной информации о том, как работают тактовые кнопки).

5. Установите модуль RGB-светодиода и подключите ножку красного светодиода к контакту 8 платы Arduino, зеленого — к контакту б, синего — к контакту 7, а ножку питания (+) — к контакту 5V.

6. Подключите красный провод пьезоизлучателя непосредственно к контакту 13 платы Arduino, а черный провод — к заземлению.

7. Убедитесь, что ваша цепь соответствует схеме, показанной на рис. 15.6, и загрузите в память Arduino код скетча, приведенный в разделе «Скетч» далее в этом проекте.

Скетч

Когда вы нажимаете и удерживаете кнопку, светодиод мигает случайными цветами и в какой-то момент становится красным. Время, на протяжении которого горит каждый цвет, устанавливается случайным образом, равно как и продолжительность пауз между цветами. Это означает, что вы не можете вычислить последовательность свечения цветов и предсказать, когда светодиод загорится красным.

Вы можете усложнить игру, увеличив продолжительность интервалов в следующей строке кода скетча:

PSE = random(500, 1200);

Вот полный скетч:

// Использовался RGB-светодиод с общим анодом (3 катода: R, G, B)
#include 
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);
int LEDR = 8; // Вывод, подключенный к красному светодиоду
int LEDB = 7; // Вывод, подключенный к синему светодиоду
int LEDGr = 6; // Вывод, подключенный к зеленому светодиоду
int Button = 9; // Вывод, подсоединенный к кнопке
int COLOR; // Переменная цвета
int Beep;
int PSE; // Переменная паузы
int TME; // Время
int RTME = 0; // Время реакции
void setup() {
  lcd.begin(16, 2);
  pinMode(LEDR, OUTPUT); // Установка контактов светодиода в качестве выходных данных
  pinMode(LEDB, OUTPUT);
  pinMode(LEDGr, OUTPUT);
  pinMode(Button, INPUT); // Установка кнопки в качестве входных данных
  digitalWrite(LEDR, LOW); // Включите всех светодиодов
  digitalWrite(LEDB, LOW);
  digitalWrite(LEDGr, LOW);
}
void loop() {
  lcd.clear(); // Очистить экран
  lcd.print("Hold Button to"); // Отображение сообщения на жидкокристаллическом экране
  lcd.setCursor(0, 1); // Переход ко второй строке
  lcd.print("start.");
  while (digitalRead(Button) == LOW) { // Проверка не запускается до тех пор, пока кнопка не будет нажата (и удерживается).
    tone(13, 1200, 30);
    delay(1400);
    noTone(13);
  }
  lcd.clear();
  digitalWrite(LEDR, HIGH); // Выключение индикатора запуска
  digitalWrite(LEDB, HIGH);
  digitalWrite(LEDGr, HIGH);
  randomSeed(analogRead(0)); // Случайный звук от контакта 0
  COLOR = random(1, 4); // Генерирует случайные цвет
  PSE = random(500, 1200); // Произвольная продолжительность паузы между огнями
  // Повторение цикла, пока цвет зеленый или синий, а кнопка удерживается
  while (COLOR != 1 && digitalRead(Button) == HIGH) {
    digitalWrite(LEDGr, HIGH);
    digitalWrite(LEDB, HIGH);
    delay(PSE);
    randomSeed(analogRead(0));
    Beep = random(1, 4); // Выбор случайных звуковых сигналов из зуммера (зуммер подает звуковой сигнал 1 из 3 раз)
    PSE = random(750, 1200); // Выбор произвольной продолжительности паузы между огнями (для усиления эффекта неожиданности)
    if (Beep == 1) {
      tone(13, 1600, 350);
      delay(750);
      noTone(13);
    }
    if (COLOR == 2) {
      digitalWrite(LEDGr, LOW);
    }
    if (COLOR == 3) {
      digitalWrite(LEDB, LOW);
    }
    delay(PSE);
    randomSeed(analogRead(0));
    COLOR = random(1, 4); // Выбор случайного цвета
  }
  // Цыкл выполняется, если цвет красный
  if (COLOR == 1 && digitalRead(Button) == HIGH) {
    digitalWrite(LEDGr, HIGH);
    digitalWrite(LEDB, HIGH);
    delay(PSE);
    TME = millis(); // Рекордное время с момента запуска программы
    digitalWrite(LEDR, LOW);
    while (digitalRead(Button) == HIGH) { // Выполняется до тех пор, пока кнопка не будет отпущена, записывая время реакции
      delay(1);
    }
    lcd.display();
    RTME = millis() - TME; // Время реакции в миллисекундах
    lcd.print("Reaction Time:"); // Отображение на ЖК-экране
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print(RTME);
  }
  // Выполняется, если цвет не красный, но кнопка отпущена
  if (COLOR != 1) {
    lcd.print("Released too");
    lcd.setCursor(0, 1); // Перейти ко второй строке
    lcd.print("soon!!!");
    tone(13, 3000, 1500);
    delay(500);
    noTone(13);
  }
  // Проверка не перезапускается до тех пор, пока кнопка не будет нажата один раз
  while (digitalRead(Button) == LOW) {
    delay(10);
  }
  digitalWrite(LEDR, LOW); // Сброс всех индикаторов, чтобы начать все сначала
  digitalWrite(LEDB, LOW);
  digitalWrite(LEDGr, LOW);
  lcd.clear();
  lcd.print("Hold Button to");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("start.");
  int Time = 0;
  delay(1000);
}

Теги: