Проект 8: Игра на запоминание

В этом проекте мы создадим собственную версию аркадной логической игры Touch me компании Atari, используя четыре светодиода, четыре кнопки, пьезоизлучатель, несколько резисторов и перемычки.

Плата Arduino Uno
Макетная плата
Перемычки
Пьезоизлучатель
4 четырехконтактные кнопки
4 светодиода
4 резистор с сопротивлением 20 Ом

Требуемые библиотеки

Tone

Нам понадобится

Принцип работы

В оригинальной игре компании Atari было четыре оборудованных светодиодами цветных панели, которые загорались в определенном порядке, после чего игрок должен был повторить комбинацию (см. рис. 8.1).

Наша игра на запоминание воспроизводит короткую начальную мелодию и мигает светодиодами в определенном порядке. После того, как вы повторите комбинацию, нажав кнопки в соответствующем порядке, программа выдаст комбинацию, усложненную на 1 шаг. Так происходит при каждом корректном вводе, чтобы усложнить процесс игры. Если вы ошибетесь при повторении комбинации, игра сбрасывается на начальный уровень.

Рисунок 8.1: Оригинальная игра Touch Me

Сборка

1. Установите кнопки на макетную плату так, чтобы они перекрывали собой канавку (словно мостики), а контакты А и В оказались на одной стороне от канавки, а С и D — на другой (см. рис. 8.2). (См. проект 1 для получения подробной информации о том, как работает кнопка.)

2. Подключите контакт В каждой кнопки к шине заземления макетной платы, а саму шину — к контакту GND платы Arduino.

Рисунок 8.2: Схема четырехконтактного кнопочного переключателя

3. Подключите контакт D каждой кнопки к цифровым контактам 2-5 платы Arduino (по порядку).

Установите светодиоды в макетную плату так, чтобы короткая ножка (катод) каждого из них была соединена с контактом С каждой кнопки. Установите длинную ножку (анод) каждого светодиода в отверстие справа, как показано на рис. 8.3.

Подключение

5. Установите на макетную плату резисторы с сопротивлением 220 Ом так, чтобы одна из ножек каждого резистора была соединена с длинной ножкой (анодом) каждого светодиода. Другую ножку каждого резистора с помощью перемычек подключите к Arduino к контактам 8-11, как показано на рис. 8.3.

Подключение

Убедитесь, что красный светодиод, подключенный к контакту 11 платы Arduino, соединен с кнопкой, подключенной к контакту 5. Желтый светодиод, подключенный к контакту 10, соединен с кнопкой, подключенной к контакту 4. Зеленый светодиод, подключенный к контакту 9, соединен с кнопкой, подключенной к контакту 3. Синий светодиод, подключенный к контакту 8, соединен с кнопкой, подключенной к контакту 2.

Подключение

7. Подключите черный провод пьезоизлучателя напрямую к контакту GND платы Arduino, а красный — к контакту 12 на плате Arduino.

8. Убедитесь, что ваша цепь соответствует схеме на рис. 8.3, а затем загрузите в память Arduino код скетча, приведенный в разделе «Скетч» далее в этом проекте.

Рисунок 8.3: Принципиальная схема игры на запоминание

Скетч

Скетч генерирует случайную последовательность, в которой будут зажигаться светодиоды. Случайное значение переменной у, генерируемое в цикле последовательности, определяет, на какой светодиод подается питание (например, если переменной у присваивается значение 2, загорается светодиод, подключенный к контакту 2). Во время игры вы должны запомнить последовательность и повторить ее, чтобы перейти на следующий уровень.

На каждом уровне предыдущая последовательность повторяется и добавляется еще одна вспышка случайного светодиода. Вспышка каждого светодиода сопровождается собственным тоном пьезоизлучателя, поэтому мелодия также меняется. Если вы ошиблись при повторе последовательности, программа перезапускается и воспроизводит другую последовательность. Для корректной компиляции скетча нужно подключить библиотеку Tone (доступную по адресу https://vk.com/s/v1/doc/V3o2X74YY7UA_jYg--f2Mk_V2Fny6W6OuwYaqlnTAnVeJmh9KTQ). Подробнее см. раздел «Библиотеки» в статье "Начало работы с Arduino".

#include &lt;Tone.h&gt; 
Tone speakerpin;
int starttune[] = {NOTE_C4, NOTE_F4, NOTE_C4, NOTE_F4, NOTE_C4,
                   NOTE_F4, NOTE_C4, NOTE_F4, NOTE_G4, NOTE_F4,
                   NOTE_E4, NOTE_F4, NOTE_G4
                  };
int duration2[] = {100, 200, 100, 200, 100, 400, 100, 100, 100, 100,
                   200, 100, 500
                  };
int note[] = {NOTE_C4, NOTE_C4, NOTE_G4, NOTE_C5, NOTE_G4, NOTE_C5};
int duration[] = {100, 100, 100, 300, 100, 300};
boolean button[] = {2, 3, 4, 5};   // Контакты, к которым подключены кнопки
boolean ledpin[] = {8, 9, 10, 11};  // Контакты, к которым подключены светодиоды
int turn = 0;           // Счетчик включений
int buttonstate = 0;        // Проверка состояния кнопки
int randomArray[100];       // Массив, содержащий до 100 вводов
int inputArray[100];

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  speakerpin.begin(12); // Контакт, к которому подключен пьезоизлучатель
  for (int x = 0; x &lt; 4; x++) {
    pinMode(ledpin[x], OUTPUT); // Перевод контактов, к которым подключены светодиоды, в режим вывода
  }
  for (int x = 0; x &lt; 4; x++) {
    pinMode(button[x], INPUT); // Перевод контактов, к которым подключены кнопки, в режим ввода
    digitalWrite(button[x], HIGH); // Включение внутреннего подтягивания; кнопки активны в верхнем положении (логическая инверсия)
  }
  // Генерация "большей случайности" функции randomArray, чтобы последовательность каждый раз менялась
  randomSeed(analogRead(0));
  for (int thisNote = 0; thisNote &lt; 13; thisNote ++) {
    speakerpin.play(starttune[thisNote]); // Воспроизведение следующей ноты
    if (thisNote == 0 || thisNote == 2 || thisNote == 4 ||
        thisNote == 6) { // Продолжение ноты
      digitalWrite(ledpin[0], HIGH);
    }
    if (thisNote == 1 || thisNote == 3 || thisNote == 5 ||
        thisNote == 7 || thisNote == 9 || thisNote == 11) {
      digitalWrite(ledpin[1], HIGH);
    }
    if (thisNote == 8 || thisNote == 12) {
      digitalWrite(ledpin[2], HIGH);
    }
    if (thisNote == 10) {
      digitalWrite(ledpin[3], HIGH);
    }
    delay(duration2[thisNote]);
    speakerpin.stop(); // Остановка для воспроизведения следующей ноты
    digitalWrite(ledpin[0], LOW);
    digitalWrite(ledpin[1], LOW);
    digitalWrite(ledpin[2], LOW);
    digitalWrite(ledpin[3], LOW);
    delay(25);
  }
  delay(1000);
}
void loop() {
  // Генерация массива, назначаемого игроку
  for (int y = 0; y &lt;= 99; y++) {
    digitalWrite(ledpin[0], HIGH);
    digitalWrite(ledpin[1], HIGH);
    digitalWrite(ledpin[2], HIGH);
    digitalWrite(ledpin[3], HIGH);
    // Воспроизведение следующей ноты
    for (int thisNote = 0; thisNote &lt; 6; thisNote ++) {
      speakerpin.play(note[thisNote]); // Продолжение ноты
      delay(duration[thisNote]); // Остановка для воспроизведения следующей ноты
      speakerpin.stop();
      delay(25);
    }
    digitalWrite(ledpin[0], LOW);
    digitalWrite(ledpin[1], LOW);
    digitalWrite(ledpin[2], LOW);
    digitalWrite(ledpin[3], LOW);
    delay(1000);
    // Ограничения переменной turn
    for (int y = turn; y &lt;= turn; y++) {
      Serial.println("");
      Serial.print("Turn: ");
      Serial.print(y);
      Serial.println("");
      randomArray[y] = random(1, 5); // Присвоение случайного номера (1-4)
      // Включение светодиодов в случайном порядке
      for (int x = 0; x &lt;= turn; x++) {
        Serial.print(randomArray[x]);
        for (int y = 0; y &lt; 4; y++) {
          if (randomArray[x] == 1 &amp;&amp; ledpin[y] == 8) {
            digitalWrite(ledpin[y], HIGH);
            speakerpin.play(NOTE_G3, 100);
            delay(400);
            digitalWrite(ledpin[y], LOW);
            delay(100);
          }
          if (randomArray[x] == 2 &amp;&amp; ledpin[y] == 9) {
            digitalWrite(ledpin[y], HIGH);
            speakerpin.play(NOTE_A3, 100);
            delay(400);
            digitalWrite(ledpin[y], LOW);
            delay(100);
          }
          if (randomArray[x] == 3 &amp;&amp; ledpin[y] == 10) {
            digitalWrite(ledpin[y], HIGH);
            speakerpin.play(NOTE_B3, 100);
            delay(400);
            digitalWrite(ledpin[y], LOW);
            delay(100);
          }
          if (randomArray[x] == 4 &amp;&amp; ledpin[y] == 11) {
            digitalWrite(ledpin[y], HIGH);
            speakerpin.play(NOTE_C4, 100);
            delay(400);
            digitalWrite(ledpin[y], LOW);
            delay(100);
          }
        }
      }
    }
    input();
  }
}
// Проверка ввода на соответствие последовательности
void input() {
  for (int x = 0; x &lt;= turn;) {
    for (int y = 0; y &lt; 4; y++) {
      buttonstate = digitalRead(button[y]); // Проверка нажатия кнопки
      if (buttonstate == LOW &amp;&amp; button[y] == 2) {
        digitalWrite(ledpin[0], HIGH);
        speakerpin.play(NOTE_G3, 100);
        delay(200);
        digitalWrite(ledpin[0], LOW);
        inputArray[x] = 1;
        delay(250);
        Serial.print(" ");
        Serial.print(1);
        // Проверка введенного пользователем значения на соответствие сгенерированному массиву
        if (inputArray[x] != randomArray[x]) {
          fail(); // If not, fail function is called
        }
        x++;
      }
      if (buttonstate == LOW &amp;&amp; button[y] == 3) {
        digitalWrite(ledpin[1], HIGH);
        speakerpin.play(NOTE_A3, 100);
        delay(200);
        digitalWrite(ledpin[1], LOW);
        inputArray[x] = 2;
        delay(250);
        Serial.print(" ");
        Serial.print(2);
        if (inputArray[x] != randomArray[x]) {
          fail();
        }
        x++;
      }
      if (buttonstate == LOW &amp;&amp; button[y] == 4) {
        digitalWrite(ledpin[2], HIGH);
        speakerpin.play(NOTE_B3, 100);
        delay(200);
        digitalWrite(ledpin[2], LOW);
        inputArray[x] = 3;
        delay(250);
        Serial.print(" ");
        Serial.print(3);
        if (inputArray[x] != randomArray[x]) {
          fail();
        }
        x++;
      }
      if (buttonstate == LOW &amp;&amp; button[y] == 5) {
        digitalWrite(ledpin[3], HIGH);
        speakerpin.play(NOTE_C4, 100);
        delay(200);
        digitalWrite(ledpin[3], LOW);
        inputArray[x] = 4;
        delay(250);
        Serial.print(" ");
        Serial.print(4);
        if (inputArray[x] != randomArray[x]) {
          fail();
        }
        x++;
      }
    }
  }
  delay(500);
  turn++; // Увеличение значения переменной turn
}
// Функция, используемая в случае, если игрок ошибся в последовательности
void fail() {
  for (int y = 0; y &lt;= 2; y++) { // Flash lights to indicate failure
    digitalWrite(ledpin[0], HIGH);
    digitalWrite(ledpin[1], HIGH);
    digitalWrite(ledpin[2], HIGH);
    digitalWrite(ledpin[3], HIGH);
    speakerpin.play(NOTE_G3, 300);
    delay(200);
    digitalWrite(ledpin[0], LOW);
    digitalWrite(ledpin[1], LOW);
    digitalWrite(ledpin[2], LOW);
    digitalWrite(ledpin[3], LOW);
    speakerpin.play(NOTE_C3, 300);
    delay(200);
  }
  delay(500);
  turn = -1; // Сбросить значение переменной turn для начала новой игры
}

Теги:

537

1 Января, 2023

Комментарии

Ваш комментарий будет первым