Тетріс на базі Arduino та двоколірних світлодіодних матриць

Один з наборів для самостійної збірки jolliFactory постачається з модулем керування двоколірною світлодіодною матрицею. Даний модуль дозволяє з'єднувати послідовно велику кількість модулів відповідно до вимог вашого проєкту.

З допомогою цих модулів було виготовлено кілька цікавих пристроїв:

• Проєкт Текстового дисплея з прокручуванням на базі 7 двоколірних світлодіодних матриць

• Проєкт Текстового дисплея з прокручуванням на базі двоколірної світлодіодної матриці з можливістю голосового керування та використанням Arduino (Bluetooth + Android)

Відеогра тетріс була випущена в 1984 році і мала величезний успіх для портативної ручної приставки Game Boy, випущеної в 1989 році, яка зробила її популярною до сьогодні.

Просто для розваги, ми вирішили створити простий тетріс з використанням двох послідовно з'єднаних двоколірних світлодіодних модулів, які керуються мікроконтролером Arduino. Ми переглянули багато сайтів в інтернеті, але не знайшли нічого подібного.

Ми намагалися знайти подібні проєкти в мережі Інтернет і отримали певну інформацію, яку згодом адаптували для створення простої гри тетріс на базі Arduino та двоколірної світлодіодної матриці.

Для виконання даного проєкту необхідні базові знання електроніки, деякі навички з паяння компонентів та знання мікроконтролера Arduino.

Нижче показано відео роботи готового пристрою.

Крок 1: Виготовлення драйвера керування двоколірним світлодіодним модулем

В даному проєкті використовуються дві світлодіодні матриці, керовані Arduino Nano. Нам знадобиться два набори Bi-color (Red/Green) LED Matrix Driver Module Kits від jolliFactory. Кожен з цих модулів використовує дві мікросхеми-драйвера MAX7219 для керування двоколірною світлодіодною матрицею. Ці мікросхеми ідеально підходять для нашого проєкту, оскільки знімають основну роботу з мікроконтролера та спрощують разводку логічних елементів пристрою.

Двоколірні світлодіодні матриці можна придбати тут.

Цей набір має всі необхідні компоненти. Для збору потрібні деякі навички паяння.

Нижче показано відео зі збору світлодіодного модуля:

Крок 2: Підключення

Після збору світлодіодних матриць, їх необхідно підключити до мікроконтролера Arduino Nano згідно принципової схеми підключення (світлодіодні матриці не показані для зручності відображення).

Для звукового виходу ігрової приставки ми використовували 8-омний динамік потужністю 0.5 ватта, керований безпосередньо одним з цифрових виводів Arduino через резистор 100 ом. В даному проєкті використовується основний звуковий тон. Для портативної приставки буде цілком достатньо невисокого рівня гучності, регульованого за допомогою простих налаштувань.

Для навігації та обертання блоків гри тетріс знадобиться SPST панель з чотирма натискними кнопками.

Необхідно використовувати підтягуючі резистори номіналом 10 кОм для вхідних виводів DATA IN, CLK та LOAD. При першій подачі живлення на мікроконтролер або при його скиданні лінії вводу/виводу будуть «висіти» в повітрі. Мікросхема MAX7219 побачить це як достовірні дані і почне відображати «сміття», поки мікроконтролер не почне обробляти управляючу програму. Щоб цього не відбувалося, необхідно використовувати підтягуючі резистори. Для зниження загальної кількості компонентів можна не використовувати підтягуючі резистори номіналом 10 кОм для вхідних виводів DATA IN і CLK.

За винятком двох двоколірних світлодіодних модулів та чотирьох натискних кнопок, ми виконали монтажні з'єднання всієї схеми на невеликій перфорованій платі розміром близько 60 мм x 60 мм.

Зверніть увагу, що на фото показані чотири натискні кнопки, встановлені на загальній перфорованій платі. Ми спочатку використовували їх для керування ігровою приставкою. Однак після виготовлення корпусу ми вирішили використовувати панель з встановленими на ній чотирма натискними кнопками для більш зручного керування грою. Ми з'єднали паралельно нашу панель з натискними кнопками з невеликими натискними кнопками на друкованій платі, тому керувати можна або натискними кнопками на друкованій платі, або на панелі.

Крок 3: Програмування плати Arduino

В плату Arduino необхідно завантажити скетч для керування дисплеєм.

Для цього ми використовували Arduino IDE V1.03.

Завантажуваний скетч гри тетріс дуже простий, без можливості вибору рівнів і підрахунку очок. Ви можете змінити і поліпшити даний скетч.

Крок 4: Корпус і остаточна збірка

Оскільки даний проєкт задумувався для сайту FUN factor без наміру використовувати пристрій тривалий час, ми не приділили великої уваги створенню надійного корпусу. Однак виготовлений корпус дозволяє зручно тримати пристрій і комфортно грати.

Для корпусу ми використали задню частину від картонної коробки з акриловою передньою кришкою, підфарбованою в блакитний колір, з установленими натискними кнопками. Ми навіть не прикріпили модулі до корпусу, оскільки вони дуже щільно увійшли в нього. На рисунках показані різні етапи збору модулів разом.

Оригінал статті