Создание игры Пинг-понг на Arduino

Это пятый урок курса по основам Ардуино. На этом уроке мы напишем первую игру на Arduino. Назовем ее Пинг-понг. Новых компонентов не добавляется. А значит владельцы любого из наборов серии «Дерзай» («Базовый«, «Изучаем Arduino» и «Умный дом«) смогут его повторить. Написание даже маленькой игры совсем непростая задача, и мы разобъем урок на 2 части.
Для данного проекта Вам понадобятся следующие детали, которые имеются в каждом из наборов Arduino :

Arduino Uno;
Кабель USB;
Плата прототипирования;
Провода «папа-папа» — 20 шт;
Резисторы 220 Ом – 8 шт;
Светодиоды – 8 шт;
Кнопка – 2 шт;
Резисторы 10 кОм – 2 шт;
Потенциометр.

Теперь о самой игре. В игре участвует 2 игрока. На поле (8 светодиодов) движется «шарик» (горящий светодиод) от одного края к другому. По достижению «стены» (крайнего положения поля (1 и 8 светодиод )) шарик отражается от «стены» и движется в противоположном направлении. «Шарик» меняет направление движения также при попаданию в «ракетку» игрока («ракетка» появляется на поле (2 и 7 светодиод) при нажатии игроком своей кнопки (при нажатии загорается светодиод) и исчезает при отжатии кнопки).

Кнопка может быть нажата не более определенного времени, по прошествии которого «ракетка» исчезает с поля, для установки «ракетки» на поле снова требуется нажатие игроком кнопки. Если шарик не отбит «ракеткой» игрока, он попадает в одно из крайних положений и фиксируется гол. Цель игры – забить больше голов.

Игра продолжается до достижения определенного счета. Скорость движения «шарика» будем устанавливать в соответствии с показаниями потенциометра.
Собираем схему, показанную на рисунке 1 (эта схема полностью повторяет схему из урока 4).

Приступим к написанию скетча.

В программе будет 4 режима:
0 — ожидание начала игры.
1 — движение мячика;
2 — индикация ГОЛ — мигание 2 сек;
3 — индикация победителя;

Рисунок 1. Схема соединений

В первой части урока мы напишем скетч движения шарика и индикации гола. Действия игроков мы рассматривать не будем. Переменная posball – позиция «шарика». Переменная dirball – направление движения «шарика». В режиме 1 (движение) мы через промежутки времени speedball (скорость движения шарика) изменяем положение шарика:
posball=posball+dirball;
При достижении крайних положений (0 и 7) мы меняем значение направления движения и переходим в режим 2 (индикация гола). Индикация гола – мигание крайнего светодиода в течении времени TIME_RES2 с частотой TIME_BLINK_RES2 :

 #define TIME_RES2 2000
 #define TIME_BLINK_RES2 200

По истечении времени TIME_RES2 переходим в режим 1. Скорость движения «шарика» вычисляем в каждом цикле по показаниям потенциометра:

 speedball=map(analogRead(POT),0,1023,MAX_SPEEDBALL,MIN_SPEEDBALL);

Создадим в Arduino IDE новый скетч, занесем в него код из листинга 1 и загрузим скетч на на плату Arduino. Напоминаем, что в настройках Arduino IDE необходимо выбрать тип платы (Arduino UNO) и порт подключения платы.
Листинг 1

 // количество кнопок
 #define COUNT_BUTTONS 2
 // количество светодиодов
 #define COUNT_LEDS 8
 // Аналоговый вход A0 для подключения потенциометра
 const int POT=0;
 // переменная для хранения значения потенциометра
 int valpot = 0;
 // условная единица мсек/1 шкалы
 int valscale=1000;

// Выводы Arduino для подключения
 // список светодиодов
 int pinleds[8]={4,5,6,7,8,9,10,11};
 // переменная для хранения времени нажатия мсек
 unsigned long alltimepressing=0;
 // переменная для хранения позиции мячика
 int posball=0;
 // направление движения мячика
 int dirball=1;
 // список кнопок
 int pinbuttons[2]={2,3};
 // список сохранения предыдущих состояний кнопок
 int lastbuttons[2]={0,0};
 // список сохранения текущих состояний кнопок
 int currentbuttons[2]={0,0};
 // состояние кнопки
 boolean pressing[2]={false,false};

// режим программы
 // 0 - ожидание начала игры
 // 1 - движение мячика
 // 2 - индикация ГОЛ - мигание 3 сек
 // индикация ПОБЕДА - мигание
 int res=1;
 // скорость движения мячика
 unsigned long speedball=0;
 unsigned long millisgoball=0;
 #define MIN_SPEEDBALL 1000
 #define MAX_SPEEDBALL 250
 // служебная для мигания гола
 unsigned long millisres2=0;
 #define TIME_RES2 2000
 unsigned long millisblinkres2=0;
 boolean blinkres2=true;
 #define TIME_BLINK_RES2 200

void setup()
 {
 Serial.begin(9600);
 // настроить выводы Arduino для светодиодов как выходы
 for(int i=0;i<COUNT_LEDS;i++) { pinMode(pinleds[i], OUTPUT); digitalWrite(pinleds[i],LOW); } Serial.println("start"); setleds(posball); } void loop() { // движение мячика if(res==1) { if((millis()-millisgoball)>=speedball)
 {
 posball=posball+dirball;
 if(posball==7)
 {
 res=2;
 posball=7;dirball=-1;
 millisres2=millis();millisblinkres2=millis();
 blinkres2=true;
 }
 else if(posball==-1)
 {
 res=2;
 posball=0;dirball=1;
 millisres2=millis();millisblinkres2=millis();
 blinkres2=true;
 }
 setleds(posball);
 millisgoball=millis();
 // определение скорости движения мячика
 speedball=map(analogRead(POT),0,1023,MAX_SPEEDBALL,MIN_SPEEDBALL);
 }
 }
 // ГОЛ !!! - blink
 if(res==2)
 {
 if(millis()-millisblinkres2>=TIME_BLINK_RES2)
 {
 blinkres2=!blinkres2;
 digitalWrite(pinleds[posball],blinkres2);
 millisblinkres2=millis();
 }
 if(millis()-millisres2>=TIME_RES2)
 {
 digitalWrite(pinleds[posball],HIGH);
 res=1;
 }
 }
 }
 // (включение-выключение светодиодов)
 void setleds(int pos)
 {
 // выключение светодиодов всех
 for(int i=0;i<8;i++)
 digitalWrite(pinleds[i],LOW);
 // включение светодиода позиции мячика
 digitalWrite(pinleds[pos],HIGH);
 }

После загрузки скетча наблюдаем движение «шарика» с отражением от стен (крайних позиций), по достижении крайних позиций – индикация гола (мигание крайнего светодиода) (см. рисунок 2,3).