Connect 4

Autor: Lupuleasa Marian-Paul 336CA

Un joc multiplayer (2 persoane) în care jucătorii au alocate piese de o anumită culoare și le vor folosi pentru a completa, alternativ, un grid 4×4. Câstigă primul jucător care face o secvență de 4 piese aliniate.

Scopul proiectului este agrementul. Acest joc se poate juca în 2, ceea ce oferă posibilitatea socializării.

Idee de bază de la care am pornit a fost dorința de a face un joc interactiv, nu foarte simplu, pe care să îl pot dezvolta prin adăugare de funcționalități noi. Inițial am vrut să creez un joc de X și O, dar ideea finală este puțin mai complexă datorită mărimii spațiului de joc, dar și a condițiilor de joc în sine.

Utilitatea proiectului coincide cu scopul acestuia, și anume, agrementul și socializarea.

Vor exista 2 jucători care vor plasa, alternativ, piese pe grid (matrice de LED-uri de dimensiune 4×4).

Cu ajutorul a 2 butoane, playerii pot selecta poziția pe care vor plasa piesa (dreapta/jos) și confirmarea selecției se va face cu un al 3-lea buton. După confirmarea selecției, este rândul celuilalt player să își facă mișcarea.

La fiecare confirmare a selecției, se va verifica dacă pe grid există o secvență de 4 piese de aceeași culoare (în orice direcție) și, în caz afirmativ, jocul se va termina.

Componente

• Arduino UNO
• Breadboard
• 3 Butoane (2 pentru selectarea poziției, 1 pentru confirmarea plasării piesei)
• Buzzer (sunet pentru terminarea unei runde, sunet pentru câștigarea unui anumit număr de runde, sunet pentru semnalizarea player-ului a cărui rând este)
• Fire
• LCD I2C (afișarea playerului care trebuie să își plaseze piesa, afișarea câștigătorului unei runde, afișarea scorului)
• Matrice de LED-uri (reprezentarea gridului)
• Rezistente

Schema bloc

Schema electrică

Deoarece nu există componenta ”Matrice de LED-uri bicolore”, în Tinkercad, am folosit LED-uri RGB pentru a simula interactiunea dintre componente și pinii Arduino.

Am folosit biblioteca <LCD_I2C.h> pentru adaptorul I2C și display LCD:

• lcd.begin(): inițializarea ecranului LCD
• lcd.clear(): resetează ecranul LCD-ului pentru a nu rămâne caractere nedorite
• lcd.setCursor(x, y): setează poziția cursorului pe rândul y, coloana x
• lcd.print(string): afișează string pe LCD

În setup():

• inițializez ecranul LCD, butoanele, buzzer-ul și LED-urile

În loop():

• simulez scenariul de joc prin alternarea rândului jucătorilor, aprinderea LED-urilor, activarea buzzer-ului și afișarea de text pe ecranul LCD

Funcții:

• selectRow(int nr): setează pinii corespunzători rândului nr pe LOW pentru a putea fi aprinși
• select(Red/Green)Col(int nr, int state): setează pinii corespunzători rândului nr pe state
• fourConnect(int* arr, int player): verifică dacă player-ul curent a câștigat jocul

Logica codului:

• mă folosesc de 2 matrice: green și red, pentru a ține minte care LED-uri trebuie aprinse și care nu la orice moment al jocului
• în orice moment al jocului, poziția curentă în matrice va fi marcată de un LED aprins provizoriu, până când player-ul confirmă selecția
• navigarea se face cu ajutorul a două butoane, unul care mișcă poziția jucătorului la dreapta și unul care o mișcă în jos
• după fiecare selecție, se verifică dacă jucătorul a câștigat runda respectivă și, dacă da, se incrementează scorul și se resetează jocul

Link Demo: https://youtu.be/169sOtUbzFk

Proiectul a fost unul foarte interesant și m-a avut să imi fixez o parte din cunoștințele materiei de Proiectarea cu Microprocesoare.

Am învățat să lucrez cu componente hardware și să le folosesc pentru a crea un proiect cu o aplicație practică.

De asemenea, am realizat că trebuie să îmi gestionez mai bine timpul, deoarece a trebuit să aștept comenzile pentru componente și am fost nevoit să fac mai multe comenzi din cauzanefuncționării anumitor componente.

Am întâmpinat o serie de dificultăți pe parcursul proiectului:

• Problemă: Cumpărarea unui LCD fără pini
• Soluție: Cumpărarea unui alt LCD cu protocolul I2C

• Problemă: Arderea unor LED-uri de pe matrice
• Soluție: Cumpărarea unei alte matrice

• Problemă: Imposibilitatea realizării designului în TinkerCad
• Soluție: Am testat codul direct pe componentele hardware

• Problemă: Nu am găsit o matrice de LED-uri bicolore în TinkerCad
• Soluție: Am folosit mai multe LED-uri RGB pentru a simula matricea și a păstra logica circuitului

connect4.zip

20 Aprilie 2022 - Alegerea temei

22 Aprilie 2022 - Documentație 1 (descriere, listă componente, schemă bloc)

9 - 15 Mai 2022 - Procurare componente

16 - 27 Mai 2022 - Implementare proiect (Hardware + Software)

27 Mai 2022 - Documentatie 2 (schemă electrică, rezultate, concluzii, bibliografie)

28 Mai - 1 Iunie 2022 - Finalizare proiect + Documentatie 3 (demo, cod, concluzii finale)

Idee generala despre proiect: https://www.instructables.com/Connect-4-Game-Using-Arduino-and-Neopixel/

Cum sa utilizez LCD I2C: https://create.arduino.cc/projecthub/akshayjoseph666/interface-i2c-16x2-lcd-with-arduino-uno-just-4-wires-273b24

Cum sa utilizez matricea de LED-uri: https://www.youtube.com/watch?v=X9tsfOeYnAU

Export to PDF