Trivia Game

Proiectul constă într-un joc de trivia interactiv care testează cunoștințele jucătorilor cu întrebări single-choice. Jocul suportă până la trei jucători simultan, fiecare dintre aceștia având un led asociat pentru a indica cine va răspunde primul la întrebări. La final se va anunța câștigătorul printr-un sunet specific.

• Scopul: Oferă o modalitate distractivă și educativă de a învăța și testa cunoștințele.
• Idea de bază: Crearea unei modalitate de învățare care integrează tehnologia hardware în educație.
• Utilitate: Util pentru învățare în medii educaționale, evenimente și acasă, îmbinând distracția cu educația.

Schema bloc:

Componente hardware:

• Arduino UNO R3
• LCD 16×2 I2C - afisarea întrebărilor
• 3 butoane - a se răspunde la întrebări de cei 3 jucători
• Buzzer - a anunța câștigătorul (la 5 puncte acumulate de un jucător)
• Led-uri - a evidenția cine va răspunde
• Telecomandă + senzor IR - a trece prin întrebări
• Breadboard, Fire, Rezistente

Schema electrica

Conexiuni componente hardware

• Afișaje LCD:
  • lcdLarge (LCD 20×4):
    • Adresă I2C: 0x26
    • Conexiuni:
      • SDA (Serial Data) - conectat la pinul SDA al microcontrolerului
      • SCL (Serial Clock) - conectat la pinul SCL al microcontrolerului
      • VCC - alimentat cu tensiunea de alimentare
      • GND - legat la masă
  • lcdSmall (LCD 16×2):
    • Adresă I2C: 0x27
    • Conexiuni:
      • SDA (Serial Data) - conectat la pinul SDA al microcontrolerului
      • SCL (Serial Clock) - conectat la pinul SCL al microcontrolerului
      • VCC - alimentat cu tensiunea de alimentare
      • GND - legat la masă

• Receptorul IR:
  • Pin utilizat: RECV_PIN = 8
  • Conexiuni:
    • Semnalul receptorului IR - conectat la pinul 8 al microcontrolerului
    • VCC - alimentat cu tensiunea de alimentare
    • GND - legat la masă
• LED-uri:
  • Pini utilizați:
    • ledRed = 1
    • ledBlue = 2
    • ledYellow = 3
  • Conexiuni:
    • Fiecare LED este conectat la câte un pin digital al microcontrolerului
    • Anozi LED-urilor sunt conectați la pinii respectivi
    • Catozi LED-urilor sunt conectați la masă prin rezistoare de limitare a curentului

• Butoane jucătorilor:
  • Pini utilizați:
    • playerButtonRed = 4
    • playerButtonBlue = 5
    • playerButtonYellow = 6
  • Conexiuni:
    • Fiecare buton este conectat la câte un pin digital al microcontrolerului
    • Butoanele sunt configurate pentru a genera întreruperi la apăsare (FALLING)
    • Butoanele sunt conectate la VCC prin rezistoare de pull-up

• Butoane de răspuns:
  • Pini utilizați:
    • buttonA = 10
    • buttonB = 11
    • buttonC = 12
    • buttonD = 13
  • Conexiuni:
    • Fiecare buton este conectat la câte un pin digital al microcontrolerului
    • Butoanele sunt conectate la VCC prin rezistoare de pull-up

• Buzzer:
  • Pin utilizat: buzzer = 9
  • Conexiuni:
    • Pinul buzzerului este conectat la un pin digital al microcontrolerului
    • Buzzerul este alimentat direct de la microcontroler

Componente conectate

Hardware 16.05.2024

Hardware 22.05.2024

Mediu de dezvoltare: Arduino IDE.

Prezentul proiect implementează un joc de trivia cu 3 jucători, utilizând următoarele biblioteci:

1. Wire.h: Utilizată pentru comunicarea I2C cu afișajele LCD.
2. LiquidCrystal_I2C.h: Bibliotecă pentru controlul afișajelor LCD I2C.
3. IRremote.h: Utilizată pentru detecția și decodificarea semnalelor infraroșii de la telecomandă.

Elementul de noutate al acestui proiect este integrarea unei funcționalități de răspuns la întrebări cu un mecanism de dezactivare temporară a butoanelor jucătorilor. Această caracteristică aduce o dinamică mai interesantă în cadrul jocului, impunând jucătorilor să fie atenți la momentul potrivit pentru a răspunde.

Funcționalitățile din laborator, precum utilizarea LCD-urilor, a senzorilor infraroșii și a LED-urilor, sunt integrate în acest proiect pentru a crea o experiență interactivă și atractiv vizual pentru jucători.

Scheletul proiectului constă din următoarele funcționalități principale:

• Inițializarea și configurarea afișajelor LCD, receptorului IR și a pinilor de intrare/ieșire.
• Definirea întrebărilor, variantelor de răspuns și a răspunsurilor corecte.
• Afișarea întrebărilor și a variantelor de răspuns pe ecranul LCD mare.
• Gestionarea apăsării butoanelor jucătorilor și a butoanelor de răspuns.
• Actualizarea punctajelor jucătorilor și afișarea acestora pe ecranul LCD mic.
• Detectarea și anunțarea câștigătorului, urmată de resetarea jocului.
• Optimizări, precum dezactivarea temporară a butoanelor jucătorilor pentru a evita apăsări multiple.

Funcționalitățile proiectului au fost validate prin testare manuală, verificând comportamentul în diferite scenarii de joc, cum ar fi răspunsuri corecte/incorecte, atingerea scorului de câștig, resetarea jocului etc.

Optimizările realizate în cadrul acestui proiect sunt legate de dezactivarea temporară a butoanelor jucătorilor, pentru a evita apăsări multiple și a oferi o experiență de joc mai echitabilă. Această optimizare a fost implementată pentru a îmbunătăți interacțiunea cu jocul și a crește implicarea jucătorilor.

Aplicarea cunoștințelor dobândite în cadrul laboratoarelor se poate observa prin intermediul unor elemente cheie integrate precum:

• Întreruperi:
  • Utilizarea întreruperilor asigură o reacție imediată a jocului la acțiunile jucătorilor, îmbunătățind semnificativ experiența de joc și reducând întârzierile.
  • Implementarea funcțiilor de gestionare a întreruperilor (handlePlayerButtonRed, handlePlayerButtonBlue, handlePlayerButtonYellow) demonstrează capacitatea de a configura și utiliza eficient mecanismele de întrerupere.
• I2C:
  • Utilizarea I2C permite o conexiune eficientă și scalabilă între microcontroler și afișaje, fără a necesita un număr mare de pini.
• Comunicație IR:
  • Implementarea comunicației IR cu telecomanda adaugă o interacțiune intuitiva și familiară pentru jucători, îmbogățind semnificativ experiența de joc.

Funcțiilor principale din codul proiectului de trivia game:

• setup():
  • Inițializarea și configurarea afișajelor LCD (lcdLarge și lcdSmall).
  • Configurarea modului pinilor pentru LED-uri, buzzer și butoane.
  • Inițializarea receptorului IR.
  • Pornirea jocului și afișarea primei întrebări.

• displayQuestionAndAnswers(int questionIndex):
  • Afișează întrebarea curentă și variantele de răspuns pe ecranul LCD mare.

• checkAnswer(char selectedAnswer):
  • Verifică dacă răspunsul selectat este corect.
  • Actualizează punctajul jucătorului și afișează rezultatul.
  • Trece la următoarea întrebare.

• updatePoints():
  • Actualizează punctajul jucătorului corespunzător.
  • Aprinde LED-ul jucătorului timp de 3 secunde.
  • Afișează actualizarea punctajului pe ecranul LCD mic.
  • Verifică dacă un jucător a câștigat.

• checkWinner():
  • Verifică dacă un jucător a atins 3 puncte (scorul de câștig).
  • Declanșează funcția announceWinner() dacă un jucător a câștigat.

• announceWinner():
  • Afișează mesajul de câștig pe ecranul LCD mic și mare.
  • Redă o melodie pentru a anunța câștigătorul.
  • Apelează funcția resetGame() pentru a pregăti o nouă rundă.

• resetGame():
  • Resetează punctajele jucătorilor la 0.
  • Afișează o numărătoare inversă pe ecranul LCD mare pentru a marca începutul unei noi runde.
  • Resetează variabilele și afișează prima întrebare.

• displayScores():
  • Actualizează afișarea punctajelor jucătorilor pe ecranul LCD mic.

• handlePlayerButtonRed(), handlePlayerButtonBlue(), handlePlayerButtonYellow():
  • Funcții de gestionare a întreruperilor generate de apăsarea butoanelor jucătorilor.
  • Activează LED-ul corespunzător jucătorului, dezactivează temporar butoanele și actualizează punctajul.

• Funcționalitate completă a jocului
  • Implementarea cu succes a întregului joc, de la afișarea întrebărilor și gestionarea răspunsurilor, la actualizarea punctajelor și detectarea câștigătorului.
  • Integrarea armonioasă a interacțiunii jucătorilor prin butoane și senzori IR.
• Experiență de joc îmbunătățită
  • Feedbackul vizual (LED-uri) și audio (buzzer) oferă o experiență de joc mai imersivă și plăcută.
• Atingerea obiectivelor de învățare
  • Dezvoltarea cunoștințelor de programare în mediul de dezvoltare Arduino IDE.
  • Conexiunea între software și hardware
  • Testare manuală și vizuală

Proiectul a fost o experiență interesantă, dificilă în prima parte neavând o experiență anterioară, dar totul s-a concluzionat în acumularea de foarte multe cunoștinte în câteva săptămâni.

Arhiva proiectului: 332cc_girnita_alexandra_claudia_triviagame.zip

• 20 aprilie: alegerea temei
• 22 aprilie: research piese
• 1 mai : realizare documentație + schema în tinkercad
• 6 mai : comandat piese
• 14 mai: finalizare hardware
• 21 mai: finalizare software + adăugare de câteva componente hardware
• 23 mai: prezentare proiect

• https://github.com/hibit-dev/buzzer/blob/master/src/other/nokia/nokia.ino
• https://www.hibit.dev/posts/62/playing-popular-songs-with-arduino-and-a-buzzer
• https://www.circuitbasics.com/arduino-ir-remote-receiver-tutorial/
• https://circuitdigest.com/article/16x2-lcd-display-module-pinout-datasheet
• https://www.instructables.com/1602-2004-LCD-Adapter-Addressing/

Export to PDF