Minesweeper

Introducere

Proiectul meu constă într-o simulare a jocului Minesweeper pe un display de dimensiuni reduse, în care este inclus un buzzer pentru a marca începutul și finalul jocului în funcție de verdictul acestuia (câștigător/necâștigător).

Scopul acestui proiect este să recreez experiența clasică a jocului Minesweeper pe un dispozitiv compact, oferind posibilitatea de experimenta acest joc captivant, chiar și într-un mediu mai restrâns.

Cred că acest proiect este util pentru alții deoarece oferă o alternativă de petrecere a timpului liber și stimulează logica și gândirea strategică. Pentru mine, acest proiect reprezintă o oportunitate de a-mi dezvolta abilitățile în programare și de a oferi o soluție creativă și interactivă pentru utilizatori.

Descriere generală

1. Inițializarea jocului:

Se inițializează matricea reprezentând tabla de joc pe placa Arduino cu dimensiunile prestabilite și se plasează un număr aleator de bombe în diverse poziții în matrice.
Se afișează pe display un mesaj de început și se activează buzzer-ul pentru a marca începutul jocului.

2. Interacțiunea utilizatorului:

Utilizatorul selectează o poziție din matrice, reprezentând o celulă din tabla de joc, folosindu-se de butoane (pentru selectare) și joystick (pentru mutare).
Dacă poziția aleasă este o bombă, se declanșează finalul jocului și se activează buzzer-ul pentru a indica pierderea.
Dacă poziția aleasă nu este o bombă, se afișează numărul de bombe adiacente (0, 1, 2, 3 etc.) și se continuă jocul.

3. Descoperirea zonei:

Dacă poziția selectată are valoarea 0 (adică nu are bombe adiacente), se descoperă automat o zonă de celule conectate care nu conțin bombe, extinzând astfel aria jocului.
Pentru aceste celule, se afișează numărul de bombe adiacente sau, în cazul în care sunt și ele 0, se continuă descoperirea zonei.

4. Verificarea câștigului:

După fiecare selectare a unei poziții, se verifică dacă toate celulele fără bombe au fost descoperite. Dacă da, jocul este câștigat.
În cazul câștigului, se declanșează finalul jocului și se activează buzzer-ul pentru a indica câștigul.

5. Finalizarea jocului:

Dacă utilizatorul a selectat o poziție cu bombă sau a descoperit toate celulele fără bombe, jocul se încheie.
Se afișează un mesaj corespunzător pe display și se dezactivează buzzer-ul pentru a marca sfârșitul jocului.

Hardware Design

Listă componente necesare:

Arduino UNO (sau echivalent) x 1
Display (I2C) x 1
Buzzer x 1
LED-uri x 2
Butoane x 4
Joystick analog x 1
Cabluri
Breadboard x 1
Rezistori

În imaginile ce urmează, am folosit 2 potențiometre în locul joystick-ului care se ocupă de mișcările pe sistemul de axe xOy.

Model Tinkercad:

Schematic:

Cum arată acum:

Software Design

Mediu de Dezvoltare

Platformă de Dezvoltare: Arduino IDE

Biblioteci folosite

1. Wire Library (`Wire.h`):

Descriere: Bibliotecă standard care facilitează comunicarea I2C între Arduino și alte dispozitive I2C.
Link: Wire Library

2. LiquidCrystal_I2C Library (`LiquidCrystal_I2C.h`):

Descriere: Utilizată pentru a controla afișajele LCD I2C.
Link: LiquidCrystal I2C Library

Algoritmi şi Metode Implementate

1. setup()

Descriere: Inițializează toate componentele utilizate în joc, inclusiv LCD-ul, butoanele, LED-urile și buzzer-ul. Afișează un mesaj de întâmpinare pe LCD și pornește sunetul de start. Setează timerul inițial și pregătește tabla de joc.

2. loop()

Descriere: Bucla principală a programului care verifică starea jocului. Actualizează afișajul și poziția cursorului în funcție de intrările joystick-ului și butoanelor. Dacă jocul nu s-a terminat, permite selectarea celulelor și resetarea jocului prin butoane. Dacă jocul s-a terminat, afișează un mesaj de final și permite resetarea jocului.

3. generate_board()

Descriere: Inițializează tabla de joc cu celule acoperite (`#`). Aceasta pregătește tabla pentru jocul nou.

4. initialize_game()

Descriere: Inițializează jocul cu o configurație predefinită a minelor pe tablă. Copiază configurația minelor într-o variabilă globală.

5. display_board()

Descriere: Afișează tabla de joc și timpul curent pe LCD. Afișează două rânduri din tablă și timpul de joc în format mm:ss în partea dreaptă a ecranului.

6. position_cursor()

Descriere: Poziționează cursorul pe baza intrării joystick-ului. Permite deplasarea cursorului în sus, jos, stânga și dreapta pe tablă.

7. select_cell()

Descriere: Selectează o celulă și dezvăluie conținutul acesteia. Dacă celula conține o mină, jocul se termină. Dacă celula conține `0`, dezvăluie și celulele adiacente care conțin `0`.

8. reveal_connected_zeros()

Descriere: Descoperă celulele adiacente care conțin `0` și celulele învecinate fără mine. Utilizează o coadă pentru a explora recursiv celulele adiacente.

9. check_win()

Descriere: Verifică dacă toate celulele non-mină au fost descoperite. Dacă toate celulele non-mină sunt descoperite, jucătorul câștigă.

10. display_win_message()

Descriere: Afișează mesajul de câștig pe LCD pentru 2 secunde.

11. display_game_over_message()

Descriere: Afișează mesajul de game over pe LCD pentru 2 secunde.

12. scroll_message()

Descriere: Afișează un mesaj pe LCD care se derulează pentru a încuraja jucătorul să reînceapă jocul. Este utilizat după terminarea jocului.

13. reveal_final_state()

Descriere: Dezvăluie starea finală a jocului cu bombele clipind timp de 3 secunde. Aceasta este utilizată atât pentru câștig, cât și pentru pierdere.

14. playStartSound()

Descriere: Redă un sunet de început specific atunci când jocul începe. Utilizează un buzzer pentru a reda o melodie predefinită.

15. playWinningSound()

Descriere: Redă un sunet specific de câștig atunci când jucătorul câștigă jocul. Utilizează un buzzer pentru a reda o melodie predefinită de câștig.

16. playLosingSound()

Descriere: Redă un sunet specific de pierdere atunci când jucătorul pierde jocul. Utilizează un buzzer pentru a reda o melodie predefinită de pierdere.

17. reset_game()

Descriere: Resetează toate variabilele și starea jocului pentru a începe un joc nou. Afișează un mesaj de inițializare pe LCD și redă sunetul de început. Resetează timerul, LED-urile și cursorul.

Surse şi Funcţii Implementate

Codul Principal: GitHub link

Laboratoare utilizate

Rezultate Obţinute

Demo Youtube: Link

Câteva poze cu carcasa finală:

Concluzii

Proiectul a fost o oportunitate excelentă de a învăța și de a aplica cunoștințe despre programarea microcontrolerelor, integrarea componentelor hardware și dezvoltarea unui joc complet funcțional. A fost un exemplu clar de cum se poate combina hardware-ul și software-ul pentru a crea o experiență interactivă și captivantă.

Consider că acest proiect m-a ajutat să vizualizez mai bine ce anume vreau să fac pe viitor.

Per total, proiectul este unul mai mult bazat pe software, dar care a avut și dificultăți hardware pentru a obține rezultatele corecte.