Pixel Runner este un joc de tip runner inspirat de T-Rex Dino din Chrome, realizat pe Arduino cu LCD, LED RGB, buzzer si mai multe butoane, care testeaza reflexele si atentia utilizatorului prin sarituri peste cactusi ce apar aleatoriu. Ideea proiectului a pornit din dorinta de a transpune o experienta clasica de gaming pe un dispozitiv fizic, dezvoltand atat abilitatile de programare embedded, cat si cele de lucru cu hardware-ul. Jocul este util si distractiv, oferind un mod practic de a invata electronica si programarea, fiind totodata o platforma buna pentru experimente educationale sau extinderi creative de tip meniu, niveluri de dificultate si feedback audio-vizual.

Implementare joc Pixel Runner pe LCD cu Arduino.

Proiectul foloseste o placa Arduino UNO, un afisaj LCD, LED RGB, buzzer si trei butoane pentru control. Utilizatorul poate selecta nivelul de dificultate si controleaza un dinozaur care trebuie sa sara peste obstacole. LED-ul ofera feedback vizual, iar buzzer-ul reda efecte sonore si melodii de joc. Scorul curent si cel maxim sunt afisate pe ecran, iar meniul interactiv permite navigarea usoara. Jocul este atat distractiv, cat si educativ, ajutand la dezvoltarea abilitatilor de programare si lucru cu hardware-ul Arduino.

Stadiul Actual al Implementarii Circuitul hardware este finalizat si complet functional. Toate componentele din lista de piese au fost interconectate pe un breadboard si conectate la placa de dezvoltare Arduino UNO. Montajul respecta schema electrica si este capabil sa ruleze logica jocului “Pixel Runner”, raspunzand la comenzi si afisand elementele vizuale si auditive conform codului.

Componente Folosite si Rolul Lor:

• Arduino UNO R3: Reprezinta unitatea centrala a proiectului. Ruleaza codul sursa, proceseaza logica jocului, citeste starea butoanelor si controleaza toate componentele externe (LCD, LED, Buzzer).
• Afisaj LCD I2C 16×2: Este interfata vizuala principala. Afiseaza personajul, obstacolele, scorul, vietile ramase si meniurile de navigare. Modulul I2C simplifica mult conexiunile.
• 3 x Butoane: Sunt dispozitivele de intrare pentru jucator.
• * Buton Start/Saritura: Porneste jocul si controleaza actiunea de saritura a personajului.
• * Butoane Stanga/Dreapta: Permit navigarea prin meniurile jocului (selectare jucator, dificultate, etc.).
• LED RGB: Ofera feedback vizual colorat despre starea jocului:
• * Verde: Joc in desfasurare normala.
• * Albastru: Personajul este in timpul unei sarituri.
• * Rosu: Sfarsitul jocului (Game Over).
• Buzzer Pasiv: Componenta audio a proiectului. Genereaza efecte sonore (saritura, coliziune) si melodia din timpul jocului si de la finalul acestuia.
• Rezistenta 1.0kΩ: Este folosita ca rezistenta de limitare a curentului pentru a proteja pinii digitali ai placii Arduino, de obicei in serie cu LED-ul sau buzzer-ul.

Descrierea Detaliata a Pinilor Afisaj LCD (I2C):

Pin SDA → Pin A4 (Arduino): Linia de date (Serial Data). Pin SCL → Pin A5 (Arduino): Linia de ceas (Serial Clock). Motivatie: A4 si A5 sunt pinii hardware dedicati pentru comunicatia I2C pe placa Arduino Uno. Utilizarea I2C reduce numarul de pini necesari pentru controlul ecranului de la peste 6 la doar 2. Butoane:

Start/Saritura → Pin Digital 2: Motivatie: Pinul 2 este unul dintre pinii de intrerupere externa pe Arduino Uno. Folosirea unei intreruperi (attachInterrupt) asigura detectarea apasarii butonului instantaneu, fara intarziere, ceea ce este critic pentru o actiune de saritura precisa. Stanga → Pin Digital 3: Dreapta → Pin Digital 4: Motivatie: Acesti pini digitali sunt folositi ca intrari simple. Sunt configurati ca INPUT_PULLUP, eliminand necesitatea rezistentelor externe pentru a mentine o stare logica stabila. LED RGB:

Pin Rosu → Pin Digital 6: Pin Verde → Pin Digital 10: Pin Albastru → Pin Digital 13: Motivatie: Pinii 6 si 10 sunt pini PWM (Pulse Width Modulation), necesari pentru a controla intensitatea fiecarei culori prin functia analogWrite. Pinul 13 este utilizat pentru componenta albastra conform codului furnizat. Buzzer Pasiv:

Iesire → Pin Digital 5: Motivatie: Pinul 5 este un pin PWM, ceea ce il face ideal pentru a genera tonuri de diferite frecvente si durate folosind functia tone(), necesara pentru melodiile si efectele sonore din joc.

Schema electrica:

Circuit design:

Hardware:

Mediu de dezvoltare :

• Arduino IDE - Ales pentru dezvoltarea acestui proiect datorita interfetei prietenoase, compatibilitatii extinse cu placile Arduino si ecosistemului bogat de librarii.

Librării şi surse 3rd-party :

• LiquidCrystal_I2C - Librarie pentru comunicarea cu display-ul LCD prin protocolul I2C, permitand afisarea caracterelor personalizate si a textului pe ecranul 16×2.
• EEPROM - Librarie standard Arduino pentru accesarea memoriei non-volatile, folosita la stocarea scorurilor maxime ale utilizatorilor.

Algoritmi şi structuri implementate :

• Masina de stari pentru meniuri - Implementeaza navigarea intre diferite ecrane (meniu principal, setari, instructiuni, selectare nivel) folosind aceleasi butoane.

• Sistem dinamic de generare a obstacolelor - Algoritmul genereaza obstacole (cactusi) cu frecventa si spatiere adaptata la nivelul de dificultate selectat.

• Sistem de coliziuni - Detecteaza suprapunerea intre personajul jucatorului si obstacole, cu reactie corespunzatoare (pierdere vieti, sfarsit de joc).

• Mecanisme de economisire a energiei - Implementare a modului sleep cu detectie de inactivitate si reactivare la apasarea butoanelor.

• Algoritm de animatie a caracterelor - Sistem de alternare a frame-urilor de animatie pentru personaje (Dino, Ghost, LGhost) in functie de starea jocului.

• Structura de memorare a scorurilor - Utilizeaza EEPROM pentru a pastra scorurile maxime pentru multiple profiluri de jucatori.

Functii principale de control al fluxului jocului:

• setup() - Initializeaza hardware-ul, afisajul si variabilele de joc
• loop() - Controleaza starea jocului, verifica timpi si detecteaza input-ul utilizatorului
• resetGame() - Reseteaza toate variabilele pentru inceperea unui joc nou

Functii pentru gestionarea interactiunii cu utilizatorul:

• showMainMenu(), selectPlayer(), selectLevel(), selectCharacter() - Gestiunea meniurilor
• buttonPressed() - Detecteaza apasarea butoanelor cu debouncing
• onJumpButtonPress() - Functie de intrerupere pentru butonul de salt

Functii pentru mecanica jocului:

• Logica de detectie a coliziunilor implementata in bucla principala
• Controlul saltului personajului cu timing bazat pe millis()
• Generarea dinamica a obstacolelor cu spatiere si frecventa variabila

Functii de audio si efecte vizuale:

• playSound(), playFullMelody(), playGameplayMusic() - Sistemul audio
• setRGB() - Controleaza LED-ul RGB pentru feedback vizual
• Melodii integrate pentru diferite evenimente din joc

Functii pentru gestionarea memoriei:

• loadHighScores(), saveHighScore(), forceHighScore() - Manipuleaza datele in EEPROM

Functii pentru economisirea energiei:

• enterSleepMode(), wakeUp() - Controleaza modul de economisire a energiei

Acest cod integreaza in mod eficient multiple tehnologii (GPIO, I2C, Intreruperi, Timere, PWM) pentru a crea o experienta de joc completa pe o platforma cu resurse limitate, demonstrand implementarea practica a conceptelor studiate in laboratoare.

Cod sursa: Pixel Runner GitHub Repository

• Proiectul Pixel Runner Game functioneaza complet pe platforma Arduino, cu afisaj LCD I2C, LED RGB, buzzer si butoane.
• Meniurile sunt intuitive, permit selectarea jucatorului, a nivelului de dificultate si a personajului, precum si accesarea scorurilor si setarilor.
• Jocul ruleaza fluent, cu animatii pentru personaj si obstacole, si cu mecanism de coliziuni functional.
• Sistemul de scoruri maxime functioneaza corect, scorurile fiind salvate si incarcate din EEPROM pentru fiecare profil de jucator.
• Modul sleep reduce consumul energetic, iar sistemul revine rapid la functionare la apasarea oricarui buton.
• Toate efectele sonore si vizuale (melodii, culori LED) se activeaza conform evenimentelor din joc, imbunatatind experienta utilizatorului.
• Setarile permit activarea/dezactivarea sunetului si resetarea scorurilor fara probleme.
• Codul este modular si usor de extins sau adaptat pentru alte functionalitati sau platforme.
• Testele efectuate au demonstrat stabilitatea jocului chiar si dupa utilizare indelungata, fara blocari sau erori.
• Proiectul inglobeaza cu succes cerintele de laborator (GPIO, I2C, intreruperi, timere, PWM), demonstrand integrarea practica a acestora intr-o aplicatie reala.

Proiectul a integrat cu succes mai multe tehnologii hardware si software pe Arduino, oferind o experienta de joc stabila si interactiva. Toate cerintele de laborator au fost respectate, iar codul este modular si usor de extins. Experienta acumulata este utila pentru proiecte viitoare in domeniul sistemelor embedded.

Proiectul utilizeaza concepte studiate in laborator, precum GPIO (interfatarea cu butoane si LED), I2C (comunicarea cu LCD-ul), intreruperi hardware (pentru butonul de salt), PWM (pentru controlul ledului RGB si buzzer), precum si timere software (gestionarea timpului de joc si a animatiilor) – integrand astfel cerintele pentru laboratoare PM.

https://docs.arduino.cc/learn/built-in-libraries/eeprom/

Export to PDF