• Ce face: Proiectul „Console Chess” este o consolă portabilă bazată pe ATmega328P, care permite jucarea unei partide de șah (Player vs. Player). Folosește un ecran TFT de 2.8” pentru afișarea tablei, un D-Pad fizic (5 butoane) pentru mutări, un LED RGB și un buzzer pasiv pentru feedback vizual și sonor în timp real.
• Care este scopul lui: Implementarea logicii complexe a șahului pe un microcontroler pe 8 biți în C (bare-metal), optimizând utilizarea memoriei și gestionând eficient multiple periferice (comunicație SPI, generare semnale PWM, citire pini digitali).
• Care a fost ideea de la care am pornit: Construirea unui sistem interactiv complet de tip „retro-console” de la zero, îmbinând un joc clasic de strategie cu provocările ingineriei hardware la nivel de regiștri.
• De ce este util pentru alții și pentru mine: Pentru mine, este mediul ideal de a aprofunda interfațarea componentelor cu niveluri logice diferite (5V vs 3.3V) și lucrul avansat cu Timere și SPI. Pentru alți studenți, proiectul servește drept ghid practic și bază de cod (arhitectură software) pentru dezvoltarea de jocuri embedded pe arhitectura AVR.

Arhitectura proiectului este structurată în patru mari blocuri funcționale (Alimentare, Input, Procesare și Output), care interacționează constant pentru a oferi o experiență de joc fluidă.

Descrierea modulelor și a modului de interacțiune:

• Alimentare USB 5V: Reprezintă sursa de energie a întregului sistem. Tensiunea este preluată direct din portul USB (prin placa ATmega328P) și este distribuită către microcontroler și restul perifericelor de pe breadboard, asigurând funcționarea continuă.
• Blocul de Input (Butoane D-Pad): Este format din 5 butoane tactile configurate direcțional (Sus, Jos, Stânga, Dreapta, Select). Microcontrolerul interoghează constant starea acestor pini digitali (citire pini) pentru a capta intențiile jucătorului, cum ar fi navigarea cursorului pe tablă și selectarea pieselor de șah.
• Blocul de Procesare (Microcontroler ATmega328P): Reprezintă „creierul” consolei. La nivel software, acesta rulează întreaga logică a jocului: stochează matricea tablei de șah, validează mutările conform regulilor, gestionează rândul fiecărui jucător și declanșează evenimente (șah, șah-mat). El preia datele din Input, calculează noua stare a jocului și comandă perifericele din Output.
• Blocul de Output: Este responsabil pentru feedback-ul vizual și auditiv oferit utilizatorului:
  • Convertor Nivel Logic & Ecran TFT 2.8 inch: Microcontrolerul trimite date grafice (coordonate, culori, imagini cu piese) folosind protocolul SPI la o tensiune de 5V. Deoarece ecranul funcționează strict la 3.3V, convertorul de nivel logic acționează ca o punte de siguranță, scăzând tensiunea semnalelor SPI fără a pierde viteza de transmisie a datelor.
  • Buzzer Pasiv: Comunică cu microcontrolerul prin intermediul timerelor hardware. Primește semnale PWM (Pulse Width Modulation) de diferite frecvențe pentru a genera sunete specifice la navigare, erori (mutări invalide) sau victorii.
  • LED RGB: Este controlat direct prin pinii digitali de ieșire (I/O). Software-ul schimbă starea acestor pini pentru a modifica culoarea LED-ului, oferind o indicație vizuală rapidă (de exemplu, roșu pentru Player 1 și albastru pentru Player 2).

Stadiul actual al implementării (Milestone 2): Hardware-ul a fost asamblat cu succes pe breadboard. Microcontrolerul ATmega328P comunică corect cu ecranul TFT, generând imaginea tablei de șah. Divizorul de tensiune implementat manual protejează ecranul, iar perifericele de feedback (LED RGB, Buzzer) sunt integrate și gata de utilizare. Din cauza constrângerilor de spațiu fizic de pe breadboard (datorate rezistențelor), numărul de butoane pentru D-Pad a fost redus de la 5 la 4.

Maparea Pinilor și Justificarea Alegerii Lor:

Schema Electrică (Simulare vs. Realitate):

Schema electrică atașată mai sus a fost realizată și simulată inițial în mediul Wokwi. Este important de precizat câteva diferențe fundamentale între simulare și implementarea fizică:

• Microcontrolerul: Simularea folosește un Arduino Uno standard, în timp ce implementarea fizică utilizează placa ATmega328P Xplained Mini. Arhitectura pinilor este identică, codul fiind 100% compatibil.
• Nivelul Logic (Foarte Important): În Wokwi, ecranul TFT acceptă semnale logice de 5V direct de la microcontroler. În realitate, ecranul fizic suportă strict semnale de 3.3V pe liniile de date (MOSI, SCK, CS, DC, RST). Din acest motiv, în implementarea fizică, firele nu merg direct din placă în ecran, ci trec printr-o rețea de divizori de tensiune formați din rezistențe (1k Ohm și 2k Ohm) care coboară nivelul semnalului logic de la 5V la ~3.3V, protejând astfel ecranul de supratensiune.
• Butoanele: În schemă figurează 5 butoane. În montajul fizic, din cauza limitărilor de spațiu pe breadboard cauzate de aglomerarea rezistențelor pentru divizorul de tensiune, am redus interfața la 4 butoane (navigare direcțională).

Implementarea Fizică (Dovada Funcționalității):

Imaginea de mai sus demonstrează asamblarea completă și funcționalitatea ansamblului hardware pentru Milestone 2:

• Comunicarea SPI: Ecranul afișează corect tabla de șah (renderizare pixel-perfect cu măști de biți din memoria Flash), ceea ce dovedește că protocolul SPI hardware operează la viteză optimă și că divizorii de tensiune (vizibili pe breadboard) adaptează corect nivelul logic la 3.3V.
• Feedback Vizual: LED-ul RGB integrat pe breadboard este aprins (culoarea roșie), demonstrând controlul corect al pinilor I/O auxiliari pentru indicarea stării jocului.

Export to PDF