This is an old revision of the document!
Micro Invaders
Introducere
Prezentarea pe scurt a proiectului:
- Proiectul constă într-un joc interactiv inspirat de „Chicken Invaders”, cu afișaj pe un ecran LCD, ce poate fi controlat cu ajutorul unui joystick și al unor butoane.
- Scopul proiectului este de a simula comportamentul unei console de jocuri de tip handheld. Acest concept presupune integrarea tuturor componentelor hardware (microcontrolerul, ecranul, joystick-ul și butoanele) într-un format compact și ergonomic.
- Ideea proiectului a pornit de la consolele pe care le-am folosit de-a lungul anilor, cum ar fi Nintendo DS sau Steam Deck, și de la un joc clasic al copilăriei mele: “Chicken Invaders”. Practic, mi-am propus să construiesc propria versiune a unei astfel de console, realizată de la zero și la o scară mult mai mică.
- Proiectul este, de asemenea, un exercițiu bun de optimizare și adaptare a codului unui joc video pentru un microcontroller, care are mai multe limitări (memorie redusă, clock speed scăzut, etc.).
Descriere generală
Jocul este implementat pe microcontroller-ul ATmega328P și include următoarele funcționalități:
- Afișaj video: Comunicarea cu ecranul LCD se realizează prin protocolul SPI.
- Controlul mișcării: Coordonatele navei sunt controlate prin joystick. Tensiunile potențiometrelor aferente axelor X și Y sunt convertite în valori numerice prin modulul ADC integrat pe microcontroller.
- Acțiuni: Butoanele sunt conectate la pinii digitali (GPIO). Pentru a filtra zgomotul mecanic (contact bounce) fără a folosi funcții blocante precum delay(), se utilizează un algoritm de debouncing bazat pe Timere.
Hardware Design
Bill of Materials
| Nr. crt. | Nume componentă | Specificații | Cantitate |
|---|---|---|---|
| 1 | Arduino Nano | Placă de dezvoltare bazată pe microcontroller-ul ATmega328P | 1 |
| 2 | Modul ecran LCD | Modul LCD de 1.44'' cu SPI și Controller ST7735 (128×128 px) | 1 |
| 3 | Joystick analogic | Modul joystick cu 2 potențiometre (axa X, axa Y) | 1 |
| 4 | Buton (Push button) | Microîntrerupător tactil | 1 |
| 5 | Breadboard | Placă de test 830 de puncte | 1 |
| 6 | Fire de conexiune | Fire cu izolație PVC (22AWG) | 1 set |
| 7 | Cablu USB | Pentru alimentare și programare | 1 |
Descriere componente
- Placa Arduino Nano: Aceasta conține microcontroller-ul ATmega328P care gestionează logica jocului, afișajul pe display și citește inputurile date de joystick și butoane.
- Ecran LCD: Pe acest ecran va fi afișat jocul “Micro Invaders” prin protocolul SPI.
- Joystick: Acesta conține 2 potențiometre care determină poziția navei pe ecran prin maparea valorilor sale la coordonatele X și Y.
- Push button: Folosit pentru a trage cu proiectile către inamici.
Pinout
| Componentă | Pin Componentă | Pin Arduino Nano | Port / Registru ATmega328P | Descriere |
|---|---|---|---|---|
| Display LCD | VCC | 5V | — | Alimentare logică ecran. |
| GND | GND | — | Masă circuit. | |
| SCL | Pin 13 | PORTB (PB5) | Hardware SPI Clock: Sincronizează transferul rapid de date. | |
| SDA | Pin 11 | PORTB (PB3) | Hardware SPI MOSI: Linie master-to-slave pentru trimis pixeli. | |
| RES | Pin 9 | PORTB (PB1) | Reset hardware la inițializarea ecranului. | |
| DC | Pin 8 | PORTB (PB0) | Data/Command: Schimbă starea între comenzi (0) și pixeli (1). | |
| CS | Pin 10 | PORTB (PB2) | Chip Select: Activează/dezactivează magistrala SPI pentru ecran. | |
| BLK | 3.3V | — | Alimentare LED Backlight (lumină fundal). | |
| Joystick | 5V | 5V | — | Alimentare potențiometre interne. |
| GND | GND | — | Referință masă (0V). | |
| VRx | Pin A0 | ADC0 (Canal 0) | Convertor Analog-Digital: Citește poziția X (valori 0-1023). | |
| VRy | Pin A1 | ADC1 (Canal 1) | Convertor Analog-Digital: Citește poziția Y (valori 0-1023). | |
| Push Button | Pin 1 | Pin 3 | PORTD (PD3) | Citire rapidă stare buton. Are Pull-up intern activat. |
| Pin 2 | GND | — | Închide circuitul la masă când butonul este apăsat. |
Schematic
Demo
Link video: https://youtu.be/86-g_5LCc6M?si=7hPv4MY68I2BOmY2
Software Design
Descrierea codului aplicaţiei (firmware):
- mediu de dezvoltare (if any) (e.g. AVR Studio, CodeVisionAVR)
- librării şi surse 3rd-party (e.g. Procyon AVRlib)
- algoritmi şi structuri pe care plănuiţi să le implementaţi
- (etapa 3) surse şi funcţii implementate
Mediu de dezvoltare
Aplicația a fost dezvoltată pe VS Code cu extensia PlatformIO.
Librării şi surse 3rd-party
Pentru controlul ecranului TFT și randarea primitivelor grafice, au fost utilizate următoarele librării externe:
- Adafruit_GFX Library: Oferă funcțiile de bază pentru desenarea figurilor geometrice (linii, dreptunghiuri).
- Adafruit_ST7735 Library: Asigură comunicarea SPI dintre ATmega328P și modulul LCD ST7735.
Rezultate Obţinute
Care au fost rezultatele obţinute în urma realizării proiectului vostru.
Concluzii
Download
O arhivă (sau mai multe dacă este cazul) cu fişierele obţinute în urma realizării proiectului: surse, scheme, etc. Un fişier README, un ChangeLog, un script de compilare şi copiere automată pe uC crează întotdeauna o impresie bună 
.
.
Fişierele se încarcă pe wiki folosind facilitatea Add Images or other files. Namespace-ul în care se încarcă fişierele este de tipul :pm:prj20??:c? sau :pm:prj20??:c?:nume_student (dacă este cazul). Exemplu: Dumitru Alin, 331CC → :pm:prj2009:cc:dumitru_alin.
Jurnal
Puteți avea și o secțiune de jurnal în care să poată urmări asistentul de proiect progresul proiectului.
Bibliografie/Resurse
Listă cu documente, datasheet-uri, resurse Internet folosite, eventual grupate pe Resurse Software şi Resurse Hardware.
