This is an old revision of the document!
Tamagotchi Circuits
Introducere
Tamagotchi Circuits este un proiect individual care combină embedded cu o interfață web servită de ESP32.
Ideea principală: o fantomă (Ghost Boo) afișată pe un ecran OLED devine tristă în timp. Pentru a o menține fericită, utilizatorul trebuie să joace minigame-uri — unele dintre ele implică construirea unor circuite electronice reale pe breadboard, pe care ESP32 le validează și le grafică.
Scopul proiectului este de a oferi un sistem de recompensă concret (menținem fantoma fericită) prin construirea și înțelegerea unor circuite electronice, învățând astfel concepte de bază din electronică și fizică:
- Voltage divider
- RC circuit — utilizatorul primește un τ țintă, fantoma grafică curba de descărcare
- RC high-pass / low-pass filter — fantoma devine fericită dacă filtrul funcționează corect
- Diode half-wave rectifier
- Capacitor as power buffer — ESP taie GPIO-ul, ADC-ul măsoară cât timp condensatorul menține tensiunea
- LDR light sensor — divizor de tensiune cu fotorezistență
- Transistor switch — ESP conduce baza, măsoară colectorul
TODO: Abstractizare generală a conceptului de „circuit minigame” ca struct/clasă — similar cu perechea GPIO25/GPIO34 din circuitul RC, fiecare minigame expune un GPIO de ieșire, unul de intrare (ADC), o funcție de măsurare și un criteriu de validare.
Am pornit de la ideea de a face un personaj tip Tamagotchi care devine fericit când este încălzit (senzor de temperatură extern) și am ajuns la un sistem complet de minigame-uri de electronică.
Proiectul este util pentru că stimulează dorința de a învăța electronică și de a construi circuite corecte, într-un mod interactiv și vizual.
Descriere Generală
Tipuri de minigame-uri
^ # ^ Minigame ^ Descriere ^ Reward ^
| 1 | Circuit minigame | Construiești un circuit real pe breadboard; ESP32 îl măsoară și validează | Fantoma animează o secvență de bucurie |
| 2 | Temperature minigame | Încălzești senzorul LM-35 cu mâna sau o sursă de căldură | Fantoma „se încălzește” vizual pe OLED |
| 3 | Metronome minigame | Reglezi două potențiometre pentru a seta frecvența și duty cycle-ul unui buzzer pasiv | Fantoma dansează pe ritmul setat |
| 4 | Deadbeet rhythm game | ESP32 redă o secvență de LED-uri; utilizatorul o repetă folosind butoane tactile | Fantoma aplaudă dacă secvența e corectă |
Schema bloc
Modulele principale și interacțiunile dintre ele:
- Interfața utilizator (WiFi 802.11 b/g/n) — o pagină web servită direct de ESP32 prezintă minigame-ul curent și, pentru circuit minigame-uri, schema circuitului de construit
- ESP-32 Devkit V1 — nucleul sistemului; orchestrează toate minigame-urile, servește interfața web, conduce OLED-ul și perifericele
- OLED SH1106 — afișează fantoma și starea ei (fericită / tristă / măsurând)
- Buzzer pasiv (PWM) — folosit în metronome minigame
- LED-uri (RGB) — folosite în deadbeet rhythm game
- 3 butoane tactile (GPIO) — input pentru deadbeet rhythm game
- ADC GPIO34 — măsurare circuit RC
- ADC GPIO35 — senzor temperatură LM-35
- ADC GPIO32 — potențiometru minigame
Hardware Design
Listă de piese
^ # ^ Componentă ^ Cantitate ^ Observații ^
| 1 | ESP-32 Devkit V1 (DOIT) | 1 | Microcontroller principal |
| 2 | Ecran OLED SH1106 1.3”, 128×64, I2C | 1 | SDA→GPIO21, SCL→GPIO22 |
| 3 | Senzor temperatură LM-35 | 1 | ADC→GPIO35 |
| 4 | Butoane tactile | 3 | Deadbeet rhythm game |
| 5 | LED-uri (preferabil RGB) | 3 | Deadbeet rhythm game |
| 6 | Buzzer pasiv | 1 | Metronome minigame (PWM) |
| 7 | Potențiometre | 2–3 | Metronome minigame + potentiometer minigame |
| 8 | Rezistențe, condensatoare, diode, fotorezistențe, tranzistoare | asortate | Pentru circuit minigame-uri |
| 9 | Fire de breadboard + breadboard | — | Conectică generală |
| 10 | Smartphone (WiFi) | 1 | Interfața utilizator web |
Scheme electrice
TODO: Schemă electrică pentru circuitul RC (GPIO25 → R → C → GPIO34/GND)
TODO: Schemă electrică pentru voltage divider minigame
TODO: Schemă electrică pentru LDR light sensor (divizor de tensiune cu fotorezistență)
TODO: Schemă electrică pentru transistor switch (NPN, ESP conduce baza, măsoară colectorul)
TODO: Schemă electrică pentru deadbeet rhythm game (3 butoane + 3 LED-uri)
TODO: Schemă electrică pentru metronome minigame (2 potențiometre + buzzer pasiv)
Diagrame de semnal
TODO: Diagramă semnal pentru RC circuit minigame — curba V(t) = V₀·(1 - e^(-t/τ)) capturată pe ADC, cu τ măsurat și τ țintă suprapuse
TODO: Diagramă semnal pentru deadbeet rhythm game — secvența ESP vs. secvența introdusă de utilizator
Rezultatele simulării
TODO: Nu se aplică direct — validarea se face pe hardware real. Eventual: simulare RC în Falstad Circuit Simulator pentru verificarea valorilor R și C.
Software Design
TODO: De completat după implementare. Secțiuni planificate:
- Mediu de dezvoltare: PlatformIO + ESP-IDF v5.x
- Librării third-party: niciuna — driver SH1106 custom, ADC oneshot driver (ESP-IDF built-in)
- Algoritmi planificați:
- Curve fitting exponențial prin linearizare (ln) + least-squares — pentru RC minigame
- Web server HTTP minimal servit din flash (SPIFFS) — pentru interfața WiFi
- Sistem de stare al fantomei (fericită / neutră / tristă) cu animații OLED distincte
- Abstractizare generală „circuit minigame” (struct cu GPIO in/out, funcție de măsurare, criteriu de validare, toleranță)
Rezultate Obținute
TODO: De completat după finalizarea proiectului.
Concluzii
TODO: De completat după finalizarea proiectului.
Download
TODO: Arhivă cu sursele finale, README și instrucțiuni de compilare/flash.
Jurnal
- 11 aprilie — prima comandă: breadboard, SSD1306 (OLED 0.96” I2C), LM-35
- 6 mai — a doua comandă: ESP-32, SH1106 (OLED 1.3” I2C)
- 10 mai — primul demo funcțional: fantoma animată pe OLED, circuit RC pe breadboard, grafic al curbei de descărcare afișat pe ecran
Bibliografie/Resurse
TODO: De completat. Resurse planificate:
- Datasheet SH1106 — https://www.displayfuture.com/Display/datasheet/controller/SH1106.pdf
- Datasheet LM-35 — https://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm35.pdf
- ESP-IDF v5 I2C Master docs — https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/latest/esp32/api-reference/peripherals/i2c.html
- ESP-IDF v5 ADC Oneshot docs — https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/latest/esp32/api-reference/peripherals/adc_oneshot.html
