มินิโปรเจค สร้างเกม Endless Runner ด้วย Arduino และ จอ LCD
Endless Runner เป็นเกม ที่ตัวละครวิ่งหลบอุปสรรคระหว่างทางในเมือง New York อีกอย่างที่คุ้นเคยแน่นอนคือตัวละครและการเคลื่อนไหว และเกมแนว Endless Runner หรือ การวิ่งไปเรื่อยๆ โดยให้ทำคะแนนให้ได้มากที่สุด เป็นเกมที่เล่นง่าย สนุกและใช้ฆ่าเวลาได้เป็นอย่างดี
ประโยชน์และการนำโปรเจคไปพัฒนาต่อ
– เพื่อศึกษาการใช้งานของโปรแกรม Arduino IDE
– เพื่อศึกษาการใช้งานของ Arduino กับจอ LCD
– เพื่อศึกษาการใช้งานอินเตอร์รัพท์ของ Arduino
– เพื่อศึกษาการสร้างเกมด้วย Arduino
– เพื่อให้ผู้ที่สนใจสามารถนำไปพัฒนาต่อได้
อุปกรณ์ที่ใช้ในโปรเจค
*** การใช้งานแบบไม่ต้องการเชื่อมต่อสาย USB กับ คอมพิวเตอร์ ให้ใช้ Adapter DC 9V 1A Power Supply เป็นแหล่งจ่ายไฟ เสียบเข้ากับ DC Power Jack ของ บอร์ด Arduino ***
ขั้นตอนการทำโปรเจค
1. ต่อใช้งาน จอ LCD กับ Arduino
1.2 ประกอบ Sensor Shield V 5.0
1.3 เชื่อมต่อสาย LCD
1.4 ดาวน์โหลด Arduino I2C Library สำหรับ LCD
https://github.com/fdebrabander/Arduino-LiquidCrystal-I2C-library
1.5 ติดตั้ง I2C Library สำหรับ LCD
1.5.1 เชื่อมต่อสาย USB ระหว่าง คอมพิวเตอร์ กับ บอร์ด Arduino
1.5.2 เปิดโปรแกรม Arduino IDE
1.5.3 ไปที่ Skecth -> Include Library -> Add .ZIP Library...
1.5.4 ไปที่ ไลบรารี Arduino-LiquidCrystal-I2C-library-master.zip ที่เรา ดาวน์โหลด มา -> Open
1.5.5 ตรวจสอบที่ Skecth -> Include Library จะพบ ไลบรารี Arduino-LiquidCrystal-I2C-library-master เพิ่มเข้ามาใน Arduino IDE ของเรา
1.6 อัพโหลดโค้ด
1.6.1 เขียนโค้ดดังนี้
#include <Wire.h> #include <LiquidCrystal_I2C.h> LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); void setup() { lcd.begin(); lcd.backlight(); lcd.print("Hello, world!"); } void loop() { }
1.6.2 ไปที่ Tools > Board เลือกเป็น Arduino/Genuino UNO
1.6.3 ไปที่ Tools > Port แล้วเลือกพอร์ตที่ปรากฏ (กรณีใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ที่มี COM Port มากกว่าหนึ่ง ให้เลือกตัวอื่นที่ไม่ใช่ COM1)
ในตัวอย่างเลือกเป็น "COM6"
(ถ้ายังว่าง หรือ เป็น COM1 ให้ตรวจสอบการติดตั้งไดร์เวอร์ การต่อสาย USB ของ Arduino UNO)
เพื่ออัพโหลด
1.6.5 หากสามารถอัพโหลดโปรแกรมลงบอร์ดได้สำเร็จ จะแสดงคำว่า Done uploading. ที่แถบด้านล่าง
1.7 ปรับความสว่างหน้าจอ LCD
2. เชื่อมต่อสาย Push Button Switch
ปุ่มกด (Push Button) หรือสวิตซ์ (Switch) เป็นอุปกรณ์พื้นฐานที่ใช้กันทั่วไป เพื่อเชื่อมจุด 2 จุดในวงจรให้ถึงกัน มักใช้เพื่อรับข้อมูลจากผู้ใช้
พอร์ตที่สามารถใช้งานอินเตอร์รัพท์ได้
ในบอร์ด Arduino จะมีพอร์ตที่สามารถใช้อินเตอร์รัพท์ได้แบบจำกัด โดยพอร์ตที่สามารถใช้อินเตอร์รัพท์ได้ในบอร์ด Arduino แต่ละรุ่นก็จะแตกต่างกัน ซึ่งสามารถดูได้ตามตารางด้านล่างนี้
| Board | int.0 | int.1 | int.2 | int.3 | int.4 | int.5 |
| Uno | 2 | 3 | ||||
| Mega2560 | 2 | 3 | 21 | 20 | 19 | 18 |
| Leonardo | 3 | 2 | 0 | 1 | 7 |
ในการสร้างอินเตอร์รัพท์ จะใช้ลำดับขาอินเตอร์รัพท์มาใส่ในฟังก์ชั่น เช่น ในตาราง บอร์ด Arduino Uno มีพอร์ต 2 เป็นขาอินเตอร์รัพท์ลำดับที่ 0 ดังนั้นเมื่อนำไปใช้ในคำสั่ง ต้องนำหมายเลข 0 ไปใส่
คำสั่งกำหนดใช้อินเตอร์รัพท์
คำสั่ง attachInterrupt() เป็นคำสั่งกำหนด และสร้างอินเตอร์รัพท์ โดยมีรูปแบบการใช้งานดังนี้
รูปแบบคำสั่ง attachInterrupt(interrupt, ISR, mode)
- interrupt คือลำดับขาอินเตอร์รัพท์ตามที่ได้ดูไปในตาราง
- ISR คือชื่อฟังก์ชั่นที่จะไปถูกเรียกขึ้นมาเมื่อเกิดอินเตอร์รัพท์
- mode รูปแบบที่จะให้เกิดอินเตอร์รัพท์ มีทั้งหมด 4 รูปแบบดังนี้
- LOW จะเกิดอินเตอร์รัพท์ต่อเมื่อพอร์ตที่กำหนดไว้มีสถานะเป็น LOW
- CHANGE จะเกิดอินเตอร์รัพท์เมื่อพอร์ตที่กำหนดไว้มีการเปลี่ยนสถานะ เช่น จากสถานะ HIGH เป็น LOW หรือจาก LOW เป็น HIGH
- RISING จะเกิดอินเตอร์รัพท์เมื่อพอร์ตที่กำหนดไว้มีการเปลี่ยนสถานะจาก LOW เป็น HIGH
- FALLING จะเกิดอินเตอร์รัพท์เมื่อพอร์ตที่กำหนดไว้มีการเปลี่ยนสถานะจาก HIGH เป็น LOW
- HIGH จะเกิดอินเตอร์รัพท์ต่อเมื่อพอร์ตที่กำหนดไว้มีสถานะเป็น HIGH
2.1 เชื่อมต่อสาย Switch
3. อัพโหลดโค้ด เกม Endless Runner
เปิดโปรแกรม Arduino IDE อัพโหลดโค้ดดังนี้
#include <Wire.h> #include <LiquidCrystal_I2C.h> LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2); #define PIN_BUTTON 2 #define PIN_AUTOPLAY 1 #define PIN_READWRITE 10 #define PIN_CONTRAST 12 #define SPRITE_RUN1 1 #define SPRITE_RUN2 2 #define SPRITE_JUMP 3 #define SPRITE_JUMP_UPPER '.' // Use the '.' character for the head #define SPRITE_JUMP_LOWER 4 #define SPRITE_TERRAIN_EMPTY ' ' // User the ' ' character #define SPRITE_TERRAIN_SOLID 5 #define SPRITE_TERRAIN_SOLID_RIGHT 6 #define SPRITE_TERRAIN_SOLID_LEFT 7 #define HERO_HORIZONTAL_POSITION 1 // Horizontal position of hero on screen #define TERRAIN_WIDTH 16 #define TERRAIN_EMPTY 0 #define TERRAIN_LOWER_BLOCK 1 #define TERRAIN_UPPER_BLOCK 2 #define HERO_POSITION_OFF 0 // Hero is invisible #define HERO_POSITION_RUN_LOWER_1 1 // Hero is running on lower row (pose 1) #define HERO_POSITION_RUN_LOWER_2 2 // (pose 2) #define HERO_POSITION_JUMP_1 3 // Starting a jump #define HERO_POSITION_JUMP_2 4 // Half-way up #define HERO_POSITION_JUMP_3 5 // Jump is on upper row #define HERO_POSITION_JUMP_4 6 // Jump is on upper row #define HERO_POSITION_JUMP_5 7 // Jump is on upper row #define HERO_POSITION_JUMP_6 8 // Jump is on upper row #define HERO_POSITION_JUMP_7 9 // Half-way down #define HERO_POSITION_JUMP_8 10 // About to land #define HERO_POSITION_RUN_UPPER_1 11 // Hero is running on upper row (pose 1) #define HERO_POSITION_RUN_UPPER_2 12 // (pose 2) static char terrainUpper[TERRAIN_WIDTH + 1]; static char terrainLower[TERRAIN_WIDTH + 1]; static bool buttonPushed = false; void initializeGraphics(){ static byte graphics[] = { // Run position 1 B01100, B01100, B00000, B01110, B11100, B01100, B11010, B10011, // Run position 2 B01100, B01100, B00000, B01100, B01100, B01100, B01100, B01110, // Jump B01100, B01100, B00000, B11110, B01101, B11111, B10000, B00000, // Jump lower B11110, B01101, B11111, B10000, B00000, B00000, B00000, B00000, // Ground B11111, B11111, B11111, B11111, B11111, B11111, B11111, B11111, // Ground right B00011, B00011, B00011, B00011, B00011, B00011, B00011, B00011, // Ground left B11000, B11000, B11000, B11000, B11000, B11000, B11000, B11000, }; int i; // Skip using character 0, this allows lcd.print() to be used to // quickly draw multiple characters for (i = 0; i < 7; ++i) { lcd.createChar(i + 1, &graphics[i * 8]); } for (i = 0; i < TERRAIN_WIDTH; ++i) { terrainUpper[i] = SPRITE_TERRAIN_EMPTY; terrainLower[i] = SPRITE_TERRAIN_EMPTY; } } // Slide the terrain to the left in half-character increments // void advanceTerrain(char* terrain, byte newTerrain){ for (int i = 0; i < TERRAIN_WIDTH; ++i) { char current = terrain[i]; char next = (i == TERRAIN_WIDTH-1) ? newTerrain : terrain[i+1]; switch (current){ case SPRITE_TERRAIN_EMPTY: terrain[i] = (next == SPRITE_TERRAIN_SOLID) ? SPRITE_TERRAIN_SOLID_RIGHT : SPRITE_TERRAIN_EMPTY; break; case SPRITE_TERRAIN_SOLID: terrain[i] = (next == SPRITE_TERRAIN_EMPTY) ? SPRITE_TERRAIN_SOLID_LEFT : SPRITE_TERRAIN_SOLID; break; case SPRITE_TERRAIN_SOLID_RIGHT: terrain[i] = SPRITE_TERRAIN_SOLID; break; case SPRITE_TERRAIN_SOLID_LEFT: terrain[i] = SPRITE_TERRAIN_EMPTY; break; } } } bool drawHero(byte position, char* terrainUpper, char* terrainLower, unsigned int score) { bool collide = false; char upperSave = terrainUpper[HERO_HORIZONTAL_POSITION]; char lowerSave = terrainLower[HERO_HORIZONTAL_POSITION]; byte upper, lower; switch (position) { case HERO_POSITION_OFF: upper = lower = SPRITE_TERRAIN_EMPTY; break; case HERO_POSITION_RUN_LOWER_1: upper = SPRITE_TERRAIN_EMPTY; lower = SPRITE_RUN1; break; case HERO_POSITION_RUN_LOWER_2: upper = SPRITE_TERRAIN_EMPTY; lower = SPRITE_RUN2; break; case HERO_POSITION_JUMP_1: case HERO_POSITION_JUMP_8: upper = SPRITE_TERRAIN_EMPTY; lower = SPRITE_JUMP; break; case HERO_POSITION_JUMP_2: case HERO_POSITION_JUMP_7: upper = SPRITE_JUMP_UPPER; lower = SPRITE_JUMP_LOWER; break; case HERO_POSITION_JUMP_3: case HERO_POSITION_JUMP_4: case HERO_POSITION_JUMP_5: case HERO_POSITION_JUMP_6: upper = SPRITE_JUMP; lower = SPRITE_TERRAIN_EMPTY; break; case HERO_POSITION_RUN_UPPER_1: upper = SPRITE_RUN1; lower = SPRITE_TERRAIN_EMPTY; break; case HERO_POSITION_RUN_UPPER_2: upper = SPRITE_RUN2; lower = SPRITE_TERRAIN_EMPTY; break; } if (upper != ' ') { terrainUpper[HERO_HORIZONTAL_POSITION] = upper; collide = (upperSave == SPRITE_TERRAIN_EMPTY) ? false : true; } if (lower != ' ') { terrainLower[HERO_HORIZONTAL_POSITION] = lower; collide |= (lowerSave == SPRITE_TERRAIN_EMPTY) ? false : true; } byte digits = (score > 9999) ? 5 : (score > 999) ? 4 : (score > 99) ? 3 : (score > 9) ? 2 : 1; // Draw the scene terrainUpper[TERRAIN_WIDTH] = '\0'; terrainLower[TERRAIN_WIDTH] = '\0'; char temp = terrainUpper[16-digits]; terrainUpper[16-digits] = '\0'; lcd.setCursor(0,0); lcd.print(terrainUpper); terrainUpper[16-digits] = temp; lcd.setCursor(0,1); lcd.print(terrainLower); lcd.setCursor(16 - digits,0); lcd.print(score); terrainUpper[HERO_HORIZONTAL_POSITION] = upperSave; terrainLower[HERO_HORIZONTAL_POSITION] = lowerSave; return collide; } // Handle the button push as an interrupt void buttonPush() { buttonPushed = true; } void setup(){ pinMode(PIN_READWRITE, OUTPUT); digitalWrite(PIN_READWRITE, LOW); pinMode(PIN_CONTRAST, OUTPUT); digitalWrite(PIN_CONTRAST, LOW); pinMode(PIN_BUTTON, INPUT); digitalWrite(PIN_BUTTON, HIGH); pinMode(PIN_AUTOPLAY, OUTPUT); digitalWrite(PIN_AUTOPLAY, HIGH); // Digital pin 2 maps to interrupt 0 attachInterrupt(0/*PIN_BUTTON*/, buttonPush, FALLING); initializeGraphics(); lcd.begin(); } void loop(){ static byte heroPos = HERO_POSITION_RUN_LOWER_1; static byte newTerrainType = TERRAIN_EMPTY; static byte newTerrainDuration = 1; static bool playing = false; static bool blink = false; static unsigned int distance = 0; if (!playing) { drawHero((blink) ? HERO_POSITION_OFF : heroPos, terrainUpper, terrainLower, distance >> 3); if (blink) { lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Game Over"); } delay(250); blink = !blink; if (buttonPushed) { initializeGraphics(); heroPos = HERO_POSITION_RUN_LOWER_1; playing = true; buttonPushed = false; distance = 0; } return; } // Shift the terrain to the left advanceTerrain(terrainLower, newTerrainType == TERRAIN_LOWER_BLOCK ? SPRITE_TERRAIN_SOLID : SPRITE_TERRAIN_EMPTY); advanceTerrain(terrainUpper, newTerrainType == TERRAIN_UPPER_BLOCK ? SPRITE_TERRAIN_SOLID : SPRITE_TERRAIN_EMPTY); // Make new terrain to enter on the right if (--newTerrainDuration == 0) { if (newTerrainType == TERRAIN_EMPTY) { newTerrainType = (random(3) == 0) ? TERRAIN_UPPER_BLOCK : TERRAIN_LOWER_BLOCK; newTerrainDuration = 2 + random(10); } else { newTerrainType = TERRAIN_EMPTY; newTerrainDuration = 10 + random(10); } } if (buttonPushed) { if (heroPos <= HERO_POSITION_RUN_LOWER_2) heroPos = HERO_POSITION_JUMP_1; buttonPushed = false; } if (drawHero(heroPos, terrainUpper, terrainLower, distance >> 3)) { playing = false; // The hero collided with something. Too bad. } else { if (heroPos == HERO_POSITION_RUN_LOWER_2 || heroPos == HERO_POSITION_JUMP_8) { heroPos = HERO_POSITION_RUN_LOWER_1; } else if ((heroPos >= HERO_POSITION_JUMP_3 && heroPos <= HERO_POSITION_JUMP_5) && terrainLower[HERO_HORIZONTAL_POSITION] != SPRITE_TERRAIN_EMPTY) { heroPos = HERO_POSITION_RUN_UPPER_1; } else if (heroPos >= HERO_POSITION_RUN_UPPER_1 && terrainLower[HERO_HORIZONTAL_POSITION] == SPRITE_TERRAIN_EMPTY) { heroPos = HERO_POSITION_JUMP_5; } else if (heroPos == HERO_POSITION_RUN_UPPER_2) { heroPos = HERO_POSITION_RUN_UPPER_1; } else { ++heroPos; } ++distance; digitalWrite(PIN_AUTOPLAY, terrainLower[HERO_HORIZONTAL_POSITION + 2] == SPRITE_TERRAIN_EMPTY ? HIGH : LOW); } delay(100); }
credit : https://www.youtube.com/watch?v=LMWp1eWxj08 Ideas TV
