สร้างเกมงู Dot Matrix 8×8 ด้วย Arduino พร้อม JoyStick
1. แนวคิด ความสำคัญและความเป็นมาของโครงการ
โรคสมาธิสั้นนี้พบได้บ่อยในทุกประเทศทั่วโลก ในประเทศไทยพบว่า ประมาณ 5% ของเด็กในวัยเรียนป่วยเป็นโรคสมาธิสั้น หมายความว่า ห้องเรียนห้องหนึ่งถ้ามีนักเรียนอยู่ประมาณ 50 คน จะมีเด็กที่ป่วยเป็นโรคสมาธิสั้นอยู่ในห้องเรียนประมาณ 2-3 คน อาการขาดสมาธิ คนนั้นจะมีลักษณะวอกแวกง่าย ขาดความตั้งใจในการทำงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งงานที่ต้องใช้ความคิด เด็กมักจะแสดงอาการเหม่อลอยบ่อยๆ ฝันกลางวัน ทำงานไม่เสร็จ เราจึงได้คิดเกมงูนี้ออกมาให้คนที่มีสมาธิสั้นได้ฝึกได้เล่นนอกจากจะให้ความสนุกสนานเพลิดเพลินกับแล้ว ยังเสริมสร้างพัฒนาการที่ดีอีกด้วย ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพด้านความจำ ฝึกการสังเกต การฝึกไหวพริบและฝึกสมาธิให้กับคนที่มีสมาธิสั้น และพัฒนาสมองให้ดีขึ้นอีกด้วย
2. วัตถุประสงค์และเป้าหมาย
– เพื่อศึกษาการทำงานของโปรแกรม
– เพื่อศึกษาการใช้งานของ Arduino
– เพื่อให้ผู้ที่สนใจสามารถนำไปพัฒนาต่อได้
– สามารถนำไปประยุกต์ใช้ในชีวิตประจำวันได้
3. วัสดุอุปกรณ์
– Arduino UNO R3 CH340G 1 ตัว
– กล่องใส 1 กล่อง
– Dot matrix led 8×8 1 ตัว
– Joystick module 1 ตัว
– สายแพร์
4. ขั้นตอนการจัดทำโครงงาน D.I.Y.
รูปการต่อวงจร
Source Code
#define MAX7219DIN 4
#define MAX7219CS 5
#define MAX7219CLK 6
#define JOYX A1
#define JOYY A0
#define BUTTON 2
#define SPEAKER 3
byte p[8]={0,0,0,0,0,0,0,0}; //bitmap to display
byte nums[10][3]={ //bitmap of numbers
{28,34,28},
{36,62,32},
{50,42,36},
{42,42,20},
{28,18,62},
{46,42,18},
{28,42,18},
{50,10,6},
{54,42,54},
{4,42,28}
};
byte marquee1[]={0,0,0,0,0,0,0,0,0,127,9,9,6,120,
4,4,56,84,84,24,0,72,84,36,0,72,84,36,0,0, 0, 62, 68, 68,
56, 68, 68, 56, 0, 0, 72, 84, 36, 0, 62, 68, 68, 0, 116, 84,
120, 0, 120, 4, 4, 0, 62, 68, 68, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0};
byte marquee2[]={0,0,0,0,0,0,70,73,49,0,56,
68,68,0,56,68,68,56,0,120,4,4,0,60,84,
92,0,40,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,
0,0,0,0,0,0,0,0,0,0};
char sx[64];
char sy[64]; //snake positions, zeroth is front of snake, first slen are valid
char dir=0; //1=up, 2=right, 3=down, 4=left
char slen=0;
int score=0;
char gamestate=0; //0=idle, 1=play, 2 =game over
unsigned long tc=80; //menu //time between game cycles (~speed/difficulty)
unsigned long ts=250;//snake
void setup() {
MAX7219init();
MAX7219brightness(1);
pinMode(BUTTON,INPUT_PULLUP);
pinMode(SPEAKER,OUTPUT);
}
void loop() {
switch(gamestate){
case 0: doidle(); break;
case 1: dogame(); break;
case 2: dogameover(); break;
case 3: dogameend(); break;
}
delay(gamestate ==1 ? ts : tc);
}
void dogameend(){
gamestate=2;
tone(SPEAKER,100,500);
}
void dogameover(){
//tc=80;
static int n=0;
marquee2[30]=nums[(score/100)%10][0];
marquee2[31]=nums[(score/100)%10][1];
marquee2[32]=nums[(score/100)%10][2];
marquee2[34]=nums[(score/10)%10][0];
marquee2[35]=nums[(score/10)%10][1];
marquee2[36]=nums[(score/10)%10][2];
marquee2[38]=nums[(score/1)%10][0];
marquee2[39]=nums[(score/1)%10][1];
marquee2[40]=nums[(score/1)%10][2];
MAX7219sendbm(marquee2+n);
n++;
if(n>sizeof(marquee2)-8){n=0;}
if(digitalRead(BUTTON)==LOW){ //change modes,
gamestate=0;
MAX7219sendbm(marquee1); //blank screen
while(digitalRead(BUTTON)==LOW){}// wait til released
}
}
void dogame(){
int i; //loop variable
char newx,newy;
int a;
if(slen==0){ //game is reset > initialise
score=0;
dir=1;
sx[0]=3;
sy[0]=3;
sx[1]=3;
sy[1]=4;
sx[2]=3;
sy[2]=5;
slen=3;
}
newx=sx[0];
newy=sy[0]; //new snake head position
a=analogRead(JOYX);
if(a<256){dir=2;}
if(a>768){dir=4;}
a=analogRead(JOYY);
if(a<256){dir=1;}
if(a>768){dir=3;}
switch(dir){
case 1: newy=newy-1;break;
case 2: newx=newx+1;break;
case 3: newy=newy+1;break;
case 4: newx=newx-1;break;
}
if((newx<0)||(newx>7)||(newy<0)||(newy>7)){ //outside walls > game over
gamestate=3;
}
for(i=0;i<slen;i++){
if((newx==sx[i])&&(newy==sy[i])){gamestate=3;} //collided with self > game over
}
for(i=63;i>0;i–){ //move old positions
sx[i]=sx[i-1];
sy[i]=sy[i-1];
}
sx[0]=newx;
sy[0]=newy;
for(i=0;i<8;i++){p[i]=0;} //clear display
for(i=0;i<slen;i++){ //draw snake
p[sx[i]]=p[sx[i]]|(1<<(sy[i]));
}
MAX7219sendbm(p);
score++; //increase score
slen=(score+50)/25; //increase length
tone(SPEAKER,440,10); //chirp for game rhythm
}
void doidle(){
//tc=80;
static int n=0;
MAX7219sendbm(marquee1+n);
n++;
if(n>sizeof(marquee1)-8){n=0;}
if(digitalRead(BUTTON)==LOW){ //change modes,
gamestate=1;
MAX7219sendbm(marquee1); //blank screen
//tc=200; //slow down
slen=0; //reset game
while(digitalRead(BUTTON)==LOW){}// wait til released
}
}
void MAX7219shown(byte n){
byte s[8];
s[0]=nums[(n/10)%10][0];
s[1]=nums[(n/10)%10][1];
s[2]=nums[(n/10)%10][2];
s[3]=0;
s[4]=nums[n%10][0];
s[5]=nums[n%10][1];
s[6]=nums[n%10][2];
s[7]=0;
MAX7219sendbm(s);
}
void MAX7219sendbm(byte p[]){
for(int i=0;i<8;i++){
MAX7219senddata(i+1,p[i]);
}
}
void MAX7219brightness(byte b){ //0-15 is range high nybble is ignored
MAX7219senddata(10,b); //intensity
}
void MAX7219init(){
pinMode(MAX7219DIN,OUTPUT);
pinMode(MAX7219CS,OUTPUT);
pinMode(MAX7219CLK,OUTPUT);
digitalWrite(MAX7219CS,HIGH); //CS off
digitalWrite(MAX7219CLK,LOW); //CLK low
MAX7219senddata(15,0); //test mode off
MAX7219senddata(12,1); //display on
MAX7219senddata(9,0); //no decode
MAX7219senddata(11,7); //scan all
for(int i=1;i<9;i++){
MAX7219senddata(i,0); //blank all
}
}
void MAX7219senddata(byte reg, byte data){
digitalWrite(MAX7219CS,LOW); //CS on
for(int i=128;i>0;i=i>>1){
if(i®){
digitalWrite(MAX7219DIN,HIGH);
}else{
digitalWrite(MAX7219DIN,LOW);
}
digitalWrite(MAX7219CLK,HIGH);
digitalWrite(MAX7219CLK,LOW); //CLK toggle
}
for(int i=128;i>0;i=i>>1){
if(i&data){
digitalWrite(MAX7219DIN,HIGH);
}else{
digitalWrite(MAX7219DIN,LOW);
}
digitalWrite(MAX7219CLK,HIGH);
digitalWrite(MAX7219CLK,LOW); //CLK toggle
}
digitalWrite(MAX7219CS,HIGH); //CS off
}
5. ผลการทดลอง
เริ่มต้น แสดงตัวหนังสือบน หน้าจอให้กดปุ่นกลางไหลไปเรื่อยๆ พอกดปุ่นกลางแล้วจะเริ่มเกมมีงูออกมาวิ่งตัวจะยาวขึ้นเรื่อยๆทุกๆ 8 วินาที
พอชนกำแพงหรือกินหางตัวเองจะแสดงสกอ กดปุ่มกลางเพื่อเริ่มเกมใหม่
พอชนกำแพงหรือกินหางตัวเองจะแสดงสกอ กดปุ่มกลางเพื่อเริ่มเกมใหม่
6. แนวทางในการพัฒนาต่อในอนาคต
สามารถประยุกต์ใช้ร่วมกับงานอื่น ๆ ได้อย่างไร
สามารถนำเป็นเพิ่มขนาดเป็น 16×16 ได้หรือมากกว่าและสามารถเขียนเกมอื่นเข้ามาควบคุมได้
7. ข้อสรุปและข้อเสนอแนะ
เราสามารถนำชิ้นงานไปเล่นเพื่อฝึกสมาธิและยังได้ความเพลิดเพลิน
D.I.Y.
การนำเสนองาน
