Cześć

W dzisiejszym artykule chciałem Ci przedstawić projekt gry stworzonej za pomocą Arduino oraz języka Processing.

Przejdźmy do rzeczy.
Celem gry jest sterowanie małym samolocikiem oraz zbieranie kaczek.
A po co nam do tego Arduino?
Tutaj dopiero zaczyna się zabawa 🙂 Przy pomocy Arduino stworzymy swoisty kontroler dzięki, któremu będziemy mogli sterować naszym samolocikiem przy pomocy ruchów własnej ręki lub innych części ciała.

Co potrzebujemy do wykonania projektu:
-Arduino (ja wykorzystałem Arduino UNO)
-Czujnik ultradźwiękowy HCSR-04
-Środowisko Processing oraz Arduino
-Opcjonalnie płytkę stykową

Gdy już skompletowaliśmy wszystkie części przejdźmy do uproszczonego omówienia zasady działania czujnika ultradźwiękowego. Czujnik ten wyposażony jest w nadajnik oraz odbiornik dzięki czemu wysyła impuls ultradźwiękowy, który „odbija” się od przeszkody (w tym wypadku od naszej ręki lub innej części ciała) a odbity sygnał odbierany jest przez odbiornik. Odległość między czujnikiem a przeszkodą jest obliczana według wzoru

Podłączenie
Podłączenie jest bardzo proste ponieważ w podstawowej wersji wykorzystujemy tylko czujnik ultradźwiękowy.

KOD

Teraz przejdźmy do napisania kodu do Arduino zwracającego odległość od obiektu w centymetrach

int echoPin= 2;
int triggerPin= 3;
unsigned long czasimpulsu = 0;
unsigned odleglosc =0;
unsigned staraodleglosc =0;

void setup (){
  pinMode (echoPin, INPUT);
  pinMode (triggerPin, OUTPUT);
  Serial.begin(9600);  
}

void loop(){

  digitalWrite(triggerPin, LOW);
  delayMicroseconds(100);
  digitalWrite(triggerPin, HIGH);
  delayMicroseconds(100);
  digitalWrite(triggerPin, LOW);
  czasimpulsu = pulseIn(echoPin, HIGH);
  odleglosc = czasimpulsu / 58;
  delay(10);


  if (staraodleglosc != odleglosc) {

    Serial.println(odleglosc); 

    staraodleglosc = odleglosc;
  }

  delay(50);  
}

int echoPin= 2;

int triggerPin= 3;

unsigned long czasimpulsu = 0;

unsigned odleglosc =0;

unsigned staraodleglosc =0;

void setup (){

pinMode (echoPin, INPUT);

pinMode (triggerPin, OUTPUT);

Serial.begin(9600);

}

void loop(){

digitalWrite(triggerPin, LOW);

delayMicroseconds(100);

digitalWrite(triggerPin, HIGH);

delayMicroseconds(100);

digitalWrite(triggerPin, LOW);

czasimpulsu = pulseIn(echoPin, HIGH);

odleglosc = czasimpulsu / 58;

delay(10);

if (staraodleglosc != odleglosc) {

Serial.println(odleglosc);

staraodleglosc = odleglosc;

}

delay(50);

}

Teraz w Monitorze portu szeregowego mamy możliwość odczytu danych z czujnika

Przechodzimy do najbardziej skomplikowanej oraz najbardziej przyjemnej części naszego poradnika czyli do napisania kodu naszej gry w języku Processing.
Zadaniem kodu jest odbieranie danych z serial monitora, dzięki którym sterujemy naszym samolotem; losowe generowanie gwiazd oraz ptaków; zliczanie punktów. Tworzy to swoistą grę.

int i, j; 
int punkty ;
float odlegloscsamolotuptaka;
float pol; 
float poz;
int odlegloscu;
int iodleglosc;
float ptakX;
float ptakY;
float trawaX ;
String DataIn; //dane szeregowego monitora
float [] chmuraX = new float[6];
float [] chmuraY = new float[6];
PImage chmura;
PImage ptak;
PImage samolot;
PImage trawa;


//konfiguracja portu szeregowego
import processing.serial.*; 
Serial myPort;    

void setup() 
{
  //inicjacja portu szeregowego
    myPort = new Serial(this, Serial.list()[0], 9600); 
    myPort.bufferUntil(10); 

    frameRate(30); //liczba klatek na sekunde 

    size(800, 600);//rozdzielczość
    rectMode(CORNERS) ; 
    noCursor(); 
    textSize(16);

    pol = 300; //wstepna polozenie samolotu


    chmura = loadImage("chmura.png");  //Ladowanie obrazow
    ptak = loadImage("ptak.png");  
    samolot = loadImage("samolot.png");  
    trawa = loadImage("trawa.png");  


    //generowanie pozycji chmur
    for  (int i = 1; i <= 5; i = i+1) {
       chmuraX[i]=random(1000);
       chmuraY[i]=random(400);
    }


   punkty = 0;
}

//dane wysyłane na port szeregowy
void serialEvent(Serial p) { 
    DataIn = p.readString(); 
    iodleglosc = int(trim(DataIn));
    println(iodleglosc);
    if (iodleglosc>1  && iodleglosc<100 ) {
        odlegloscu = iodleglosc; 
    }
}


void draw() 
{
    background(0, 0, 0);
    Ciel(); //rysowanie nieba
    fill(5, 72, 0);

    for  (int i = -2; i <= 4; i = i+1) {  

        image(trawa, 224*i  + trawaX, 550, 224, 58);  
    }
    trawaX = trawaX  -  cos(radians(poz))*10;

    if (trawaX < -224) {  
        trawaX=224;
    }

    //dane dotyczące pozycji
    text(poz, 10, 30); 
    text(pol, 10, 60); 


   //punkty
    odlegloscsamolotuptaka = sqrt(pow((400-ptakX), 2) + pow((pol-ptakY), 2)) ;

    if (odlegloscsamolotuptaka < 40) { 
        punkty = punkty+ 1;

        ptakX = 900;
        ptakY = random(600);
    }

    //liczba punktow wyswietlana na ekranie
    text("punkty : ", 200, 30); 
    text( punkty, 260, 30); 



    poz = (18- odlegloscu)*4;  


   pol = pol + sin(radians(poz))*10; //obliczenie wertykalnej pozycji samolot
   //sprawdzenie zakresu wysokosci
    if (pol < 0) {
        pol=0;
    }

    if (pol > 600) {
        pol=600;
    }

    tr(pol, poz);

    ptakX = ptakX - cos(radians(poz))*10;

    if (ptakX < -30) {
        ptakX=900;
        ptakY = random(600);
    }
    //rysowanie i ruch chmur
    for  (int i = 1; i <= 5; i = i+1) {
        chmuraX[i] = chmuraX[i] - cos(radians(poz))*(10+2*i);
        image(chmura, chmuraX[i], chmuraY[i], 300, 200);
        if (chmuraX[i] < -300) {
            chmuraX[i]=1000;
            chmuraY[i] = random(400);
        }
    }
    image(ptak, ptakX, Y, 59, 38);
}


void Ciel() {
    noStroke();
    rectMode(CORNERS);
    for  (int i = 1; i < 600; i = i+10) {
        fill( 49    +i*0.165, 118   +i*0.118, 181  + i*0.075   );
        rect(0, i, 800, i+10);
    }
}


void tr(float Y, float anti) {
    noStroke();
    pushMatrix();
    translate(400, Y);
    rotate(radians(anti));
    scale(0.5);
    image(samolot, -111, -55, 223, 110); 
    popMatrix(); 
}

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

142

143

144

145

146

147

148

149

150

151

152

153

154

155

156

int i, j;

int punkty ;

float odlegloscsamolotuptaka;

float pol;

float poz;

int odlegloscu;

int iodleglosc;

float ptakX;

float ptakY;

float trawaX ;

String DataIn; //dane szeregowego monitora

float [] chmuraX = new float[6];

float [] chmuraY = new float[6];

PImage chmura;

PImage ptak;

PImage samolot;

PImage trawa;

//konfiguracja portu szeregowego

import processing.serial.*;

Serial myPort;

void setup()

{

//inicjacja portu szeregowego

myPort = new Serial(this, Serial.list()[0], 9600);

myPort.bufferUntil(10);

frameRate(30); //liczba klatek na sekunde

size(800, 600);//rozdzielczość

rectMode(CORNERS) ;

noCursor();

textSize(16);

pol = 300; //wstepna polozenie samolotu

chmura = loadImage("chmura.png"); //Ladowanie obrazow

ptak = loadImage("ptak.png");

samolot = loadImage("samolot.png");

trawa = loadImage("trawa.png");

//generowanie pozycji chmur

for (int i = 1; i <= 5; i = i+1) {

chmuraX[i]=random(1000);

chmuraY[i]=random(400);

}

punkty = 0;

}

//dane wysyłane na port szeregowy

void serialEvent(Serial p) {

DataIn = p.readString();

iodleglosc = int(trim(DataIn));

println(iodleglosc);

if (iodleglosc>1 && iodleglosc<100 ) {

odlegloscu = iodleglosc;

}

void draw()

{

background(0, 0, 0);

Ciel(); //rysowanie nieba

fill(5, 72, 0);

for (int i = -2; i <= 4; i = i+1) {

image(trawa, 224*i + trawaX, 550, 224, 58);

}

trawaX = trawaX - cos(radians(poz))*10;

if (trawaX < -224) {

trawaX=224;

}

//dane dotyczące pozycji

text(poz, 10, 30);

text(pol, 10, 60);

//punkty

odlegloscsamolotuptaka = sqrt(pow((400-ptakX), 2) + pow((pol-ptakY), 2)) ;

if (odlegloscsamolotuptaka < 40) {

punkty = punkty+ 1;

ptakX = 900;

ptakY = random(600);

}

//liczba punktow wyswietlana na ekranie

text("punkty : ", 200, 30);

text( punkty, 260, 30);

poz = (18- odlegloscu)*4;

pol = pol + sin(radians(poz))*10; //obliczenie wertykalnej pozycji samolot

//sprawdzenie zakresu wysokosci

if (pol < 0) {

pol=0;

}

if (pol > 600) {

pol=600;

}

tr(pol, poz);

ptakX = ptakX - cos(radians(poz))*10;

if (ptakX < -30) {

ptakX=900;

ptakY = random(600);

}

//rysowanie i ruch chmur

for (int i = 1; i <= 5; i = i+1) {

chmuraX[i] = chmuraX[i] - cos(radians(poz))*(10+2*i);

image(chmura, chmuraX[i], chmuraY[i], 300, 200);

if (chmuraX[i] < -300) {

chmuraX[i]=1000;

chmuraY[i] = random(400);

}

image(ptak, ptakX, Y, 59, 38);

}

void Ciel() {

noStroke();

rectMode(CORNERS);

for (int i = 1; i < 600; i = i+10) {

fill( 49 +i*0.165, 118 +i*0.118, 181 + i*0.075 );

rect(0, i, 800, i+10);

}

void tr(float Y, float anti) {

noStroke();

pushMatrix();

translate(400, Y);

rotate(radians(anti));

scale(0.5);

image(samolot, -111, -55, 223, 110);

popMatrix();

}

W kodzie pojawiają się cztery odniesienia do plików graficznych, są to obrazy tła, kaczuszki, chmur oraz samolotu.
Wszystkie grafiki wykonałem w programie Inkscape jednak niestety nie posiadam talentu artystycznego przez co nie są one zbyt ładne. Jednak ty możesz stworzyć swoje grafiki, niekoniecznie muszą one przedstawiać to samo.

Grafiki te musisz skopiować do folderu ze sketchem processing.

Gdy już wszystko masz podłączone wystarczy kliknąć przycisk uruchamiający nasz program Processing
i zacząć zabawę.

[su_highlight background=”#ee5857″]WAŻNE!
Aby nasz projekt działał Arduino musi być cały czas podłączone do naszego komputera[/su_highlight]

Ta gra nie jest może zbyt efektowna jednak pomyśl jak wiele jest czujników, które możemy użyć w innych projektach tego typu. Pamiętaj, że Arduino może nie tylko wysyłać dane z czujników lecz może je także odbierać oraz przesyłać do aplikacji. Daje nam to prawie nieograniczone możliwości.
Na przykład gra zwiększająca poziom trudności wraz ze wzrostem lub coś w rodzaju wirtualnej rzeczywistości zapalanie/gaszenie światła w pomieszczeniu, zmienianie temperatury itp. Wszystko oczywiście dopasowane do tempa rozgrywki.
Jedyną barierą jest nasza wyobraźnia.

Więcej informacji dotyczących tego tematu przedstawię na blogu za jakiś czas w poradniku dotyczącym „połączenia” Unity oraz Arduino.

Jeżeli masz jakieś pytania dotyczące projektu pisz w komentarzach 😉