Utilizando Joystick com Arduino
Olá, tudo bem? Hoje vamos utilizar o Joystick com Arduino e criar um projeto bem bacana. Certamente você já utilizou ele em seus projetos ou já tenha utilizado ele e nem sabia.
Então, vamos agora conhecer um pouco melhor o seu funcionamento, além de criar um super projeto, vamos nessa?
Funcionamento Joystick
Quando falamos sobre Joystick, a primeira ideia que vem é de jogos, mais especificamente um controlador de jogo. Inegavelmente, é exatamente isso. Então, este joystick não é nada além de uma combinação de dois potenciômetros para o plano X e Y, respectivamente.
Dessa forma, ele realiza a leitura da tensão através dos potenciômetros e envia valores analógicos ao Arduino. Assim, é esperado que o valor analógico mude à medida que movemos o eixo do joystick (que é simplesmente o ponteiro do potenciômetro).
Agora falando mais sobre o nosso módulo e da utilização do joystick com Arduino, ele normalmente fornece saídas do tipo analógicas e as suas tensões de saída são alteradas de acordo com a direção em que nós o movemos.
Por fim, para obtermos as direções do movimento, temos que interpretar a mudanças de tensão seguindo os valores da imagem abaixo.
Display Nokia 5110
A escolha do display Nokia se baseou muito na forma que iremos apresentar o nosso projeto e no espaço que ele ocupa no circuito. Pois, comparando ele com o famoso Display LCD, notamos que ele possui maior largura o que facilita na parte gráfica.
Outro ponto importante é o fato dele aceitar imagens no formato bitmap. Esse e outros pontos sobre o Display Nokia, eu expliquei no post sobre a sua utilização. Confere lá clicando no botão abaixo.
Explicando o Projeto Joystick com Arduino
Mas o que iremos fazer hoje? No post de hoje vamos desenvolver um jogo no display Nokia. Para tal jogo, será importante a prática do conhecimento de Joystick que expliquei até o momento sobre a leitura dos valores de tensão. Combinado?
Basicamente, vamos utilizar o espaço que nosso display dispõe. Utilizaremos a resolução de 84*48 para alocar toda a parte gráfica do jogo. A qual consiste em um placar e naves do nosso jogo espacial.
Serão três ruas onde duas sempre terão naves alienígenas e o jogador com sua nave deverá ir para a pista vazia sem poder chocar com as naves inimigas. Beleza? Simples assim!
Componentes do Projeto Joystick com Arduino
Vamos então a nossa lista de componentes de hoje. Separe todos eles e realize a ligação do joystick no arduino seguindo o circuito na imagem logo abaixo.
- 01x Arduino UNO
- 01x Módulo Joystick
- 01x Módulo Display Nokia 5110
- 01x Resistores 220
- 01x Protoboard
- Alguns Jumper’s
Montagem do Circuito com Joystick
Código do Projeto Comentado
<code>/* ==================================================================================================
Projeto: Jogo Espacial com Joystick e Display 5110
Autor: Danilo Nogueira
Data: 04/08/2019
**Código Modificado de Circuit Digest**
// ==================================================================================================*/
// --- Declaração Bibliotecas ---
#include <SPI.h> // Biblioteca para realizar a comunicação
#include <Adafruit_GFX.h> // Bibliteca Gráfica para usar no Display
#include <Adafruit_PCD8544.h> // Biblioteca do Display 5110
// ==================================================================================================
// --- Declaração das Variáveis ---
// Imagem em Bitmap da Nave Espacial
static const unsigned char PROGMEM ship[] =
{
B00000000,B00000000,
B00000001,B00000000,
B00000011,B10000000,
B00000010,B10000000,
B00000010,B11000000,
B00000111,B11000000,
B00001101,B11100000,
B00011111,B11110000,
B00111111,B11111000,
B01111111,B11111100,
B01111111,B11111100,
B01111111,B11111100,
B00011111,B11110000,
B00000111,B11100000,
B00000000,B00000000,
};
// Imagem em Bitmap da Nave Inimiga
static const unsigned char PROGMEM enemy[] =
{
B00000101,B11000000,
B00001011,B11100000,
B00000011,B11100000,
B00110011,B11111000,
B01111111,B11111100,
B10111111,B11111010,
B01110111,B11011100,
B01111110,B11111100,
B00111111,B11111100,
B11101111,B11101110,
B11000001,B00000110,
B10000001,B00000010,
B10000000,B00000010,
B00000000,B00000000,
};
// Passando a pinagem de ligação do Display no Arduino
Adafruit_PCD8544 display = Adafruit_PCD8544(8, 9, 10, 11, 12); // Criando o construtor e passando a pinagem dele
int enemy_0_pos, enemy_1_pos, enemy_phase;
int Joy_X;
int game_speed = 0;
int pontuacao = 0;
char POS = 2;
boolean enemy_dead = true;
boolean control = true;
// ==================================================================================================
// --- Configurando o void setup() ---
void setup() {
Serial.begin(9600); // Velocidade de Comunicação da Seial
display.begin(); // Iniciando a comunicação do Display
display.setContrast(55); // Configurando o contraste do Display
display.clearDisplay(); // Limpando o Display
}
// ==================================================================================================
// --- Configurando o void loop() ---
void loop() {
display.clearDisplay();
TelaJogo(); // Chamando a função para desenhar o jogo na tela.
// Coletando os dados do Joystick
Joy_X = analogRead(A1); // Realizando a leitura do eixo X
if (Joy_X > 800 && POS!=1 && control==true) // Caso o Joystick mova p/ --->
{
POS--; // Vai trocar de pista (decrementar sua posição)
control = false;
}
if (Joy_X < 312 && POS!=3 && control==true) // Caso mova-se novamente para <--
{
POS++;
control = false;
}
if (Joy_X > 490 && Joy_X < 522) // Se o joystick voltar ao estado parado
control = true;
player_car(POS); // Posição da nave na tela de acordo com a posição do joystick
delay(100);
if (enemy_dead) // Verifica se a nave inimiga morreu (não teve choque das naves)
{
enemy_0_pos = POS; // Cria uma nave inimiga na mesma pista que a nossa nave
enemy_1_pos = random(0,4); // Cria a segunda nave numa posição sorteada aleatoriamente
enemy_phase = 0; // As naves inimigas iniciam no topo da tela
enemy_dead = false;
}
// Função para desenhar a nave inimiga na pista indicada e no topo da tela
enemy_ship (enemy_0_pos,enemy_phase); enemy_phase++;
enemy_ship (enemy_1_pos,enemy_phase); enemy_phase++;
// Caso a nossa nave toque em alguma nave inimiga é GAME OVER!
if (enemy_phase>22 && ((enemy_0_pos == POS) || (enemy_1_pos == POS)))
game_over(); // Mostra no Display a mensagem 'game over'
// Caso não ocorra nenhuma batida, o jogador ganha 1 ponto
if (enemy_phase>40)
{
enemy_dead = true; // O inimigo é morto e novos inimigos são criados
pontuacao++;
}
// Função para aumentar a velocidade de acordo com a pontuacao
Controle_Veloc();
display.display(); // Atualiza o display com as alterações
}
void Controle_Veloc()
{
if (pontuacao>=0 && pontuacao<=10)
{
game_speed = 0; delay(100);
}
if (pontuacao>10 && pontuacao<=20)
{
game_speed = 1; delay(80);
}
if (pontuacao>20 && pontuacao<=30)
{
game_speed = 2; delay(75);
}
if (pontuacao>30 && pontuacao<=40)
{
game_speed = 3; delay(55);
}
}
void enemy_ship(int place, int phase)
{
if (place==1)
display.drawBitmap(2, phase, enemy, 15, 15, BLACK);
if (place==2)
display.drawBitmap(18, phase, enemy, 15, 15, BLACK);
if (place==3)
display.drawBitmap(34, phase, enemy, 15, 15, BLACK);
}
void game_over()
{
while(1)
{
delay(100);
display.clearDisplay();
display.setCursor(16,20);
display.println("SE FUDEO!");
display.display();
}
}
void TelaJogo()
{
// Desenha a linha que separa jogo | pontuacao
display.drawLine(0, 0, 0, 47, BLACK);
display.drawLine(50, 0, 50, 47, BLACK);
display.drawLine(0, 47, 50, 47, BLACK);
display.setTextSize(1);
display.setTextColor(BLACK);
display.setCursor(52,2);
display.println("Km/h");
display.setCursor(54,12);
display.println(game_speed);
display.setCursor(52,25);
display.println("Pont.");
display.setCursor(54,35);
display.println(pontuacao);
}
void player_car(char pos)
{
if (pos==1)
display.drawBitmap(2, 32, ship, 15, 15, BLACK);
if (pos==2)
display.drawBitmap(18, 32, ship, 15, 15, BLACK);
if (pos==3)
display.drawBitmap(34, 32, ship, 15, 15, BLACK);
}
// =========================== FIM ===============================</code>
Explicação do Código
O nosso código inicia com a declaração das bibliotecas que iremos utilizar. Que seria a parte gráfica do display fora a comunicação entre os módulos.
<code>#include <SPI.h> // Biblioteca para realizar a comunicação #include <Adafruit_GFX.h> // Bibliteca Gráfica para usar no Display #include <Adafruit_PCD8544.h> // Biblioteca do Display 5110</code>
Em seguida, temos a declaração das variáveis que iremos utilizar. Vamos começar com a criação das naves, PROGMEM ship e PROGMEM enemy.
Logo após, definimos a pinagem dos módulos e as variáveis para pontuação e deslocamento na tela.
<code>// Passando a pinagem de ligação do Display no Arduino Adafruit_PCD8544 display = Adafruit_PCD8544(8, 9, 10, 11, 12); int enemy_0_pos, enemy_1_pos, enemy_phase; int Joy_X; int game_speed = 0; int pontuacao = 0; char POS = 2; boolean enemy_dead = true; boolean control = true;</code>
Já no void setup(), iniciamos a comunicação serial e setamos o display definindo um valor inicial do contraste.
<code>void setup() {
Serial.begin(9600); // Velocidade de Comunicação da Seial
display.begin(); // Iniciando a comunicação do Display
display.setContrast(30); // Configurando o contraste do Display
display.clearDisplay(); // Limpando o Display
}</code>
Por fim, entramos no void loop() onde toda a parte lógica é executada onde chamamos as funções para executar os comandos.
Ao entrar nos if, vamos analisar o valor da tensão enviado pelo joystick e realizar o movimento necessário.
<code>// Coletando os dados do Joystick
Joy_X = analogRead(A1); // Realizando a leitura do eixo X
if (Joy_X < 312 && POS!=1 && control==true) // Caso o Joystick mova p/ --->
{
POS--; // Vai trocar de pista (decrementar sua posição)
control = false;
}
else if (Joy_X > 712 && POS!=3 && control==true) // Caso mova-se novamente para --->
{
POS++;
control = false;
} //???
else if (Joy_X >502 && Joy_X<522) // Se o joystick voltar ao estado parado
control = true;</code>
Resultado do Projeto
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