Радио-кнопки для игры "Угадай мелодию".

Войдите на сайт для отправки комментариев

Нет ответов

Сб, 19/12/2020 - 01:04

Jaeger

Offline

Зарегистрирован: 23.03.2018

В игру давно играют как в семейном кругу так и на вечеринках с друзьями. Напомню смысл игры: ведущий включает фрагмент мелодии, игроки нажимают кнопки. Кто угадал и быстрее нажал свою кнопку тому + N-количество очков. Если не правильно угадал - минус. Возможны вариации правил игры в зависимости от фантазии ведущего. Преимущество беспроводных кнопок для игроков очевидно - они не привязаны к определенному месту и позволяют располагаться вокруг ведущего в радиусе 10 и более метров. Предлагаемый вариант беспроводных кнопок состоит из трех кнопок для игроков и одной для ведущего и предназначен для домашнего использования. Кнопки построены на самых дешевых ардуинах Pro Mini ATmega168/328/8MHz/3,3V и трансиверах nRF24L01+.

Структурная схема системы.

Кнопка ведущего представляет собой HID - устройство, подключается к USB порту компьтера и позволяет эмулировать команды мм-клавиатуры для управления плеером. Данное устройство передает плееру только две команды - PLAY и STOP. Также к кнопке ведущего подключена лампа-сигнализатор, которая включатся соответствующим цветом при нажатии кнопки игрока. В режиме ожидания кнопки игроков заблокированы и ожидают команды от кнопки ведущего. Ведущий выбирает на компе файл мелодии и нажимает свою кнопку. "Кнопка посылает" кнопкам игроков сигнал разблокировки и запускает плеер с выбранной мелодией. Длительность проигрывания мелодии ограничена в данном варианте 10-ю секундами, по истечении которых плеер останавливается и вновь блокируются кнопки игроков. Если при проигрывании мелодии будет нажата кнопка одного из игроков - плеер останавливается, блокируются кнопки игроков, зажигается лампа-сигнализатор на 5 сек соответствующим цветом.

Принципиальные схемы и скетчи.

Схема кнопки ведущего.

Кнопка ведущего запитана от шины 5V USB порта. При выборе ардуины для этой кнопки следует ориентироваться на варианты клонов Pro-Mini 168/328 с "большим" стабилизатором и кварцем на борту.

Дело в том, что от внутреннего стабилизатора 3,3V запитывается не только чип мк ардуины, но и периферия в лице трансивера nRF24L01+, что требует от стабилизатора повышенной мощности. Что касается кварца, то его нужно поменять на 12МГц. Это требования USB-драйвера для ардуины. Для кнопок игроков стабилизаторы ардуин не учавствуют в питании, поэтому там могут быть любые модификации плат 8Мгц/3,3V.

Трансиверы nRF24L01+ могут быть обычными или мини. Следует учесть, что у платы-мини вывод N1 это VCC(3,3V).

В качестве сигнализатора нажатой кнопки игрока используется "пятачек" CJMCU-2812-7, с 7-ю адресными светодиодами WS2812B, помещенный под колпак сгоревшей сетевой лед-лампы.

Можно использовать огрызок адресной ленты или 7 отдельных WS2812B. При использовании длинной ленты, ее следует запитать от отдельного источника 5V и скорректировать скетч. Можно использовать обычные RGB светодиоды после минимальной доработки схемы и скетча.

Для заливки скетча в ардуины потребуется USB/UART конвертер. Рекомендую FTDI232 на чипе FT232RL, кроме USB/UART конвертера он может работать как SPI bit-bang программатор. SPI программатор потребуется для заливки загрузчика в ардуину после замены кварца с 8 на 12МГц или при заливке готового HEX файла. Для поддержки Arduino IDE плат с "нестандартной" частотой необходимо в IDE установить дополнение MiniCore Подробности установки дополнений и заливки загрузчика можно найти в интернете.

Скетч кнопки ведущего:

001/***************************LEADER (ВЕДУЩИЙ)***********************************
002 
003*  Плата: ATmega168
004 *  Clock: 12MHz external 
005 *  Variant: 168/168A
006 *  LTO enabled
007 *  Bootloader: Yes (UART0) 
008 
009 
010 * VER 11.12.20
011******************************************************************************/  
012 
013//#define DEBUG     //Раскомментировать для отладки
014 
015#include <TrinketHidCombo.h>  // see tutorial at <a href="http://learn.adafruit.com/trinket-usb-volume-knob" title="http://learn.adafruit.com/trinket-usb-volume-knob" rel="nofollow">http://learn.adafruit.com/trinket-usb-volume-knob</a>
016#include <Adafruit_NeoPixel.h>
017#include <RF24.h>             // Подключаем библиотеку  для работы с nRF24L01+
018 
019#ifdef DEBUG
020#include <printf.h>   // для отладки
021#endif
022 
023#define GAMER1      1     // 1 геймер красный
024#define GAMER2      2     // 2 геймер зеленый   
025#define GAMER3      3     // 3 геймер синий
026 
027// CE and CSN are configurable for nRF24L01+
028#define CE_PIN      9
029#define CSN_PIN     10
030 
031#define LED_PIN     5     // пин ленты
032#define LED_COUNT   7     // кол-во светодиодов
033#define LIGHT_TIME  5000  // Время свечения ленты (msec)
034 
035#define PIN_BUTTON  3     // Пин кнопки
036#define LED         6     // Пин светодиода
037 
038//Время распознавания = FLASH_COUNT 20 * FREQ 500 = 10 000 msec (10 sec)
039#define FLASH_COUNT 20
040#define FREQ        500   // LED blinking frequency (msec)
041 
042#define OFF         100   // Константа для блокировки геймеров
043#define ON          101   // Для разблокировки геймеров
044 
045Adafruit_NeoPixel strip(LED_COUNT, LED_PIN, NEO_GRB + NEO_KHZ800);
046 
047RF24 radio(CE_PIN, CSN_PIN);  // Создаём объект radio   для работы с библиотекой RF24, указывая номера выводов nRF24L01+ (CE, CSN)
048 
049uint8_t       data_tx         = ON;         // Принятые данные
050uint8_t       data_rx;                      // Данные для передачи
051uint8_t       pipe;                         // Создаём переменную     для хранения номера трубы, по которой пришли данные
052bool          ledState        = LOW;       //Status LED
053unsigned long previousMillis  = 0;
054unsigned long previousMillis2 = 0;
055 
056uint8_t       flashCounter    = 0; 
057bool          flash           = false;
058bool          led_show        = false;
059byte          addresses[][6]  = {"1Node","2Node","3Node","4Node"};
060static char   sw_was_pressed  = 0;
061 
062//***************************************************************************
063 
064void setup()
065{
066//****************************Для отладки ***********************************
067#ifdef DEBUG
068  Serial.begin(57600);
069  printf_begin();
070  Serial.println("BASE UNIT");
071#endif
072//***************************************************************************
073  
074  delay(1000);
075  pinMode(PIN_BUTTON, INPUT_PULLUP);
076  pinMode(LED, OUTPUT);
077  digitalWrite(LED, HIGH);
078   
079  strip.begin();           // INITIALIZE NeoPixel strip object (REQUIRED)
080  strip.setBrightness(150);    // яркость (0-255)
081   
082  for (byte i = 1; i < LED_COUNT; i++) {  //зажечь ленту белым на 2 с
083              strip.setPixelColor(i, strip.Color(127, 127, 127));
084            } 
085  strip.show(); // выводим изменения на ленту 
086   
087  delay(2000);
088   
089  strip.clear();   // очищает буфер
090  strip.show(); // выводим изменения на ленту
091   
092  // Setup and configure rf radio
093  radio.begin();        // Инициируем работу nRF24L01+
094  radio.setAutoAck(1); // Ensure autoACK is enabled
095  radio.setRetries(0,15); // Max delay between retries & number of retries
096  radio.setChannel(5);                                       // Указываем канал приёма данных (от 0 до 127), 5 - значит приём данных осуществляется на частоте 2,405 ГГц (на одном канале может быть только 1 приёмник и до 6 передатчиков)
097  radio.setDataRate     (RF24_1MBPS);                        // Указываем скорость передачи данных (RF24_250KBPS, RF24_1MBPS, RF24_2MBPS), RF24_1MBPS - 1Мбит/сек
098  radio.setPALevel      (RF24_PA_HIGH);                      // Указываем мощность передатчика (RF24_PA_MIN=-18dBm, RF24_PA_LOW=-12dBm, RF24_PA_HIGH=-6dBm, RF24_PA_MAX=0dBm)
099   
100  radio.openWritingPipe(addresses[0]);
101  radio.openReadingPipe(GAMER1,addresses[GAMER1]);
102  radio.openReadingPipe(GAMER2,addresses[GAMER2]);
103  radio.openReadingPipe(GAMER3,addresses[GAMER3]);
104  radio.startListening  ();                                  // Включаем приемник, начинаем прослушивать открытые трубы
105 
106#ifdef DEBUG
107  radio.printDetails();       // Дамп конфигурации RF модуля в монитор для отладки.
108#endif
109   
110  //USB d- (белый) PORT D4 задан в usbconfig.h
111  //USB d+ (зелёный) PORT D2 задан в usbconfig.h
112  TrinketHidCombo.begin(); // start the USB device engine and enumerate
113   
114  }
115//****************************************************************************************
116void loop()
117{
118        if(radio.available(&pipe)){            // Если в буфере имеются принятые данные, то получаем номер трубы, по которой они пришли, по ссылке на переменную pipe
119        radio.read(&data_rx, sizeof(data_rx)); // Читаем данные в массив data и указываем сколько байт читать
120 
121#ifdef DEBUG        
122        Serial.println(pipe);
123        Serial.println(data_rx);
124#endif        
125        TrinketHidCombo.pressMultimediaKey(MMKEY_STOP); // Если данные пришли от геймеров, то тормозим плеер
126         
127        data_tx = OFF;          // Готовим код для блокировки геймеров
128        radio.stopListening();  // First, stop listening so we can talk.
129        radio.write( &data_tx, 1);  // Блокируем геймеров
130        radio.startListening(); // Now, continue listening
131         
132        flash = false;          // Тормоз мигания LED
133         
134        if(pipe == GAMER1){            // Если кнопку нажал красный геймер
135            for (byte i = 1; i < LED_COUNT; i++) {  // Зажигаем ленту красным
136              strip.setPixelColor(i, strip.Color(255, 0, 0));  // красный
137            }
138            }
139 
140          if(pipe == GAMER2){          // Если кнопку нажал зеленый геймер
141            for (byte i = 1; i < LED_COUNT; i++) {
142              strip.setPixelColor(i, strip.Color(0, 255, 0));  // зеленый
143            }
144            }
145 
146          if(pipe == GAMER3){          // Если кнопку нажал синий геймер
147          for (byte i = 1; i < LED_COUNT; i++) {
148            strip.setPixelColor(i, strip.Color(0, 0, 255));  // синий
149            }
150            }
151           
152          strip.show();
153          pipe = 0;
154          previousMillis2 = millis();
155          led_show  = true;
156          flashCounter = 0;
157          ledState = LOW;
158          digitalWrite(LED, HIGH);
159        }
160                   
161      Delay_Show();    //Зажигаем ленту на 5с     
162           
163    //----------------- Обработка кнопки PLAY/PAUSE------------------
164  if (digitalRead(PIN_BUTTON) == LOW)
165  {
166    if (sw_was_pressed == 0) // only on initial press, so the keystroke is not repeated while the button is held down
167    {
168      TrinketHidCombo.pressMultimediaKey(MMKEY_PLAYPAUSE);//Запустить плеер с выбранным файлом
169      flash = true; //!flash;
170      data_tx = ON; // Данные для разблокировки геймеров
171      previousMillis = millis();
172      radio.stopListening(); // First, stop listening so we can talk.
173      radio.write( &data_tx, 1);// Разблокировать геймеров
174      radio.startListening(); // Now, continue listening
175       
176      delay(4); // debounce delay
177    }
178    sw_was_pressed = 1;
179  }
180  else
181  {
182    if (sw_was_pressed != 0) {
183      delay(4); // debounce delay
184    }
185    sw_was_pressed = 0;
186  }
187 
188  TrinketHidCombo.poll(); // check if USB needs anything done
189  //----------------------------------------------------------------
190  //Non-blocking blinking
191  if ((millis() - previousMillis >= FREQ)&& flash == true) {
192     
193    previousMillis = millis();  // save the last time you blinked the LED
194    ledState = !ledState;       //if the LED is off turn it on and vice-versa:
195    digitalWrite(LED, ledState);// set the LED with the ledState of the variable:
196     
197    if (flashCounter++ >= FLASH_COUNT) {
198        TrinketHidCombo.pressMultimediaKey(MMKEY_STOP);// Остановить плеер
199        data_tx = OFF;
200         
201        radio.stopListening();    // First, stop listening so we can talk.
202        radio.write( &data_tx, 1);// Блокировать геймеров, если время на распознавание вышло
203        radio.startListening();   // Now, continue listening
204         
205        flashCounter = 0;
206        flash = false;
207 
208        ledState = LOW;
209        digitalWrite(LED, HIGH);
210      }
211         
212  }
213   
214}
215 
216 void Delay_Show (void) {
217    if (((millis() - previousMillis2) >= LIGHT_TIME) && led_show == true) {
218        previousMillis2 = millis();  // save the last time you blinked the LED
219        strip.clear();   // очищает буфер
220        strip.show(); // выводим изменения на ленту
221        led_show  = false;  
222  }
223   }

Схема кнопки игроков.

Для каждой кнопки игрока заливается свой скетч. В скетче нужно раскомментировать #define GAMER для соответствующей кнопки, это нужно чтобы у каждой кнопки был свой адрес трубы для передачи, необходимо для распознавания нажатой кнопки у ведущего.

Скетч кнопки игрока:

001//**********************GAMER (ИГРОК)*********************************
002 
003/*  Плата: Arduino Pro or Pro mini
004 *  Процессор: ATmega168 (3,3V 8MHz) 
005 *  
006 *  VER 11.12.20
007 */
008 
009//#define DEBUG     //Раскомментировать для отладки
010 
011#include <RF24.h>
012 
013#ifdef DEBUG
014#include <printf.h>   // для отладки
015#endif
016 
017 
018//Раскомментировать для соответствующего геймера
019//#define GAMER     1     // 1 геймер красный
020#define GAMER 2     // 2 геймер зеленый   
021//#define GAMER 3     // 3 геймер синий
022 
023// CE and CSN are configurable
024#define CE_PIN    9
025#define CSN_PIN   10
026 
027#define BUTTON    5  // пин кнопки
028 
029#define LED1      2  // пины светодиодов
030#define LED2      3
031#define LED3      4
032 
033#define OFF       100
034#define ON        101
035 
036#define BRIGHNESS 100 // яркость LED в режиме ожидания
037 
038RF24 radio(CE_PIN, CSN_PIN);
039 
040const int ARRAY_SIZE = 3;
041int ledPin[] = {LED1, LED2, LED3};  // Массив LED - пинов
042int ledDelay = 100;       // Скорость бегущего огня (msec)
043int currentLed = 0;
044unsigned long changeTime;
045bool run_light = false;   // Флаг разрешения бегущего огня
046 
047static char   sw_was_pressed = 0;
048uint8_t data_tx = 111;            // Данные передатчика
049uint8_t data_rx;                  // Данные приемника
050bool    button_available = false; // Флаг доступа к кнопке
051byte addresses[][6] = {"1Node","2Node","3Node","4Node"}; //"2Node" - красный,"3Node" - зеленый, "4Node" - синий геймер
052 
053void setup() {
054//****************************Для отладки ***********************************
055#ifdef DEBUG                
056  Serial.begin(57600);
057  printf_begin();
058  Serial.println("BASE UNIT");
059#endif
060//***************************************************************************
061   
062  pinMode(BUTTON, INPUT_PULLUP);  // Пин для кнопки на ввод с подтяжкой
063   
064  for (int i = 0; i < ARRAY_SIZE; i++) { // Конфигурируем пины для LED на выход
065    pinMode(ledPin[i], OUTPUT);
066    }
067  delay(2000); 
068  analogWrite(ledPin[1], BRIGHNESS);  //режим ожидания LED
069   
070  // Setup and configure rf radio
071  radio.begin(); // Start up the radio
072  radio.setAutoAck(1); // Ensure autoACK is enabled
073  radio.setRetries(0,15); // Max delay between retries & number of retries
074  radio.setChannel(5);                                       // Указываем канал приёма данных (от 0 до 127), 5 - значит приём данных осуществляется на частоте 2,405 ГГц (на одном канале может быть только 1 приёмник и до 6 передатчиков)
075  radio.setDataRate     (RF24_1MBPS);                        // Указываем скорость передачи данных (RF24_250KBPS, RF24_1MBPS, RF24_2MBPS), RF24_1MBPS - 1Мбит/сек
076  radio.setPALevel      (RF24_PA_HIGH);//(RF24_PA_MIN);                      // Указываем мощность передатчика (RF24_PA_MIN=-18dBm, RF24_PA_LOW=-12dBm, RF24_PA_HIGH=-6dBm, RF24_PA_MAX=0dBm)
077 
078  radio.openWritingPipe(addresses[GAMER]);
079  radio.openReadingPipe(1,addresses[0]);
080 
081//****************************Для отладки ***********************************
082#ifdef DEBUG
083  radio.printDetails();       // Дамп конфигурации RF модуля в монитор для отладки.
084#endif
085//***************************************************************************
086  radio.startListening(); // Start listening
087 
088}
089 
090void loop(void){
091   
092  if(radio.available()){    // Если в буфере имеются принятые данные
093  radio.read(&data_rx, 1);  // Читаем данные в массив data и указываем сколько байт читать
094    if (data_rx == ON) {    // Если приняли данные по разблокировке геймера
095 
096//****************************Для отладки ***********************************
097#ifdef DEBUG        
098        //Serial.println(pipe);
099        Serial.println(data_rx);
100#endif  
101//***************************************************************************
102       
103      button_available = true; // Разблокировать кнопку
104      run_light = true;        // Запустить бегущий огонь 
105    }
106    if (data_rx == OFF) {      // Если приняли данные по блокировке геймера
107      button_available = false;// Заблокировать кнопку
108      run_light = false;        // Остановить бегущий огонь
109      LED_off();                // Включить дежурный LED, остальные погасить
110    }
111  }      
112   
113 if  (button_available) { // Если кнопка разблокирована
114   //---------------- Обработка нажатия кнопки active-low-----------------
115  if (digitalRead(BUTTON) == LOW)
116  {
117    if (sw_was_pressed == 0) // only on initial press, so the keystroke is not repeated while the button is held down
118    {
119      radio.stopListening(); // First, stop listening so we can talk.
120      radio.write( &data_tx, 1); // Передать ведущему, что кнопку нажали
121      radio.startListening(); // Now, continue listening
122       
123      delay(5); // debounce delay
124    }
125    sw_was_pressed = 1;
126  }
127  else
128  {
129    if (sw_was_pressed != 0) {
130      delay(5); // debounce delay
131    }
132    sw_was_pressed = 0;
133     
134  }
135  //------------------------------------------------------------------------
136 }
137 Running_Light(); // Бегущий огонь
138}
139 
140  //-------------------------Running Light--------------------------
141  void Running_Light (void) {
142    if (((millis() - changeTime) > ledDelay) && run_light == true) {
143      digitalWrite(ledPin[currentLed-1], LOW); //выключаем предыдущий LED
144      digitalWrite(ledPin[currentLed], HIGH); // включаем текущий LED
145      if (currentLed++ == ARRAY_SIZE) 
146          currentLed = 0;
147      changeTime = millis();
148      }
149  }
150  //--------------------------LED off--------------------------------
151  void LED_off (void) {
152    for (int i = 0; i < ARRAY_SIZE; i++) {
153      digitalWrite(ledPin[i], LOW);
154    }
155    analogWrite(LED2, BRIGHNESS);  //включить режим ожидания LED2
156  }

По мотивам темы:

Материалы проекта:

Лажевенький видосик:

Arduino.ru

Регистрация новых пользователей и создание новых тем теперь только на новом форуме https://forum.arduino.ru

Радио-кнопки для игры "Угадай мелодию".