Игра «Память» на Arduino (клон Simon) — пошаговая инструкция

Компоненты и материалы

О проекте

Классическая игра «Simon» (1978): 4 цветные кнопки загораются в случайной последовательности, игрок должен повторить её. Каждый раунд последовательность удлиняется на 1. Игра заканчивается при ошибке или таймауте (2 сек на нажатие). Реализация на Arduino Uno с минимальными компонентами.

Схема подключения

Каждая кнопка + светодиод делят один пин Arduino (через резисторы). Пин переключается между OUTPUT (светодиод) и INPUT (кнопка).

• Пины (по умолчанию): 2, 13, 10, 8
• Пьезо-пищалка: пин 5 (PWM)
• Pull-down 10кОм на каждом пине кнопки
• 330Ом последовательно со светодиодом

Схема в формате Fritzing (.fzz) прилагается.

Алгоритм работы

1. Старт: 3 сек пауза, 5 медленных вспышек всех светодиодов.
2. Ход Arduino: добавляет случайный пин в последовательность, воспроизводит всю последовательность (свет + звук).
3. Ход игрока: ждет нажатий. Проверяет каждое нажатие с эталоном. Таймаут 2 сек = проигрыш.
4. Проигрыш: быстрая вспышка всех светодиодов, показ последней правильной последовательности (для подсчета очков), рестарт.

Настройка сложности

Измените константу в начале скетча:

#define PLAYER_WAIT_TIME 2000 // мс на нажатие (уменьшите для сложнее)

Можно добавить 5-й, 6-й светодиод: расширьте массивы pins[] и noPins.

Полный код игры

#define PLAYER_WAIT_TIME 2000
byte sequence[100];
byte curLen = 0;
byte inputCount = 0;
byte lastInput = 0;
byte expRd = 0;
bool btnDwn = false;
bool wait = false;
bool resetFlag = false;
byte soundPin = 5;
byte noPins = 4;
byte pins[] = {2, 13, 10, 8};
long inputTime = 0;

void setup() {
  delay(3000); // Важно: задержка для восстановления после загрузки
  Serial.begin(9600);
  Reset();
}

void setPinDirection(byte dir) {
  for (byte i = 0; i < noPins; i++) pinMode(pins[i], dir);
}

void writeAllPins(byte val) {
  for (byte i = 0; i < noPins; i++) digitalWrite(pins[i], val);
}

void beep(byte freq) {
  analogWrite(soundPin, 2);
  delay(freq);
  analogWrite(soundPin, 0);
  delay(freq);
}

void flash(short freq) {
  setPinDirection(OUTPUT);
  for (int i = 0; i < 5; i++) {
    writeAllPins(HIGH); beep(50); delay(freq);
    writeAllPins(LOW); delay(freq);
  }
}

void Reset() {
  flash(500);
  curLen = 0; inputCount = 0; lastInput = 0; expRd = 0;
  btnDwn = false; wait = false; resetFlag = false;
}

void Lose() { flash(50); }

void playSequence() {
  for (int i = 0; i < curLen; i++) {
    digitalWrite(sequence[i], HIGH); delay(500);
    digitalWrite(sequence[i], LOW); delay(250);
  }
}

void DoLoseProcess() {
  Lose(); delay(1000);
  playSequence(); delay(1000);
  Reset();
}

void loop() {
  if (!wait) { // Ход Arduino
    setPinDirection(OUTPUT);
    randomSeed(analogRead(A0));
    sequence[curLen] = pins[random(0, noPins)];
    curLen++;
    playSequence();
    beep(50);
    wait = true;
    inputTime = millis();
  } else { // Ход игрока
    setPinDirection(INPUT);
    if (millis() - inputTime > PLAYER_WAIT_TIME) { DoLoseProcess(); return; }

    if (!btnDwn) {
      expRd = sequence[inputCount];
      for (int i = 0; i < noPins; i++) {
        if (pins[i] == expRd) continue;
        if (digitalRead(pins[i]) == HIGH) { // Неправильная кнопка
          lastInput = pins[i];
          resetFlag = true;
          btnDwn = true;
        }
      }
    }

    if (digitalRead(expRd) == HIGH && !btnDwn) { // Правильная кнопка
      inputTime = millis();
      inputCount++;
      btnDwn = true;
    } else {
      if (btnDwn && digitalRead(lastInput) == LOW) { // Отпустили
        btnDwn = false;
        delay(20);
        if (resetFlag) { DoLoseProcess(); }
        else {
          if (inputCount == curLen) { // Раунд пройден
            wait = false;
            inputCount = 0;
            delay(1500);
          }
        }
      }
    }
  }
}

Советы

• Первым делом в setup() ставьте delay(3000) — спасает от зацикливания при ошибках.
• Кнопки могут выпадать из макетки — припаяйте их к штырьковым разъемам или используйте PCB.
• Для переносной версии: Arduino Pro Mini + LiPo + корпус (пример: Lego Mini Memory Game).