Výukový program ESP32 36/55 – Hra na hádanie čísla | SunFounderova ESP32 IoT výuková súprava

Výukový program ESP32 36/55 – Hra na hádanie čísla | SunFounderova ESP32 IoT výuková súprava

V tomto návode si vytvoríme zábavnú hru na hádanie čísla pomocou mikrokontroléra ESP32 spolu s infračerveným diaľkovým ovládačom a LCD displejom. Hráč sa pokúsi uhádnuť náhodne vygenerované číslo medzi 0 a 99, pričom hra poskytuje nápovedy, či je odhad príliš vysoký alebo príliš nízky. Prostredníctvom tohto projektu sa naučíte používať infračervený prijímač, zobrazovať hodnoty na LCD a spravovať vstup od používateľa z diaľkového ovládača. Pre väčšiu jasnosť si môžete pozrieť video (vo videu o 00:00).

Vysvetlenie hardvéru

Medzi hlavné komponenty použité v tomto projekte patria mikrokontrolér ESP32, infračervený diaľkový ovládač, infračervený prijímač a LCD displej. ESP32 slúži ako hlavná procesorová jednotka a je schopný spracovávať bezdrôtovú komunikáciu, čo z neho robí všestrannú voľbu pre IoT projekty. Infračervený diaľkový ovládač umožňuje používateľom zadávať odhady bez fyzickej interakcie s doskou, zatiaľ čo LCD zobrazuje stav hry a výzvy.

Infračervený prijímač deteguje signály z diaľkového ovládača a dekóduje ich na použitie v hre. Každé stlačenie tlačidla na diaľkovom ovládači zodpovedá konkrétnej hodnote, ktorú ESP32 dokáže interpretovať. LCD displej poskytuje používateľovi vizuálne rozhranie, zobrazuje aktuálny rozsah odhadov a či bol odhad správny.

Podrobnosti z datasheetu

• Uistite sa, že všetky komponenty sú dimenzované na 3,3 V a 5 V tam, kde je to potrebné.
• Použite správne pull-up rezistory pre IR prijímač, aby ste predišli plávajúcim vstupom.
• Zvážte použitie chladiča, ak bežíte na maximálnom výstupnom prúde po dlhší čas.
• Pri použití PWM udržiavajte frekvenciu okolo 1 kHz pre optimálny výkon.
• Buďte opatrní pri zapájaní; uistite sa, že spojenia sú bezpečné, aby ste predišli prerušovaným poruchám.

Pokyny na zapojenie

Na nastavenie zapojenia pre hru na hádanie čísla začnite pripojením infračerveného prijímača. Pripojte červený vodič z pravého kolíka prijímača k napájaniu 3,3 V na ESP32. Čierny vodič by mal ísť na zem, zatiaľ čo ľavý kolík infračerveného prijímača sa pripojí na pin 14 na ESP32.

Ďalej zapojte LCD displej. Pripojte pin VCC LCD na napájanie 5 V na ESP32 a pin uzemnenia na zem. Piny SDA a SCL LCD by mali byť pripojené na piny 21 a 22. Uistite sa, že medzi pripojeniami SDA a SCL sú dve prázdne miesta, aby ste predišli konfliktom pinov. Nakoniec pred napájaním dosky odstráňte všetky plastové kryty z batérie.

Príklady kódu a vysvetlenie

Nasledujúce úryvky kódu ilustrujú podstatné časti programu použitého pre hru na hádanie čísla. Začíname zahrnutím potrebných knižníc a definovaním kľúčových identifikátorov.

#include 
#include 
#include 
#include 

const uint16_t IR_RECEIVE_PIN = 14;
IRrecv irrecv(IR_RECEIVE_PIN);
decode_results results;

V tomto úryvku zahrnieme knižnice pre prácu s LCD a funkciou IR prijímača. Pin pre infračervený prijímač je definovaný ako 14 a vytvoríme inštancie potrebných objektov na správu vstupu a výstupu.

void setup() {
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  Serial.begin(9600);
  irrecv.enableIRIn();
  initNewValue();
}

Tento úryvok zobrazuje funkciu setup, kde inicializujeme LCD, spustíme sériovú komunikáciu a povolíme IR prijímač. Funkcia initNewValue() sa volá na vygenerovanie nového náhodného čísla, ktoré má hráč uhádnuť.

bool detectPoint() {
  if (count > pointValue) {
    if (count < upper) upper = count;
  } else if (count < pointValue) {
    if (count > lower) lower = count;
  } else if (count == pointValue) {
    count = 0;
    return 1;
  }
  count = 0;
  return 0;
}

Táto funkcia kontroluje odhad hráča proti náhodne vygenerovanému číslu a podľa toho upravuje horné a dolné limity. Ak je odhad správny, vynuluje počet a vráti true.

Celý kód je načítaný nižšie pod článkom pre vašu referenciu.

Demonštrácia / Čo očakávať

Keď je všetko zapojené a kód je nahraný, hra vás vyzve, aby ste na diaľkovom ovládači stlačili ľubovoľné číslo. Hra vám potom poskytne spätnú väzbu o vašich tipoch, pričom aktualizuje rozsah možných čísel, až kým správne neuhádnete cieľové číslo. Ak stlačíte tlačidlo POWER, hra sa resetuje a začne odznova (vo videu o 02:30).

Medzi časté chyby patrí zabezpečenie správnej orientácie infračerveného prijímača a toho, že všetky spojenia sú pevné. Ak hra nereaguje, skontrolujte napájanie a overte, či je v Arduino IDE vybratá správna doska a port.

Časové značky videa

• 00:00 Začiatok
• 2:17 Úvod do herného projektu
• 4:37 Zapojenie
• 6:15 Vysvetlenie kódu Arduino
• 12:32 Výber dosky ESP32 a COM portu v Arduino IDE
• 16:16 Hranie hry na hádanie čísla

Obrázky

ESP32_36_guessing_number_schematic

ESP32_36_guessing_number_wiring

ESP32_36_guessing_numbe-1

ESP32_36_guessing_numbe-2

ESP32_36_guessing_number_schematic

ESP32_36_guessing_number_wiring

ESP32_36_guessing_numbe-1

ESP32_36_guessing_numbe-2

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>
#include <IRremoteESP8266.h>
#include <IRrecv.h>

// Define the IR receiver pin
const uint16_t IR_RECEIVE_PIN = 14;

// Create an IRrecv object
IRrecv irrecv(IR_RECEIVE_PIN);

// Create a decode_results object
decode_results results;

const long interval = 1000;

unsigned long previousMillis = 0;

// Initialize the LCD object
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);

// Initialize the input number value
int count = 0;

// Initialize the random lucky point
int pointValue = 0;

// Initialize the upper and lower limit tips
int upper = 99;
int lower = 0;

void setup() {
  // Initialize the LCD screen
  lcd.init();
  lcd.backlight();

  // Start the serial communication
  Serial.begin(9600);

  // Enable the IR receiver
  irrecv.enableIRIn();

  // Initialize a new lucky point value
  initNewValue();
}

void loop() {
  // If a signal is received from the IR receiver
  if (irrecv.decode(&results)) {
    bool result = 0;
    String num = decodeKeyValue(results.value);

    // If the POWER button is pressed
    if (num == "POWER") {
      initNewValue(); // Initialize a new lucky point value
    }

    // If the CYCLE button is pressed
    else if (num == "CYCLE") {
      result = detectPoint(); // Detect the input number
      lcdShowInput(result); // Show the result on the LCD screen
    }

    // If a number button (0-9) is pressed, 
    //add the digit to the input number 
    //and detect the number if it is greater than or equal to 10
    else if (num >= "0" && num <= "9") {
      count = count * 10;
      count += num.toInt();
      if (count >= 10) {
        result = detectPoint();
      }
      lcdShowInput(result);
    }
    irrecv.resume();
  }
}

// Function to initialize a new lucky point value
void initNewValue() {
  // Set the random seed based on the analog value from pin A0
  randomSeed(analogRead(A0));

  // Generate a new random lucky point value
  pointValue = random(99);

  // Reset the upper and lower limit tips
  upper = 99;
  lower = 0;

  // Show the welcome message on the LCD screen
  lcd.clear();
  lcd.print("    Welcome!");
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("Press Any Number");

  // Reset the input number value
  count = 0;

  // Print the lucky point value to the serial monitor
  Serial.print("point is ");
  Serial.println(pointValue);
}

// Detect the input number 
//and update the upper/lower limit tips accordingly
bool detectPoint() {
  if (count > pointValue) {
    if (count < upper)upper = count;
  }
  else if (count < pointValue) {
    if (count > lower)lower = count;
  }

  // If the input number is equal to the lucky point value, 
  else if (count == pointValue) {

    // Reset the input number and return true
    count = 0;
    return 1;
  }
  // Reset the input number and return false
  count = 0;
  return 0;
}

// Show the input number and the upper/lower limit tips
void lcdShowInput(bool result) {
  lcd.clear();

  // If the input number is equal to the lucky point value
  if (result == 1)
  {
    // Show the success message and initialize a new lucky point value
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print(" You've got it! ");
    delay(5000);
    initNewValue();
    return;
  }
  lcd.print("Enter number:");
  lcd.print(count);
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print(lower);
  lcd.print(" < Point < ");
  lcd.print(upper);
}

// Function to decode the key value from the IR receiver signal
String decodeKeyValue(long result)
{
  switch(result){
    case 0xFF6897:
      return "0";
    case 0xFF30CF:
      return "1"; 
    case 0xFF18E7:
      return "2"; 
    case 0xFF7A85:
      return "3"; 
    case 0xFF10EF:
      return "4"; 
    case 0xFF38C7:
      return "5"; 
    case 0xFF5AA5:
     return "6"; 
    case 0xFF42BD:
      return "7"; 
    case 0xFF4AB5:
      return "8"; 
    case 0xFF52AD:
      return "9"; 
    case 0xFF906F:
      return "+"; 
    case 0xFFA857:
      return "-"; 
    case 0xFFE01F:
      return "EQ"; 
    case 0xFFB04F:
      return "U/SD";
    case 0xFF9867:
      return "CYCLE";         
    case 0xFF22DD:
      return "PLAY/PAUSE";   
    case 0xFF02FD:
      return "BACKWARD";   
    case 0xFFC23D:
      return "FORWARD";   
    case 0xFFA25D:
      return "POWER";   
    case 0xFFE21D:
      return "MUTE";   
    case 0xFF629D:
      return "MODE";       
    case 0xFFFFFFFF:
      return "ERROR";   
    default :
      return "ERROR";
    }
}