Arduino: snake game con display TFT e quattro bottoni

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In questo tutorial vedremo in che modo creare un gioco interattivo con Arduino.

Snake è un videogioco presente in molti telefonini, in particolare quelli prodotti dalla Nokia. Le sue origini risalgono agli anni settanta, con il videogioco arcade Blockade; da allora è stato prodotto in numerose piattaforme e varianti, fino a ritrovare nuova fama negli anni novanta grazie ai cellulari.

Basta con le chiacchiere, arriviamo subito al sodo.

I materiali da utilizzare per il collegamento del display TFT 1,8″ alla board Arduino sono:

Arduino Uno
Display TFT
Cavo USB
1x breadboard
4x bottoni
4x resistenza da 10K Ohm

COLLEGAMENTO

Ci sono tantissimi display TFT da 1,8″ nel mercato, quindi il collegamento potrebbe cambiare da display a display. I display possono avere la posizioni di alcuni pin differente ma comunque sono presenti le “stesse sigle” che permettono quindi di effettuare correttamente il collegamento prendendo anche come riferimento altri display con la posizione dei pin diversa. Rispetto a questo display ce ne potrebbero essere altri con pin BLK (blacklight), che in questo caso non è presente, ma niente di preoccuparsi, lo puoi collegare al pin 12.

Se è la prima volta che utilizzi il display, prima di scrivere il codice ti consiglio vivamente di leggere questo articolo introduttivo sul collegamento e configurazione del display ST7735 TFT 1,8″

Come collegare display TFT 1,8″ ST7735 ad Arduino

Ecco il diagramma di collegamento:

CODICE

Ecco qui il codice:

#include <SPI.h>
#include <TFT.h>
  
struct colour_struct{
  int r;
  int g;
  int b;
};
typedef struct colour_struct colour;

colour bgCol = {93,200,255};
colour snakeCol = {245, 78, 253};
colour foodCol = {253,230,62};

/* TFT pins */
#define LCD_CS   10
#define SD_CS 4
#define DC   9
#define RESET  8

/* Pushbutton pins */
#define PBLEFT 7
#define PBDOWN 6
#define PBUP 3
#define PBRIGHT 2

#define screenWidth 160
#define screenHeight 128
#define tileSize 6


TFT screen = TFT(LCD_CS, DC, RESET);

long timestamp = 0;
int score = 0;
int collision = 0;
int goX = 0;
int goY = 0;

struct coord_struct{
  int x;
  int y;
  struct coord_struct *next_ptr; 
};
typedef struct coord_struct coord;

coord *new_ptr;
coord *temp;
coord *head = NULL;

struct {
  int x;
  int y;
  int growBy;
} food;

/*****************************************************************
 *  FUNCTIONS
 */

void 
addFirst(int x, int y){
    new_ptr = (coord *)malloc(sizeof(coord));
    new_ptr->x = x;
    new_ptr->y = y;
    new_ptr->next_ptr = head;
    head = new_ptr;
}

void 
remLast(){
  coord *last;  
  temp = head;
  last = temp;
  while (temp != NULL && temp->next_ptr != NULL){
    last = temp;
    temp = temp->next_ptr;
  }
  if (last == temp){
    free(temp);
    head = NULL;
  } else {
    drawRect(temp->x,temp->y,&bgCol); /* draw */
    free(last->next_ptr);
    last->next_ptr = NULL;  
  }
}
  
void
startScreen(){
  reset();
  
  screen.background(245, 78, 253);
  screen.setTextSize(4);
  screen.stroke(0,255,0);
  screen.text("Snake",10,10);
  screen.setTextSize(1);
  screen.text("press button to start",10, 80);
  
  while (goX == 0 && goY == 0){
    getInput();
    delay(5);
  }
  
  screen.stroke(0,0,0);
  screen.fill(bgCol.r,bgCol.g,bgCol.b);
  screen.rect(3,2,screenWidth-6,screenHeight-4);
  
  for (int i = 29; i<=53; i+=6){
    addFirst(i,52);
    drawRect(head->x, head->y,&snakeCol);
  }
  
  putFood();
}
 
void
reset(){
  goX = 0;
  goY = 0;
  collision = 0;  
  score = 0;
  while(head){
    remLast();
  }
}

void 
getInput(){
    if (digitalRead(PBLEFT) == HIGH){
      goX = -tileSize; 
      goY = 0;  
    }
    else if (digitalRead(PBDOWN) == HIGH){
      goX = 0; 
      goY = tileSize;  
    }
    else if (digitalRead(PBUP) == HIGH){
      goX = 0; 
      goY = -tileSize;  
    }
    else if (digitalRead(PBRIGHT) == HIGH){
      goX = tileSize; 
      goY = 0;  
    }
}

int 
isGrow(){
  if(head->x == food.x && head->y == food.y){
    return 1; 
  } else {
    return 0;
  }
}

int
isCollision(){
  temp = head->next_ptr;
  while(temp){
    if (temp->x == head->x && temp->y == head->y){
      return 1;
    }
    temp = temp->next_ptr;  
  }
  if(head->x < 5 || head->x > 149 || head->y < 4 || head->y > 118){
    return 1;
  }
  return 0;
}
 
void
putFood(){
  int validPlace = 0;
  while (!validPlace){
    food.x = 5 + (int)random(0,24)*6;
    food.y = 4 + (int)random(0,19)*6;
    if (food.x != head->x && food.y != head->y){
      validPlace = 1; 
    }
  }
  drawRect(food.x, food.y, &foodCol);
}

void 
drawRect(int x, int y, colour *c){
  screen.noStroke();
  screen.fill(c->r, c->g, c->b);
  screen.rect(x,y,tileSize,tileSize);
}

void
endScreen(){
  char scoreChars[5];
  screen.background(0, 255, 0);
  screen.stroke(255,255,255);
  String scorestring = String(score);
  scorestring.toCharArray(scoreChars,5);
  
  screen.text("Game over", 40, 40);
  screen.text("Score:", 40, 50);
  screen.text(scoreChars, 80, 50);  
  delay(1000);
}

void
setup(){
  screen.begin();
  randomSeed(analogRead(0));
}

void
loop(){
  startScreen();
  while (!collision){
    getInput();
    delay(5);
    if (millis()-timestamp > 200){
      addFirst((head->x + goX), (head->y + goY));
      drawRect(head->x,head->y,&snakeCol);
      if (food.growBy){
        food.growBy--;
        score += 1;
      }
      else {
        remLast();
      }
      if (isGrow()){
        food.growBy++;
        putFood(); 
      }
      if (isCollision()){
        collision = 1;
      }
      timestamp = millis();
    }
  }
  endScreen();  
}

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#include <SPI.h>

#include <TFT.h>

struct colour_struct{

int r;

int g;

int b;

};

typedef struct colour_struct colour;

colour bgCol = {93,200,255};

colour snakeCol = {245, 78, 253};

colour foodCol = {253,230,62};

/* TFT pins */

#define LCD_CS 10

#define SD_CS 4

#define DC 9

#define RESET 8

/* Pushbutton pins */

#define PBLEFT 7

#define PBDOWN 6

#define PBUP 3

#define PBRIGHT 2

#define screenWidth 160

#define screenHeight 128

#define tileSize 6

TFT screen = TFT(LCD_CS, DC, RESET);

long timestamp = 0;

int score = 0;

int collision = 0;

int goX = 0;

int goY = 0;

struct coord_struct{

int x;

int y;

struct coord_struct *next_ptr;

};

typedef struct coord_struct coord;

coord *new_ptr;

coord *temp;

coord *head = NULL;

struct {

int x;

int y;

int growBy;

} food;

/*****************************************************************

* FUNCTIONS

void

addFirst(int x, int y){

new_ptr = (coord *)malloc(sizeof(coord));

new_ptr->x = x;

new_ptr->y = y;

new_ptr->next_ptr = head;

head = new_ptr;

}

void

remLast(){

coord *last;

temp = head;

last = temp;

while (temp != NULL && temp->next_ptr != NULL){

last = temp;

temp = temp->next_ptr;

}

if (last == temp){

free(temp);

head = NULL;

} else {

drawRect(temp->x,temp->y,&bgCol); /* draw */

free(last->next_ptr);

last->next_ptr = NULL;

}

void

startScreen(){

reset();

screen.background(245, 78, 253);

screen.setTextSize(4);

screen.stroke(0,255,0);

screen.text("Snake",10,10);

screen.setTextSize(1);

screen.text("press button to start",10, 80);

while (goX == 0 && goY == 0){

getInput();

delay(5);

}

screen.stroke(0,0,0);

screen.fill(bgCol.r,bgCol.g,bgCol.b);

screen.rect(3,2,screenWidth-6,screenHeight-4);

for (int i = 29; i<=53; i+=6){

addFirst(i,52);

drawRect(head->x, head->y,&snakeCol);

}

putFood();

}

void

reset(){

goX = 0;

goY = 0;

collision = 0;

score = 0;

while(head){

remLast();

}

void

getInput(){

if (digitalRead(PBLEFT) == HIGH){

goX = -tileSize;

goY = 0;

}

else if (digitalRead(PBDOWN) == HIGH){

goX = 0;

goY = tileSize;

}

else if (digitalRead(PBUP) == HIGH){

goX = 0;

goY = -tileSize;

}

else if (digitalRead(PBRIGHT) == HIGH){

goX = tileSize;

goY = 0;

}

int

isGrow(){

if(head->x == food.x && head->y == food.y){

return 1;

} else {

return 0;

}

int

isCollision(){

temp = head->next_ptr;

while(temp){

if (temp->x == head->x && temp->y == head->y){

return 1;

}

temp = temp->next_ptr;

}

if(head->x < 5 || head->x > 149 || head->y < 4 || head->y > 118){

return 1;

}

return 0;

}

void

putFood(){

int validPlace = 0;

while (!validPlace){

food.x = 5 + (int)random(0,24)*6;

food.y = 4 + (int)random(0,19)*6;

if (food.x != head->x && food.y != head->y){

validPlace = 1;

}

drawRect(food.x, food.y, &foodCol);

}

void

drawRect(int x, int y, colour *c){

screen.noStroke();

screen.fill(c->r, c->g, c->b);

screen.rect(x,y,tileSize,tileSize);

}

void

endScreen(){

char scoreChars[5];

screen.background(0, 255, 0);

screen.stroke(255,255,255);

String scorestring = String(score);

scorestring.toCharArray(scoreChars,5);

screen.text("Game over", 40, 40);

screen.text("Score:", 40, 50);

screen.text(scoreChars, 80, 50);

delay(1000);

}

void

setup(){

screen.begin();

randomSeed(analogRead(0));

}

void

loop(){

startScreen();

while (!collision){

getInput();

delay(5);

if (millis()-timestamp > 200){

addFirst((head->x + goX), (head->y + goY));

drawRect(head->x,head->y,&snakeCol);

if (food.growBy){

food.growBy--;

score += 1;

}

else {

remLast();

}

if (isGrow()){

food.growBy++;

putFood();

}

if (isCollision()){

collision = 1;

}

timestamp = millis();

}

endScreen();

}

Carica il codice e inizia a giocare!

Conclusione

Voglio ringraziare AZ-Delivery per avermi dato la possibilità di avere il display.

Preferireste aspettare 8 settimane per l’autoimportazione dalla Cina, incerti se le merci arriveranno mai, le terre alla dogana o semplicemente saranno rispedite indietro? O acquistare in Germania ad un prezzo totalmente gonfiato da un rivenditore specializzato? Preferisci acquistare il prodotto a buon mercato in Cina senza essere sicuro di quale versione del prodotto riceverai, o ordinarlo dal rivenditore tedesco incl. istruzioni e scheda dati?

Nel seguente link è presente il sito ufficiale AZdelivery

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Simone Candido

Simone Candido è un ragazzo appassionato del mondo tech nella sua totalità. Simone ama immedesimarsi in nuove esperienze, la sua filosofia si basa sulla irrefrenabile voglia di ampliare a 360° le sue conoscenze abbracciando tutti i campi del sapere, in quanto ritiene che il sapere umano sia il connubio perfetto tra cultura umanistica e scientifica.

1 Comment

Fabio | July 1, 2022 at 2:46 pm | Reply

Ciao Simone. Come hai fatto a realizzare questo gioco. Io ho provato con la libreria Adafruit ST7735s ma il refresh dello screen ad ogni loop è lentissimo. In pratica vado molto sotto i 30 FPS (frame per seconds) necessari per rendere il gioco fluido. La frequenza di aggiornamento dei pixel mi sembra molto bassa. Mi potresti dare una dritta???