Разработка электронной игры на базе контроллера “Ардуино”

1.

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования «Ижевский государственный технический
университет имени М.Т. Калашникова»
(ФГБОУ ВО «ИжГТУ им М. Т. Калашникова»)
ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА
БАКАЛАВРА
на тему «Разработка электронной игры на базе
контроллера “Ардуино”»
Выполнил:
Студент гр. Б20-781-1з
П.А. Назаров
Руководитель:
к.т.н., доцент
Е.М. Марков
Ижевск, 2025 г.

2.

Постановка задачи
Саймон (англ. Simon) — одна из самых популярных электронных игрушек
конца 1970-х и начала 1980-х годов, направленная на развитие и тренировку
памяти и скорости реакции.
Внешне игрушка представляет собой круглый диск с четырьмя большими
разноцветными кнопками-панелями, издававшими разные звуки. Задача
игры — запомнить продемонстрированную игроку последовательность этих
вспышек и звуков (начать игру можно было с нажатия любой кнопки, при
этом игра была задумана так, чтобы мелодия звучала гармонично
независимо от того, какая кнопка была нажата первой) и впоследствии
воспроизвести её в рамках «раунда» игры
Первоначальная игра “Simon”

3.

Цель работы:
Разработка и создание электронной игрушки
“Саймон” на базе Arduino.
Задачи:
1. Исследование существующих технологий и программ для создания
программно-аппаратных решений: изучить программно-аппаратное
средство Arduino, его возможности.
2. Выбор аппаратной платформы: оценить различные платы, индикаторы
и прочие устройства, чтобы выбрать оптимальное решение для проекта
с учетом его производительности, затрат и функциональности.
3. Разработка программного обеспечения: написать код для данного
проекта, который будет соответствовать логике электронной игрушки
“Саймон”.
3

4.

4. Тестирование и анализ результатов: проверить корректность
работы системы и проанализировать полученные результаты.
5. Предложить пути для дальнейшего улучшения проекта, например,
улучшение дизайна данной электронной игрушки.
4

5.

Анализ рынка
1. Интерактивная игра на память со счётчиком уровней от
компании Bondibom
Достоинства:
● Качественные материал изготовления и выводимый из микрофона звук.
● Различные встроенные игры помимо игры “Саймон”.
● Встроенной счетчик очков.
Недостатки:
● Отсутствие кастомизации яркости света и громкости звука.
● Высокая стоимость - 1284 руб.
● Несмотря на возможность взять данную игрушку в путешествие, габариты не пользоваляет положи
данное изобретение в карман удобным образом.
5

6.

2. Интерактивная игра “Мемори. Нажимай-запоминай” от Лас Играс KIDS
Достоинства:
● Низкая стоимость - 266 руб.
● Портативность. Данная игрушка имеет такие габариты и вес, которые легко позволяют носить
данную игрушку в кармане и брать ее в поездку
● Простота использования. Помимо 4-х кнопок, которые используются при сеансе игры, здесь
имеется только еще одна кнопка, которая отвечает за включение сеанса игры.
Недостатки:
● Помимо игры “Саймон” здесь больше не имеется других игр.
● Посредственное качество материалов и выводимого звука.
● Нет возможности кастомизации звуков или яркости экрана или даже громкости издаваемых
звуков.
6

7.

Вывод из анализа рынка
На фоне существующих аналогов, таких как Интерактивная игра “Мемори.
Нажимай-запоминай” и Интерактивная игра на память со счётчиком
уровней, мне стало понятно, что большинство моделей игры “Саймон” либо
не настолько портативны, чтобы можно было их класть в карман и
комфортно с ними ходить, либо имеют мало возможностей для различного
рода кастомизации или такие возможности в принципе отсутствуют. Также
далеко не везде имеется счетчик очков. Именно здесь я увидел потенциал для
улучшения и расширения функционала подобного рода игрушек путем
устранения всех вышеперечисленных недочетов в своей собственной модели.
7

8.

Набор инструментов разработки
8

9.

Блок-схема данной электронной игры (часть 1)
9

10.

Блок-схема данной электронной игры (часть 2)
10

11.

Блок-схема данной электронной игры (часть 3)
11

12.

Электрическая схема электронной игры
12

13.

Компоненты (часть 1)
Контроллер Arduino UNO
Кнопка тактовая
Дисплей LCD
батарейка Крона 9V
1602 I2C
13

14.

Компоненты (часть 2)
RGB-светодиод
Адаптер, кабель
питания для батареи
Потенциометр
Зуммер
14

15.

Результат (схема подключения Arduino UNO
к компонентам)
В выключенном
Во включенном состоянии (с
состоянии
макс. яркостью света)
15

16.

Заключение
В ходе выполнения данной работы были решены поставленные задачи:
-
Исследованы существующих технологий и программ для создания
программно-аппаратных решений: изучены программно-аппаратное
средство Arduino, его возможности.
-
Выбраны аппаратные платформы: оценены различные платы,
индикаторы и прочие устройства, выбраны оптимальное решение
для
проекта
с
учетом
его
производительности,
затрат
и
функциональности.
-
Разработано программное обеспечение: написан код для данного
проекта, который соответствовует логике электронной игрушки
“Саймон”.
16

17.

-
Протестированы
и
проанализированы
результаты:
проверена
корректность работы системы и проанализированы полученные
результаты.
-
Предложены пути для дальнейшего улучшения проекта, например,
улучшение дизайна данной электронной игрушки.
17