Светодиодная аркада на Arduino Nano — как собрать игровую консоль без экрана

С чего начать

Проект лучше собирать поэтапно. Сначала нужно оживить матрицу, затем проверить кнопки, после этого загрузить простую игру с одной точкой. Такой порядок экономит время: если что-то не работает, сразу понятно, где искать ошибку.

Как работает светодиодная консоль

Матрица 8×8 работает как маленький экран из 64 пикселей. Для простых игр удобно использовать окно 5×5: оно оставляет запас по краям и упрощает расчёт координат. При этом Arduino Nano постоянно повторяет один цикл: читает кнопки, меняет координаты объекта, обновляет матрицу.

Что понадобится для сборки

Подключение компонентов

Матрица MAX7219 подключается к Arduino Nano по трём управляющим линиям. Кнопки проще подключить одним контактом к цифровому пину, а вторым к GND. В коде включается INPUT_PULLUP, поэтому отдельные подтягивающие резисторы для базовой сборки не нужны.

Пример кода: «Световой след»

Ниже базовый скетч: точка двигается по окну 5×5 с помощью четырёх кнопок. На его основе уже можно делать «Змейку», простую аркаду с препятствиями или мини-лабиринт.

#include <MD_MAX72xx.h>
#include <SPI.h>

#define CLK_PIN   13
#define DATA_PIN  11
#define CS_PIN    10

MD_MAX72XX mx = MD_MAX72XX(MD_MAX72XX::FC16_HW, CS_PIN, CLK_PIN, DATA_PIN, 1);

#define BTN_LEFT   2
#define BTN_RIGHT  3
#define BTN_UP     4
#define BTN_DOWN   5
#define BTN_A      6
#define BTN_B      7

byte x = 2, y = 2;

void setup() {
  mx.begin();
  mx.control(MD_MAX72XX::INTENSITY, 2);
  mx.clear();

  pinMode(BTN_LEFT, INPUT_PULLUP);
  pinMode(BTN_RIGHT, INPUT_PULLUP);
  pinMode(BTN_UP, INPUT_PULLUP);
  pinMode(BTN_DOWN, INPUT_PULLUP);
  pinMode(BTN_A, INPUT_PULLUP);
  pinMode(BTN_B, INPUT_PULLUP);
}

void loop() {
  mx.setPoint(y, x, true);
  delay(200);

  if (digitalRead(BTN_RIGHT) == LOW && x < 4) x++;
  if (digitalRead(BTN_LEFT)  == LOW && x > 0) x--;
  if (digitalRead(BTN_DOWN)  == LOW && y < 4) y++;
  if (digitalRead(BTN_UP)    == LOW && y > 0) y--;

  mx.clear();
}

Если точка движется не туда, чаще всего достаточно повернуть модуль или поменять обработку координат. Поэтому сначала лучше добиться стабильной работы одной точки, а уже потом добавлять правила игры.

Пошаговая сборка

1. Сначала установите Arduino Nano на макетную плату и подключите USB.
2. Затем подключите матрицу: DIN — D11, CLK — D13, CS — D10, VCC — 5V, GND — GND.
3. После этого подключите кнопки к D2-D7, второй вывод каждой кнопки — к GND.
4. Далее установите библиотеки MD_MAX72XX и SPI, если они ещё не готовы.
5. Загрузите скетч и проверьте движение точки.
6. В конце аккуратно уложите провода и подпишите кнопки, чтобы не путаться при доработках.

Питание, корпус и автономный вариант

На столе удобнее питать консоль от USB. Однако для переносного варианта можно использовать одну банку 18650, плату зарядки с защитой и повышающий модуль на 5 В. В таком варианте особенно важно не перепутать полярность, закрыть открытые контакты термоусадкой и заранее продумать выключатель питания.

Частые ошибки и решения

Идеи для улучшения

• «Змейка» — хранить хвост в массиве и проверять столкновения.
• «Пинпонг» — две ракетки, шарик и отражение от стенок.
• Лабиринт — точка двигается по заранее заданной карте.
• Счёт — использовать крайние светодиоды как индикатор очков.
• Заставка — добавить бегущую точку или короткую анимацию старта.

Что ещё почитать

Для такой самоделки рядом пригодятся темы питания, аккумуляторов и расходников. Они помогают перейти от макетки к более аккуратному корпусному варианту.

TP4056 + MT3608

Как получить 5 В от одной банки 18650 и не забыть про защиту.

Держатели 18650

Какие держатели бывают и на что смотреть перед установкой в проект.

15 мелочей для мастерской

Термоусадка, пинцеты, стяжки, USB-тестер и другие вещи для аккуратной сборки.