Arduino LCD-Projekt: 16×2 Display mit Tastern & Widerständen selbst bauen

Komponenten und Materialien

Projekthintergrund

Ursprünglich Teil eines größeren Projekts, das sich verzögerte. Ich nutzte die Zeit, um das bisher ungenutzte LCD-Display aus meinem Arduino-Starterkit in Betrieb zu nehmen – und lernte dabei erstmals Löten.

Nach ersten Tests mit der LiquidCrystal-Bibliothek (laufender Text) entwickelte ich eine eigene kleine Animation („0“ hüpft über den Bildschirm) und schließlich ein komplettes Spiel: „Dodge the Defs“ (Verteidiger ausweichen).

Aufbau & Verdrahtung

LCD-Anschluss (4-Bit-Modus)

Die Pin-Belegung im Code: LiquidCrystal lcd(4, 6, 10, 11, 12, 13); → RS=4, EN=6, D4=10, D5=11, D6=12, D7=13.

Kontrasteinstellung

Statt eines Potentiometers werden zwei Festwiderstände (1 kΩ + 10 kΩ in Reihe) zwischen VCC und GND geschaltet, der Mittelabgriff geht an VO (Pin 3 des LCD). Dies fixiert den Kontrast dauerhaft.

Taster-Anschluss (Wichtig!)

Der Taster wird im Pull-Down-Modus an Pin 8 angeschlossen:

• Ein Taster-Pin → 5 V
• Anderer Pin → Arduino Pin 8 und über 10 kΩ → GND

Nicht den Pull-Up aus dem Arduino-Tutorial verwenden – der Code erwartet HIGH bei gedrücktem Taster.

Spielprinzip: „Dodge the Defs“

Sie sind ein Fußballspieler (eigenes Custom-Character) unten links. Verteidiger (Custom-Characters) rücken von rechts nach. Drücken Sie den Taster im richtigen Moment, um zu springen. Nach 10 Verteidigern haben Sie gewonnen. Die Geschwindigkeit steigt mit jedem Verteidiger.

Eigene Zeichen (Custom Characters)

Erstellt mit LCD Character Generator:

• Spieler Lauf-Pose 1 & 2
• Spieler Sprung-Pose
• Verteidiger Lauf-Pose 1 & 2
• Verteidiger Rutsch-Pose (nah am Spieler)

Vollständiger Programmcode

/* Dodge the Defs!! – 16x2 LCD Spiel mit Taster
 * Erstellt: Shreyas R P, 21.06.2018
 * Lizenz: GPL v3
 */
#include <LiquidCrystal.h>

const int btn = 8; // Taster an Pin 8 (Pull-Down)

// Intro-Texte
char* introText[] = {
  "Dodge the Defs!!",
  "Created on:",
  "Hit the button..."
};

// Variablen
int game = 0;
int buttonPress = 0;
int buttonState = 0;
int obstaclePos;
int obsDelay;
int score = 0;
unsigned long lastDebounceTime = 0;
unsigned long debounceDelay = 50;
int lastButtonState = LOW;

// Custom Characters (8 Bytes each)
byte runnin1[8] = {0b01100, 0b01100, 0b00000, 0b11100, 0b01110, 0b01100, 0b11110, 0b00011};
byte runnin2[8] = {0b00110, 0b00110, 0b00000, 0b00111, 0b01110, 0b00110, 0b01110, 0b00101};
byte jump[8]    = {0b00100, 0b01100, 0b11100, 0b01110, 0b01100, 0b11111, 0b00000, 0b00001};
byte def1[8]    = {0b00100, 0b00110, 0b00111, 0b01110, 0b00110, 0b01111, 0b01000, 0b00000};
byte def2[8]    = {0b00100, 0b00110, 0b00111, 0b01110, 0b00110, 0b00110, 0b00110, 0b00010};
byte slide[8]   = {0b00000, 0b00000, 0b00011, 0b00011, 0b00000, 0b01111, 0b11111, 0b00000};

LiquidCrystal lcd(4, 6, 10, 11, 12, 13);

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(btn, INPUT);
  lcd.begin(16, 2);
  lcd.createChar(0, runnin1);
  lcd.createChar(1, runnin2);
  lcd.createChar(2, jump);
  lcd.createChar(3, def1);
  lcd.createChar(4, def2);
  lcd.createChar(5, slide);
  buttonState = digitalRead(btn);
}

void loop() {
  intro();
  while (game == 1) ballActive();
  endGame();
}

void intro() {
  score = 0;
  lcd.clear();
  lcd.print(introText[0]);
  lcd.setCursor(7, 1);
  lcd.print("By SRP888");
  delay(2000);
  lcd.clear();
  lcd.print(introText[1]);
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("21-06-2018");
  delay(2000);
  lcd.clear();
  while (button() != 1) { // Warten auf Tastendruck
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print(introText[2]);
    delay(100);
  }
  game = 1;
}

void reset() {
  // Spieler animieren (Lauf-Pose wechseln)
  if (obstaclePos % 2 == 0) {
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.write(byte(0));
  } else {
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.write(byte(1));
  }
}

void ballActive() {
  obsDelay = 200;      // Startverzögerung
  obstaclePos = 15;    // Startposition ganz rechts (0-15)

  while (game == 1) {
    reset();

    if (button() == 1) { // Taster gedrückt -> Springen
      lcd.clear();
      lcd.setCursor(0, 0);
      lcd.write(byte(2)); // Sprung-Pose
      obstacle(obstaclePos);
      delay(400); // Anzeigedauer
      lcd.clear();
      lcd.setCursor(0, 1);
      lcd.write(byte(1)); // Wieder am Boden
      obstacle(obstaclePos);
    } else {
      if (obstaclePos != 0) {
        reset();
        obstacle(obstaclePos);
      } else {
        // Verteidiger erreicht Spieler am Boden -> Game Over
        game = 0;
        break;
      }
    }

    obstaclePos--; // Verteidiger rückt näher

    if (obstaclePos < 0) { // Erfolgreich ausgewichen
      obsDelay -= 20;      // Schneller werden
      obstaclePos = 15;    // Zurück zum Start
      score++;
    }

    if (obsDelay == 0) { // 10 Verteidiger geschafft (200/20=10)
      game = 0;
    }
    delay(obsDelay);
  }
}

// Taster-Entprellung
int button() {
  int reading = digitalRead(btn);
  if (reading != lastButtonState) {
    lastDebounceTime = millis();
  }
  if ((millis() - lastDebounceTime) > debounceDelay) {
    buttonState = reading;
    if (buttonState == HIGH) {
      lastButtonState = reading;
      return 1;
    }
  }
  lastButtonState = reading;
  return 0;
}

// Verteidiger an Position i zeichnen
void obstacle(int i) {
  if (obstaclePos % 2 == 0 && obstaclePos > 2) {
    lcd.setCursor(i, 1);
    lcd.write(byte(3)); // Laufen 1
  } else if (obstaclePos % 2 != 0 && obstaclePos > 2) {
    lcd.setCursor(i, 1);
    lcd.write(byte(4)); // Laufen 2
  } else {
    lcd.setCursor(i, 1);
    lcd.write(byte(5)); // Rutschen (gefährlich nah)
  }
}

void endGame() {
  lcd.clear();
  if (score == 10) {
    lcd.print("Congratulations!");
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("You beat 'em all");
  } else if (score < 3) {
    lcd.print("You suck");
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("Score: ");
    lcd.print(score);
  } else if (score < 6) {
    lcd.print("Not bad!");
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("Score: ");
    lcd.print(score);
  } else {
    lcd.print("Great!");
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("Score: ");
    lcd.print(score);
  }
  delay(3000);
}

Schaltplan

Die Verdrahtung entspricht dem Fritzing-Schaltplan: LCD im 4-Bit-Modus, Kontrast über 1 kΩ + 10 kΩ Spannungsteiler, Taster mit 10 kΩ Pull-Down an Pin 8.

Lizenz

GPL v3 – Weiterentwicklung und Verbesserungen ausdrücklich erwünscht!