Construção de um jogo de corrida em uma fita de LED endereçável utilizando arduino. Neste jogo os jogadores competem apertando um botão repetidas vezes, fazendo com que os LEDs de uma determinada cor acendam sequencialmente enquanto apagam os anteriores, dando a sensação de que algo se move na fita. Cada jogador será representado por uma cor na fita e aquele que completar primeiro o número de voltas definido na programação, vence, iluminando assim toda a fita com a cor do vencedor.

Materiais Necessários

• Fita de LED endereçável WS2812b (qualquer tamanho).
• Arduino nano (pode ser substituído por qualquer outro arduino maior)
• Cabo de conexão arduino nano (USB x mini USB)
• Capacitor eletrolítico 1000uF
• Capacitor eletrolítico 1uf
• Resistor de 470 Ω
• 2 botões push button sem trava (dois terminais)
• Mini alto falante - 3W / 4Ω com aproximadamente 5 cm de diâmetro.
• Fonte de alimentação bivolt (entrada: 110V/220V - Saída: 12V / 1A) - com conector jack padrão arduino.
• Estanho para solda (1mm)
• Caixa ou pote plástico que seja maior que o arduino a ser utilizado - nela ficarão o arduino, resistor, capacitor e fios de conexão entre os componentes. (pode ser substituído por outros materiais não plástico desde que não sejam condutores de energia)
• Fita isolante
• 2 cabinhos flexíveis 0.14mm² em duas cores diferentes - com 2,5m de comprimento cada (a quantidade a ser usada deve variar com a distância com que se pretende deixar os controles do arduíno).
• Materiais Opcionais
• 2 Caixinhas plásticas para os botões (ou de outro material não condutor)
• Materiais diversos para enfeite e criação de cenário para a pista.

Ferramentas Necessárias

• Ferro de solda com suporte (preferência 40W ou 60W)
• Alicate de corte diagonal ou corte rente (qualquer tamanho)
• Furadeira e brocas (nenhum tamanho ou tipo específico)
• Computador com Arduino IDE instalado
• Ferramentas opcionais: Alicate desencapador, Pistola de cola quente com refil

Etapas

Preparação dos materiais

• Faça alguns furos na caixa ou pote plástico que servirá de invólucro para os componentes eletrônicos centrais do “jogo”. Quatro furos são o suficiente, um para entrada dos fios de alimentação da fonte, um para saída dos fios de alimentação e dados da fita de LED, outro para os fios que ligarão os botões ao arduíno e por fim um para os fios do alto falante. Para fazer este furo, utilize uma furadeira, obtendo assim um melhor acabamento e utilize uma broca de diâmetro adequada à quantidade e grossura dos fios que passarão por ele, evitando que fique muito apertado para que não sejam danificados.
   
  
   
  
• Corte com um alicate o plugue de conexão jack padrão para arduíno da fonte de 12v.
  
  a. Desencape a parte externa do fio da fonte onde você removeu o plugue, expondo os dois fios internos e também os desencape, deixando aproximadamente.
• Corte cada cabinho flexível, em duas partes de aproximadamente 1 m cada e desencape ambas as pontas de cada fio.
• Corte o resto que sobrou dos cabinhos em pedaços de 5 cm e desencape as extremidades.
• Corte o conector da fita de led e desencape cada fio.

Montagem do circuito

• Antes de começar a montagem do circuito, inicie passando, por um dos furos que foram feitos, o fio desencapado da fonte, pois depois de soldado aos outros componentes não será mais possível o passar para dentro da caixa
   
  
   
  
• Monte o circuito seguindo a imagem acima e o detalhamento descrito abaixo.
• Comece soldando os terminais do capacitor ao arduino, o terminal do mesmo lado que a faixa branca do capacitor é o negativo e deve ser soldado ao GND, já o outro deve ser soldado ao Vin do arduino.
  Em seguida, solde os fios desencapados da fonte de alimentação. O vermelho é positivo e deve ser soldado ao Vin e o preto é o fio negativo que deve ser soldado ao GND.
• Solde os cabinhos vermelho e preto de 1m de comprimento aos dois botões. Na imagem o fio vermelho está representado pelo fio azul e pelo fio laranja e o fio preto na imagem mantém a mesma cor.
  Antes de soldar a outra extremidade dos fios ao arduino, passe os mesmos para dentro da caixa por outro furo que esteja disponível.
  Com os fios para dentro da caixa, solde o fio vermelho de um botão ao pino D6 e o fio vermelho do outro botão ao pino D7, já os fios pretos devem ser soldados ao GND.
• Os fios da fita de LED ficarão da seguinte forma, o fio que sai da entrada 5v (geralmente o fio vermelho), deve ser soldado ao Vin do arduino, o GND da fita (geralmente o fio preto) vai no GND da placa e por fim o fio de dados da fita (chamado de Din e na imagem representado pela cor verde) deve ser soldado a um dos terminais do resistor de 470 Ω, que por sua vez terá o outro terminal soldado ao pino A0 do arduino.
• Solde o terminal negativo do alto falante ao GND do arduino e o terminal positivo ao pino negativo do capacitor de 1uF. (Observe as marcações próximas aos terminais do alto falante, elas devem indicar qual terminal é o positivo e qual o negativo)
• Por fim, solde o pino positivo do capacitor de 1uF que estava sobrando à porta D2 do arduino.
• Corte as sobras de fio e terminais de componentes e encape com fita isolante todas as conexões que foram feitas para evitar curtos circuitos que podem danificar toda a placa.

Programando o Arduino

• Para começar a programação, copie ou faça o download do código disponível no link abaixo.
  https://www.tinkercad.com/things/2sQwy1b4rez
  Clique em simular, depois em código e por fim no botão de download (seta para baixo).
• Abra o arquivo recém baixado com o arduino IDE e instale a biblioteca “Adafruit neopixel”
  Para instalar a biblioteca siga o caminho, ferramentas > gerenciar bibliotecas, digite no campo de busca o nome da biblioteca e procure pela biblioteca com o nome exato e clique em instalar.
   
  
   
  
• Depois de instalada a biblioteca será necessário fazer apenas um ajuste. Definir a quantidade de LEDs que sua fita possui, para que o programa faça o mapeamento correto. Procure pela linha de código da imagem abaixo e altere o número de acordo com o tamanho da sua fita.
   
  
   
  
• Conecte o arduíno ao computador e siga o caminho abaixo para garantir que o computador irá se comunicar corretamente com o arduino nano.
  ferramentas > placa: > arduino nano
• Com tudo configurado faça o upload do programa para o arduino.
• Desconecte o arduino do computador e ligue a fonte na tomada. Uma sequência de leds acenderá na fita e o alto falante fará uma sequência de sons como se fosse uma contagem regressiva e assim que os primeiros LEDs da fita ficarem alternando de cor, a corrida pode começar, é só ficar apertando os botões o mais rápido possível e os “carrinhos” de LED começarão a andar pela fita.

Ajustes

• É possível fazer diversas alterações no código que afetam diretamente alguns elementos do jogo, abaixo apresentarei algumas possibilidades, como a inclusão de física e a definição do número total de voltas, mas também é possível alterar a cor dos carrinhos ou mudar a música de vitória.
  Para alterar a quantidade de voltas para a conclusão da corrida encontre a seguinte linha e altere seu valor.
   
  
   
  
• Para alterar a física do jogo, altere os valores das linhas abaixo, sendo que a constante de atrito define quão rápido o carro vai parar caso o botão pare de ser apertado e a constante de gravidade altera o impacto de rampas na movimentação do “carrinho”.
   
  
   
  
• Por fim, é possível definir regiões de pico ou rampa na pista, e são estas as regiões que são afetadas pela constante de gravidade. Procure no código pelas linhas abaixo e altere os valores dentro do parênteses da seguinte forma.
   
  
   
  
• O segundo número dentro do parênteses define o LED onde a rampa começa.
  O terceiro número é o pico da rampa.
  O quarto representa o final dela.
  Caso queira incluir mais rampas é só copiar estas linhas novamente no código (logo abaixo da primeira rampa) e ajustar os valores.
• Para que as alterações e ajustes sejam aplicados não esqueça de subir novamente o código no arduino e para que a física seja ativada durante o jogo é necessário que enquanto o jogo liga o botão do jogador 1 fique pressionado, e então após a contagem regressiva de início os lugares de rampa ficarão iluminados na fita.

Conclusão

Este é um projeto de Arduino que não envolve muitos componentes e mais do que isso, são todos componentes fáceis de se encontrar à venda. Um projeto muito divertido e que permite muita personalização, tanto com as possibilidades de alteração do código como a construção de um cenário para fixar a fita de LED, criando um verdadeiro autorama, inclusive fazendo os pontos de rampa ficarem de fato mais altos na sua pista.