Task #09

Erstellen eines Reaktions Spiels

Aufgabe

Das Ziel dieser Aufgabe ist es, eine interessante Interaktion zu entwerfen, unter Zuhilfenahme eines ESP32. Ich habe mich dafür entschieden, ein Spiel zu kreieren, welches auf der Reaktionsschnelligkeit des Spielers beruht.

Konzept

Das Spiel besteht aus 3 unterschiedlich farbigen LEDs und jeweils einem zugehörigen Button. Sobald ein Buzzer ertönt, leuchtet eine der LEDs auf und der Spieler muss innerhalb eines gewissen Zeitraums den zugehörigen Button drücken. Schafft er es, wiederholt sich das Spiel mit einer kürzerer Zeit zu reagieren. Um dem Spieler nicht zu schnell zu überfordern, wird von der Reaktionszeit nicht linear sondern prozentual abgezogen. Ziel ist es, so viele Durchgänge wie möglich zu schaffen.

Testphase

Da ich bisher noch nie mit einem ESP oder Arduino gearbeitet habe, möchte ich als ersten Test, um mit der Funktionsweise vertraut zu werden, einen generellen Reaktionstest bauen. Dafür brauche ich nur einen Button und den ESP32. Dieser Test dient auch dazu, direkt die wichtigste Funktion des Spiels, das Messen der Reaktionszeit, zu testen.

Mit diesem simplen Aufbau und Skript konnte ich einen Reaktionstest realisieren, der die Reaktionszeit des Users in Millisekunden ausgibt. Nach einer zufälligen Zeit zwischen 5 und 15 Sekunden wird der User aufgefordert, den Button zu berühren. Anschließend die Zeit von der Aufforderung bis zur Berührung gemessen und ausgegeben.

Entwicklung des Spiels

Software

Um die unterschiedlichen LEDs, den Buzzer, die Touchinputs und die Spielfunktionen wie das Tracken der Rundenzahl musste ich viele neue Varablen deklarieren, die ich zum reinen Messen der Reaktionszeit noch nicht gebraucht hatte.

Außerdem müssen die Pins, die die LEDs und den Buzzer mit Strom versorgen als Output gekennzeichnet sein. Da diese Kennzeichnung bei den Touch Inputs, die ich beim Testen gebraucht habe nicht notwenidig war, wusste ich erst nichts davon. Daher haben die LEDs und der Buzzer überhaupt nicht funktioniert und ich musste erst nach der Fehlerquelle suchen.

Um eine einfache Möglichkeit zu haben, eine bestimmte LED ein- und auszuschalten, habe ich direkt eine Methode dafür geschrieben, die ich dann nach belieben im Skript aufrufen kann. Da der Buzzer immer gleichzeitig mit den LEDs an ist, habe ich ihn auch direkt in die Methode integriert.

Um den Rundenablauf beliebig widerholen zu können, lasse ich den Loop des ESP konstant laufen, auch wenn das Spiel noch nicht beendet ist. Dafür brauche ich allerdings eine extra Abfrage, ob das Spiel am laufen ist, sodass ich den Spieler per Touch Eingabe das Spiel starten lassen kann. Da die Touch Inputs des ESP ab und zu einen fehlerhaften Wert ausgeben, brauchte ich zusätzlich noch eine Variable, mit der ich testen konnte, ob der Touch Input über mehrere Frames passiert. Das wird jetzt mit einem einfachen Boolean geprüft.

Für den Ablauf einer einzelnen Runde habe ich eine extra Methode geschrieben, die eine zufällige LED ansteuert, den Reaktionstest ausführt und direkt das Ergebnis zurück gibt. Diese rufe ich dann ein Mal im Loop auf. Damit steht bei einem laufenden Spiel ein Durchlauf des Loops für genau eine Runde.

Hardware

Neben dem ESP und einigen Kabeln brauche ich für die Elektronik noch die drei LEDs, den Buzzer und eine Steckplatine. Außerdem dient der Bildschirm meines PC als vorläufiger Display.

Das Gehäuse halte ich im Stil eines alten Arcade Automaten und baue es aus Karton. Um zuverlässige Buttons zu haben, die sich nicht abnutzen, verwende ich Alufolie. Diese befestige ich dann einfach mit Paketband am Karton.