【マイコン工作例】マイコンでゲームを作る楽しさ：8×8ドットマトリクステトリスの挑戦

イコン（マイクロコントローラ）は、小型で扱いやすく、初心者からエンジニアまで幅広く利用されています。センサーの制御やロボットのプログラミングといった多様なシステムを構築できる点が、その大きな魅力です。

今回は、8×8ドットマトリクスLEDを使用し、誰もが一度は遊んだことのある「テトリス」を再現するプロジェクトを紹介します。LEDを使ったゲーム作りは、マイコン学習の初期段階で取り組みやすく、プログラミングとハードウェアの両方を体験できる楽しいプロジェクトです。

これは、著者が大学生時代に開発したシステムで、シンプルながらも再現しやすいので、ぜひ挑戦してみてください。

こんな方にオススメ！

電子工作を通じて自作のテトリスを作成しました。単純な部品を組み合わせたシンプルなシステムで、ブレッドボードを使った配線や周期的に動作するプログラム、ボタンの割り込み処理など、組み込みシステムの基本を学ぶことができました。

・Arduino MEGA

・8*8ドットマトリックスLED

・物理ボタン３つ

・キャラクタLCDモジュール

・ブレッドボート 1つ

・ジャンパワイヤ複数本

テトリスの基本ルールに沿って、落ちてくるブロックを横1列に並べて消すことでポイントを獲得し、ブロックが上部に到達する前にどれだけのポイントを稼げるかを競います。

今回のシステムでは、8×8ドットマトリクスLEDを使用し、1つのLEDが1つのブロックに対応しています。ブロックは3つの物理ボタンを使って操作します。

ブロックが1列に揃うと消去され、その結果がLCDモジュールに表示されます。ブロックが上部に達した時点でゲームオーバーとなります。

テトリスの盤面は、8×8の配列で管理しています。ブロックが存在する場所を「1」、空いている場所を「0」とし、その情報を周期的にLEDに送り、テトリスの動きを表現しています。

ブロックは周期的に1段ずつ下に移動しますが、プレイヤーがボタンを押すことで、ブロックを意図的に動かせるようにします。これを割り込み制御で実現し、ボタンが押された際に現在の処理を中断して操作を行います。これにより、プレイヤーがリアルタイムでブロックを操作できます。

物理ボタンには、チャタリング（押した際の微小なON/OFFの揺れ）という問題がつきものです。このチャタリングを防ぐために、ボタンが押された際には一定の待機時間を設けることで、誤作動を防いでいます。

8×8ドットマトリクスLEDは、接続するピン数が多く、配線を間違えると正常に動作しません。データシートを参照しながら、正確に配線する必要があります。

キャラクタLCDモジュールも一見シンプルに見えますが、抵抗を必要とするため、慎重に取り扱う必要があります。公式データシートを確認しながら、ブレッドボード上での適切な配線を行うのは手間がかかりますが、とてもやりがいのある作業です。

今回紹介したテトリスプロジェクトでは、以下のような組み込みシステムの基礎を学ぶことができます。

初心者にとっては難しい部分もあるかもしれませんが、じっくりと取り組むことでプログラミングの基礎知識やハードウェアの理解を深められるでしょう。このようなプロジェクトは、悩みながら作ることで大きな学びを得られるため、初心者にこそおすすめです。

このように、簡単な電子工作からゲームを作ることもでき、マイコンの学習は無限の可能性を秘めています。ぜひ、挑戦してみてください。