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@qi-ta

Arduino nano TETRIS Wokwi

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スクリーンショット 2026-07-20 120053.png

diagram.json
{
  "version": 1,
  "author": "Anonymous maker",
  "editor": "wokwi",
  "parts": [
    { "type": "wokwi-arduino-nano", "id": "nano", "top": -283.2, "left": -163.7, "attrs": {} },
    {
      "type": "board-ssd1306",
      "id": "oled1",
      "top": -294.46,
      "left": -278.17,
      "attrs": { "i2cAddress": "0x3c" }
    },
    {
      "type": "wokwi-pushbutton-6mm",
      "id": "btn1",
      "top": -184.6,
      "left": -268.8,
      "attrs": { "color": "green", "xray": "1", "key": "ArrowLeft" }
    },
    {
      "type": "wokwi-pushbutton-6mm",
      "id": "btn2",
      "top": -184.6,
      "left": -230.4,
      "attrs": { "color": "green", "xray": "1", "key": "ArrowRight" }
    },
    {
      "type": "wokwi-pushbutton-6mm",
      "id": "btn3",
      "top": -184.6,
      "left": -182.4,
      "attrs": { "color": "green", "xray": "1", "key": "ArrowDown" }
    },
    {
      "type": "wokwi-pushbutton-6mm",
      "id": "btn4",
      "top": -184.6,
      "left": -144,
      "attrs": { "color": "green", "xray": "1", "key": "ArrowUp" }
    }
  ],
  "connections": [
    [ "oled1:GND", "nano:GND.2", "black", [ "v-9.6", "h86.4" ] ],
    [ "oled1:VCC", "nano:5V", "red", [ "v-19.2", "h172.95", "h19.2" ] ],
    [ "oled1:SCL", "nano:A5", "green", [ "v-28.8", "h173.1", "h-19.2" ] ],
    [ "oled1:SDA", "nano:A4", "green", [ "v-38.4", "h134.47" ] ],
    [ "btn1:1.r", "nano:5", "green", [ "v-9.6", "h250.4", "v-96", "h-96" ] ],
    [ "btn1:2.r", "nano:GND.1", "green", [ "h0" ] ],
    [ "btn2:1.r", "nano:4", "green", [ "v0", "h135.2" ] ],
    [ "btn2:2.r", "nano:GND.1", "green", [ "h0" ] ],
    [ "btn3:1.r", "nano:3", "green", [ "v0", "h96.8" ] ],
    [ "btn3:2.r", "nano:GND.1", "green", [ "h135.2", "v0.4" ] ],
    [ "btn4:1.r", "nano:2", "green", [ "v0", "h68" ] ],
    [ "btn4:2.r", "nano:GND.1", "green", [ "h96.8", "v-9.2" ] ]
  ],
  "dependencies": {}
}
sketch.ino
#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>

// ディスプレイの設定
#define SCREEN_WIDTH 128
#define SCREEN_HEIGHT 64
#define OLED_RESET    -1
Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);

// ボタンのピン設定 (デジタルピン 2, 3, 4, 5 を使用)
const int BTN_LEFT  = 5;
const int BTN_RIGHT = 4;
const int BTN_DOWN  = 3;
const int BTN_ROT   = 2;

// ゲームボードの設定
#define BOARD_WIDTH  10
#define BOARD_HEIGHT 20
#define BLOCK_SIZE   3 // 1ブロックを3x3ピクセルで描画
#define BOARD_X      ((SCREEN_WIDTH - (BOARD_WIDTH * BLOCK_SIZE)) / 2)
#define BOARD_Y      2

// ボードの状態を保持する配列 (0: 空, 1: ブロックあり)
uint8_t board[BOARD_HEIGHT][BOARD_WIDTH] = {0};

// ゲーム状態の変数
int currentType, currentRot, currentX, currentY;
int nextType;
unsigned long lastDropTime = 0;
int dropInterval = 500; // 初期落下速度（ミリ秒）
int score = 0;
bool gameOver = false;

// 7種類のテトリミノ (I, J, L, O, S, T, Z) x 4方向の回転状態
// 4x4のグリッドを16ビット(0x0000〜0xFFFF)のビットマップで表現
const uint16_t TETROMINOS[7][4] PROGMEM = {
  // I型
  {0x0F00, 0x2222, 0x00F0, 0x4444},
  // J型
  {0x44C0, 0x8E00, 0x6440, 0x0E20},
  // L型
  {0x4460, 0x0E80, 0xC440, 0x2E00},
  // O型 (回転しても形は同じ)
  {0xCC00, 0xCC00, 0xCC00, 0xCC00},
  // S型
  {0x06C0, 0x8C40, 0x06C0, 0x8C40},
  // T型
  {0x0E40, 0x4C40, 0x4E00, 0x4640},
  // Z型
  {0x0C60, 0x4C80, 0x0C60, 0x4C80}
};

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  
  // ボタンの初期化（内部プルアップ抵抗を使用）
  pinMode(BTN_LEFT, INPUT_PULLUP);
  pinMode(BTN_RIGHT, INPUT_PULLUP);
  pinMode(BTN_ROT, INPUT_PULLUP);
  pinMode(BTN_DOWN, INPUT_PULLUP);

  // ディスプレイの初期化
  if(!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) { 
    Serial.println(F("SSD1306 allocation failed"));
    for(;;); // 初期化失敗時は停止
  }
  
  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(1);
  display.setTextColor(SSD1306_WHITE);
  display.setCursor(47, 26);
  display.println(F("TETRIS"));
  display.display();
  delay(1500);

  // 乱数のシードを設定（未接続のアナログピンのノイズを利用）
  randomSeed(analogRead(0));
  
  // 最初のブロックを生成
  nextType = random(7);
  spawnBlock();
}

void loop() {
  if (gameOver) {
    drawGameOver();
    // 任意のボタンを押してリスタート
    if (digitalRead(BTN_ROT) == LOW || digitalRead(BTN_DOWN) == LOW) {
      resetGame();
    }
    return;
  }

  unsigned long currentTime = millis();
  
  // 入力処理
  handleInput();

  // ブロックの自然落下処理
  if (currentTime - lastDropTime > dropInterval) {
    if (!checkCollision(currentType, currentRot, currentX, currentY + 1)) {
      currentY++; // 下へ移動可能なら移動
    } else {
      lockBlock(); // 衝突したら固定
    }
    lastDropTime = currentTime;
  }

  // 画面描画
  drawGame();
}

void handleInput() {
  // 左移動
  if (digitalRead(BTN_LEFT) == LOW) {
    if (!checkCollision(currentType, currentRot, currentX - 1, currentY)) {
      currentX--;
    }
    delay(120); // チャタリング防止と移動速度調整
  }
  // 右移動
  if (digitalRead(BTN_RIGHT) == LOW) {
    if (!checkCollision(currentType, currentRot, currentX + 1, currentY)) {
      currentX++;
    }
    delay(120);
  }
  // 回転
  if (digitalRead(BTN_ROT) == LOW) {
    int nextRot = (currentRot + 1) % 4;
    if (!checkCollision(currentType, nextRot, currentX, currentY)) {
      currentRot = nextRot;
    }
    delay(200); // 回転は少し長めにウェイトを入れる
  }
  // 下降（ソフトドロップ）
  if (digitalRead(BTN_DOWN) == LOW) {
    if (!checkCollision(currentType, currentRot, currentX, currentY + 1)) {
      currentY++;
      score += 1; // 落下させたボーナススコア
    }
    delay(50); // 高速落下
  }
}

// 指定した位置・回転状態でブロックが壁や他のブロックに衝突しないか確認
bool checkCollision(int type, int rot, int x, int y) {
  // PROGMEMからブロックの形状データを読み込む
  uint16_t shape = pgm_read_word(&TETROMINOS[type][rot]);
  
  for (int i = 0; i < 16; i++) {
    // 16ビットのデータから各マスの状態を確認 (1番上の左端から順に確認)
    if (shape & (0x8000 >> i)) {
      int blockX = x + (i % 4);
      int blockY = y + (i / 4);
      
      // 左右の壁、または底に衝突
      if (blockX < 0 || blockX >= BOARD_WIDTH || blockY >= BOARD_HEIGHT) {
        return true; 
      }
      // 既に固定されているブロックに衝突
      if (blockY >= 0 && board[blockY][blockX] != 0) {
        return true;
      }
    }
  }
  return false;
}

// ブロックをボードに固定し、新しいブロックを生成する
void lockBlock() {
  uint16_t shape = pgm_read_word(&TETROMINOS[currentType][currentRot]);
  
  for (int i = 0; i < 16; i++) {
    if (shape & (0x8000 >> i)) {
      int blockX = currentX + (i % 4);
      int blockY = currentY + (i / 4);
      if (blockY >= 0 && blockY < BOARD_HEIGHT && blockX >= 0 && blockX < BOARD_WIDTH) {
        board[blockY][blockX] = 1; // ボードにブロックを書き込む
      }
    }
  }
  
  clearLines(); // 揃ったラインを消去
  spawnBlock(); // 次のブロックを出現
}

void spawnBlock() {
  currentType = nextType;
  nextType = random(7);
  currentRot = 0;
  currentX = BOARD_WIDTH / 2 - 2; // 中央上部へ配置
  currentY = -2; // 画面外（少し上）から出現させる
  
  // 出現した瞬間に衝突する場合はゲームオーバー
  if (checkCollision(currentType, currentRot, currentX, currentY)) {
    gameOver = true;
  }
}

// 横一列が揃っているか確認し、消去する
void clearLines() {
  int linesCleared = 0;
  
  for (int y = BOARD_HEIGHT - 1; y >= 0; y--) {
    bool isFull = true;
    for (int x = 0; x < BOARD_WIDTH; x++) {
      if (board[y][x] == 0) {
        isFull = false;
        break;
      }
    }
    
    if (isFull) {
      linesCleared++;
      // 消去した行より上の行をすべて1段下げる
      for (int moveY = y; moveY > 0; moveY--) {
        for (int x = 0; x < BOARD_WIDTH; x++) {
          board[moveY][x] = board[moveY - 1][x];
        }
      }
      // 1番上の行を空にする
      for (int x = 0; x < BOARD_WIDTH; x++) {
        board[0][x] = 0;
      }
      y++; // 下げた行も再度チェックするため y をインクリメント
    }
  }
  
  // スコアの加算 (複数ライン同時消しでボーナス)
  if (linesCleared == 1) score += 100;
  else if (linesCleared == 2) score += 300;
  else if (linesCleared == 3) score += 500;
  else if (linesCleared >= 4) score += 800;
  
  // スコアに応じて落下速度を上げる (MAX速度 150ms)
  dropInterval = max(150, 500 - (score / 1000) * 50);
}

// 画面全体の描画
void drawGame() {
  display.clearDisplay();

  // ボードの枠を描画
  display.drawRect(BOARD_X - 1, BOARD_Y - 1, 
                   (BOARD_WIDTH * BLOCK_SIZE) + 2, 
                   (BOARD_HEIGHT * BLOCK_SIZE) + 2, 
                   SSD1306_WHITE);

  // 固定されたブロックの描画
  for (int y = 0; y < BOARD_HEIGHT; y++) {
    for (int x = 0; x < BOARD_WIDTH; x++) {
      if (board[y][x] != 0) {
        display.fillRect(BOARD_X + x * BLOCK_SIZE, BOARD_Y + y * BLOCK_SIZE, 
                         BLOCK_SIZE - 1, BLOCK_SIZE - 1, SSD1306_WHITE); // -1 でブロック間の隙間を作る
      }
    }
  }

  // 落下中のブロックの描画
  uint16_t shape = pgm_read_word(&TETROMINOS[currentType][currentRot]);
  for (int i = 0; i < 16; i++) {
    if (shape & (0x8000 >> i)) {
      int blockX = currentX + (i % 4);
      int blockY = currentY + (i / 4);
      if (blockY >= 0) { // 画面外(上部)のブロックは描画しない
        display.fillRect(BOARD_X + blockX * BLOCK_SIZE, BOARD_Y + blockY * BLOCK_SIZE, 
                         BLOCK_SIZE - 1, BLOCK_SIZE - 1, SSD1306_WHITE);
      }
    }
  }

  // UI (スコアと次のブロック) の描画
  display.setCursor(BOARD_X + (BOARD_WIDTH * BLOCK_SIZE) + 10, BOARD_Y);
  display.print(F("SCORE"));
  display.setCursor(BOARD_X + (BOARD_WIDTH * BLOCK_SIZE) + 10, BOARD_Y + 10);
  display.print(score);
  
  display.setCursor(BOARD_X + (BOARD_WIDTH * BLOCK_SIZE) + 10, BOARD_Y + 30);
  display.print(F("NEXT"));
  drawNextPiece(BOARD_X + (BOARD_WIDTH * BLOCK_SIZE) + 10, BOARD_Y + 45);

  display.display();
}

// 次のブロックを描画する関数
void drawNextPiece(int x, int y) {
  uint16_t shape = pgm_read_word(&TETROMINOS[nextType][0]);
  for (int i = 0; i < 16; i++) {
    if (shape & (0x8000 >> i)) {
      int blockX = (i % 4);
      int blockY = (i / 4);
      display.fillRect(x + blockX * BLOCK_SIZE, y + blockY * BLOCK_SIZE, 
                       BLOCK_SIZE - 1, BLOCK_SIZE - 1, SSD1306_WHITE);
    }
  }
}

// ゲームオーバー画面
void drawGameOver() {
  display.clearDisplay();
  display.setCursor(30, 20);
  display.println(F("GAME OVER"));
  display.setCursor(20, 40);
  display.print(F("Score: "));
  display.println(score);
  display.display();
}

// ゲームのリセット処理
void resetGame() {
  // ボードのクリア
  for (int y = 0; y < BOARD_HEIGHT; y++) {
    for (int x = 0; x < BOARD_WIDTH; x++) {
      board[y][x] = 0;
    }
  }
  score = 0;
  dropInterval = 500;
  gameOver = false;
  nextType = random(7);
  spawnBlock();
  delay(500); // 少し待機してから再開
}
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