Laser Labyrinth
| Autoren: | Jannik Schlünder & Jan Aaron Clasen |
| Betreuer: | Prof. Schneider oder Prof. Göbel oder Marc Ebmeyer |
Einleitung
Im Rahmen des Fachpraktikums im 5.Semester des Studiengangs Mechatronik erhielten die Studenten die Aufgabe bekommen ein Escape-Game zu planen und umzusetzen.
Das Escape Game "Laser Labyrinth" spielt auf einem rechteckigen Spielfeld (Abmessungen:...mm x ...mm) und nutzt einen Laser, einen Taster sowie drei Fotowiderstände als Sensoren. Das Ziel der Spielenden ist es, den Laserstrahl über Prismen und Spiegeln durch ein Labyrinth aus Wänden und Durchlässen zu den drei Fotowiderständen zu leiten. Sobald alle drei Fotowiderstände gleichzeitig vom Laserstrahl getroffen werden, wird auf einer 7-Segment-Anzeige ein X-stelliger Code angezeigt.
Schwierigkeitsgrad: Einsteiger
Lernziel:
- Lichtbrechung und Geometrie
Bezug zum Studium:
- Anwendung von LDR, Taster und 7-Segement-Anzeige (Informatikpraktikum 1)
- Elektrische Verdrahtung (Informatikpraktikum 1 & Elektrotechnikpraktikum)
- 3D-Druck und 3D-Zeichnungen (CAD-Praktikum und Technisches Zeichnen)
Anforderungen
| ID | Inhalt | Prio | Ersteller | Datum |
|---|---|---|---|---|
| 1 | Das Escape Game passt von den Abmaßen in einen Schuhkarton | 1 | Jannik Schlünder & Jan Aaron Clasen | 29.09.2026 |
| 2 | Das Escape Game ist innerhalb von 2-5min lösbar | 1 | Jannik Schlünder & Jan Aaron Clasen | 29.09.2026 |
| 3 | Der Laser ist bei betätigtem Taster eingeschaltet | 1 | Jannik Schlünder & Jan Aaron Clasen | 29.09.2026 |
| 4 | Der Laser sitzt an einer festen Position | 1 | Jannik Schlünder & Jan Aaron Clasen | 29.09.2026 |
| 5 | Die LDRs erkennen die Laserberührung | 1 | Jannik Schlünder & Jan Aaron Clasen | 29.09.2026 |
| 6 | Die LDRs sind vom Außenlicht abgeschirmt | 1 | Jannik Schlünder & Jan Aaron Clasen | 29.09.2026 |
| 7 | LEDs zeigen den Status der LDRs an | 1 | Jannik Schlünder & Jan Aaron Clasen | 29.09.2026 |
| 8 | Das Labyrinth besteht aus Wänden und Durchgängen | 1 | Jannik Schlünder & Jan Aaron Clasen | 29.09.2026 |
| 9 | Prismen und Spiegel sind frei platzierbar | 1 | Jannik Schlünder & Jan Aaron Clasen | 29.09.2026 |
| 10 | Eine Anzeige gibt bei Betätigung der LDRs einen Code aus | 1 | Jannik Schlünder & Jan Aaron Clasen | 29.09.2026 |
Beachten Sie den Artikel: Formulierungsregeln für Anforderungen
Beantworten Sie die Frage: Was soll das System leisten?
Funktionaler Systementwurf
Das Laser Labyrinth besteht aus folgenden Komponenten:
- einem Laser
- drei LDRs und LEDs
- einem Taster
- einem Spielfeld
- mehreren Spiegeln und Strahlteilern
- einem Mikrocontroller
- einem Display
Der Laser schaltet beim Drücken des Tasters ein. Dieser wird über Spiegel und Strahlteiler gespalten oder umgelenkt. Das Ziel ist es den Laser über das Spielfeld auf die LDRs zu lenken. Wenn der Laser einen LDR trifft geht über diesem eine LED an. Wenn alle 3 LDRs vom Laserstrahl zeitgleich getroffen werden wird der Code auf einem Bildschirm angezeigt.
Die Ansteuerungen der Sensoren und Aktoren im Laser Labyrinth, sowie die Programmierung erfolgt über den Mikrocontroller Arduino Uno R3.
Ein funktionaler Systementwurf beschreibt, was ein technisches System leisten soll und welche funktionalen Teilsysteme dafür benötigt werden, ohne bereits festzulegen, wie diese Funktionen technisch konkret umgesetzt werden.
Es beantwortet die Frage: Was muss das System tun? Welche Funktionen muss das System ausführen, um die Anforderungen zu erfüllen?
Technischer Systementwurf
Im technischen Systementwurf werden die Funktionen aus dem funktionalen Entwurf auf konkrete technische Komponenten und Technologien abgebildet.
Er beantwortet die Frage: Wie wird das System technisch aufgebaut?
Komponentenspezifikation
Die Komponentenspezifikation beschreibt anschließend genau, welche Anforderungen eine einzelne Komponente erfüllen muss.
Sie beantwortet die Frage: Welche Eigenschaften muss jede konkrete Komponente erfüllen?
| ID | Anzahl | Kosten pro Stück € | Summe | Bezeichnung / Komponente | technische Bezeichnung | Beschreibung | Datenblatt | Abbildung |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1x | 23,70€ | 23,70€ | Mikrocontroller-Board | Arduino UNO R3 | Der Mircocontroller mit dem ATmega328P verfügt über 14 digitale I/O - Schnittstellen, sechs davon können als PWM Ausgang genutzt werden. Des weiteren sind sechs analoge Eingänge die die Verarbeitung analoger Signale vorhanden | Datenblatt Arduino Uno |  |
Umsetzung (HW/SW)
Hier beschreiben Sie, wie Sie Ihr Projekt gebaut haben. Anhand dieser Dokumente und Beschreibung muss es möglich sein, Ihr Projekt 1:1 nachzubauen!
Das sind Dokumente wie z. B.
- Entwürfe, Skizzen (auch handschriftliche)
- Schaltplan
- Verkabelungsplan
- Pin-Belegungsplan
- CAD-Ansichten
- mathematische Berechnungen
- u.s.w.
Bei allen Dokumenten verlinken Sie dieses mit Ihrem Dokument in SVN!
Komponententest
Ergebnis
Zusammenfassung
Lessons Learned
Projektunterlagen
Projektplan
Projektdurchführung
Tipp 1
Tipp 2
Musterlösung
YouTube Video
Weblinks
Literatur
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