RFID Quiz
| Autoren: | Fabian Naber und Lena Larissa Kaib |
| Betreuer: | Prof. Schneider oder Prof. Göbel oder Marc Ebmeyer |
Einleitung
Woraus besteht das Rätsel?
Spielende müssen verschiedene Fragen aus einem LCD-Display beantworten und farbige Figuren auf 3 RFID-Feldern richtig platzieren. Bei 5 richtigen Antworten in Folge wird der Code genannt. Die Fragen müssen in entsprechender Zeit richtig beantwortet werden. Bei falscher Anordnung oder abgelaufener Zeit müssen wieder 5 neue Fragen in Folge richtig beantwortet werden.
Bezug zum Studium?
- Einstellen eines LCD-Displays; Lesen von RFID-Sensoren; LEDs und Buzzer ansteuern (Informatikpraktikum 1 & 2)
- Elektrische Verbindungen korrekt auslegen durch Löten (Elektrotechnikpraktikum & Praxisseminar 2)
- Nutzung von 3D-Druck (CAD-Praktikum & Technisches Zeichnen)
Lernziel: Beantworten von verschiedenen Mechatronik-Fragen aus einem Fragenpool
Schwierigkeitsgrad: Einsteiger/Fortgeschrittene
Anforderungen
| ID | Inhalt | Prio | Ersteller | Datum | Geprüft von | Datum |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Ein LCD-Display muss die Aufgabe definieren und die Interaktion korrekt darstellen. | 1 | F. Naber | 01.10.2026 | ||
| 2 | Die 3 Felder müssen die erfassten RFID-Chips in den farbigen Blöcken korrekt einlesen. | 1 | F. Naber | 01.10.2026 | ||
| 3 | Die LEDs zeigen die Richtigkeit der Antwort an (grün = richtig, rot = falsch). | 1 | F. Naber | 01.10.2026 | ||
| 4 | Ein Buzzer signalisiert die Richtigkeit der Antwort (2000 Hz = richtig, 200 Hz = falsch). | 2 | F. Naber | 01.20.2026 | ||
| 5 | Ein Buzzer signalisiert den Ablauf der Zeit von 2 min. | 1 | F. Naber | 01.10.2026 | ||
| 6 | Eine RGB-LED signalisiert durchgehend den Ablauf der Zeit durch Farbveränderung (grün bis rot). | 2 | F. Naber | 01.10.2026 | ||
| 7 | Das Spiel misst maximal 26 x 28 x 30 cm. | 1 | F. Naber | 01.10.2026 | ||
| 8 | Das System misst die Zeit von 2 min korrekt. | 1 | F. Naber | 01.10.2026 | ||
| 9 | Das System zählt die Folge von richtigen Antworten und kann diese auch zurücksetzen. | 1 | F. Naber | 01.10.2026 | ||
| 10 | Das System gibt in jedem Durchlauf unterschiedliche Fragen aus, welche sich nicht wiederholen. | 1 | F. Naber | 01.10.2026 |
Beachten Sie den Artikel: Formulierungsregeln für Anforderungen
Was soll das System leisten?
Das System soll ein spielerisches Sortier-Quiz darstellen, welches die Interaktion des Nutzers ansprechend ausführt
Funktionaler Systementwurf
Mensch-Maschine-Schnittstelle (HMI / Visualisierung): Textuelle Ausgabe der Fragestellungen sowie optische Darstellung des Countdowns (Farbverlauf) und des Systemstatus (Codeausgabe).
Sensorik (Erfassung): Lokale Identifikation der drei geometrisch angeordneten Antwortobjekte im unmittelbaren Nahbereich der Spielfläche.
Ablaufsteuerung (Logik): Zyklische Validierung der Antwort-Reihenfolge, Abgleich mit dem Fragenpool, Tracking der fünf aufeinanderfolgenden Stufen sowie Zeitüberwachung (2-Minuten-Timer).
Akustisches und visuelles Feedback: Ausgabe von haptischen Statussignalen bei korrekten oder fehlerhaften Interaktionen des Spielers.
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
Verarbeitungseinheit: Ein Arduino Uno R3 bildet das Herzstück und führt den generierten Code aus.
Sensorik-Schnittstelle: Drei separate RFID-Reader kommunizieren mit dem Mikrocontroller.
Anzeigeeinheit: Ein LCD-Display stellt die Fragen dar.
Feedback-Aktorik: Ein aktiver Piezo-Buzzer übernimmt die akustische Signalisierung, während Status-LEDs (Grün, Rot) für visuelles Feedback sorgen.
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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