Lichtwächter: Unterschied zwischen den Versionen

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== Einleitung ==
== Einleitung ==
Die Spielenden müssen verschiedene Lichtintensitäten, welche auf einen Sensor einwirken mittels Abdunkeln oder Beleuchten des Sensors für eine bestimmte Zeit halten. Als möglichen Tipp wird auf einem LC-Display angezeigt, ob der LDR-Widerstand aufgehellt oder abgedunkelt werden soll. Wenn die Lichtintensität in den gewünschten Bereich liegt, zählt ein Timer herunter. Wenn während dieser Zeit die Lichtintensität gehalten werden konnte, wird die richtige Ziffer für die Lösungskombination angezeigt. Dies kann für verschiedene Lichtintensitäten so oft wiederholt, bis die gewünschte Länge an Zahlenkombination erreicht ist.
In diesem Rätsel geht es darum verschiedene Lichtstärken zu finden und ermitteln. Die Lichtstärke wird mit Hilfe eines Fotowiderstandes gemessen. Entspricht die gemessene Lichtstärke der gesuchten Lichtstärke (+- Toleranz), zählt ein Timer die Zeit. Liegt die Lichtstärke mindestens 5 Sekunden im gesuchten Bereich, wird eine Lösungsziffer für die Lösungskombination auf dem LCD - Display angezeigt. Verlässt die Lichtstärke den gesuchten Bereich unter der 5 Sekunden Grenze, wird die Zeit auf 0 zurückgesetzt. Das Finden verschiedener Lichtstärken kann beliebig oft, für beliebig viele benötigte Lösungsziffern wiederholt werden. Optional kann man Hilfe anfordern, sodass auf dem LCD Display dann angezeigt wird, ob man den Fotowiderstand abdunkeln oder aufhellen muss.


== Anforderungen ==
== Anforderungen ==
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! ID  !! Inhalt !! Prio!! Ersteller !! Datum !! Geprüft von !! Datum
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| 1 || Der Arduino muss den gemessenen Lichtwert der LDR Fotodiode auslesen || 1 || [[Benutzer: Andreas Werning| Andreas Werning]] || 10.10.2024 || ||
| Req. 01 || Der Arduino muss die Lichtstärke mit dem Fotowiderstand messen und auslesen können. || 1 || [[Benutzer: Andreas Werning| Andreas Werning]] || 17.12.2024 || ||
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| 2 || Die gemessenen Werte des Sensors müssen gefiltert werden || 1 || [[Benutzer: Andreas Werning| Andreas Werning]] || 10.10.2024 || ||
| Req. 02 || Der Arduino muss die 3 Taster auslesen können. || 1 || [[Benutzer: Andreas Werning| Andreas Werning]] || 17.12.2024 || ||
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| 3 || Die Werte müssen ausgewertet werden und gezählt werden, ob die passende Lichtintensität über den entsprechenden Zeitraum anliegt || 1 || [[Benutzer: Andreas Werning| Andreas Werning]] || 10.10.2024 || ||
| Req. 03 || Die gemessene Lichtstärke muss mit dem gesuchten Referenzwert +- Toleranz verglichen werden || 1 || [[Benutzer: Andreas Werning| Andreas Werning]] || 17.12.2024 || ||
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| 4 || Falls eine passende Lichtintensität vorliegt, muss der Zeitfortschritt auf dem LCD ausgegeben werden || 1 || [[Benutzer: Andreas Werning| Andreas Werning]] || 10.10.2024 || ||
| Req. 04 || Liegt die gemessene Lichtstärke innerhalb der Grenzen, soll eine Zeit hochgezählt werden. || 1 || [[Benutzer: Andreas Werning| Andreas Werning]] || 17.12.2024 || ||
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| 5 || Nachdem eine Lichtintensität über den gewünschten Zeitraum erkannt wurde, muss die Ziffer für den Lösungscode auf dem LCD ausgegeben werden || 1 || [[Benutzer: Andreas Werning| Andreas Werning]] || 10.10.2024 || ||
| Req. 05 || Verlässt die gemessene Lichtstärke die Toleranzen, dann soll die Zeit auf 0 zurückgesetzt werden. || 1 || [[Benutzer: Andreas Werning| Andreas Werning]] || 17.12.2024 || ||
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| 6 || Durch drücken des Tasters "Hilfe", soll durch "+" odere "-" auf dem LCD eine Hilfestellung angezeigt werden || 2 || [[Benutzer: Andreas Werning| Andreas Werning]] || 10.10.2024 || ||
| Req. 06 || Wird der Fotowiderstand mindestens 5 Sekunden mit der passenden Lichtstärke bestrahlt, muss die Lösungsziffer auf dem Display ausgegeben werden. || 1 || [[Benutzer: Andreas Werning| Andreas Werning]] || 17.12.2024 || ||
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| 7 || Projektdateien auf SVN dokumentiert || 2 || [[Benutzer: Marvin Flach| Marvin Flach]] || 11.10.2024 ||  ||
| Req. 07  || Durch Drücken des Tasters "Starte Spiel" soll das Spiel gestartet/neu gestartet werden können. || 1 || [[Benutzer: Andreas Werning| Andreas Werning]] || 17.12.2024 || ||
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| Req. 07  || Durch drücken des Tasters "Starte Messung" sollen die vier Messungen der zu suchenden Lichtstärken gestartet werden. || 1 || [[Benutzer: Andreas Werning| Andreas Werning]] || 17.12.2024 || ||
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| Req. 08  || Nach Starten der Messung soll auf dem Bildschirm der Messfortschritt angezeigt werden. || 1 || [[Benutzer: Andreas Werning| Andreas Werning]] || 17.12.2024 || ||
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| Req. 09  || Durch drücken des Tasters "Hilfe", soll durch "++", "+", "-" oder "--" auf dem LCD eine Hilfestellung angezeigt werden. Die Hilfe soll nur beim Finden der Lichtstärke angezeigt werden, bei der der Taster gedrückt wurde || 2 || [[Benutzer: Andreas Werning| Andreas Werning]] || 17.12.2024 || ||
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| Req. 10 || Projektdateien auf SVN dokumentiert || 2 || [[Benutzer: Marvin Flach| Marvin Flach]] || 11.10.2024 ||  ||
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Version vom 17. Dezember 2024, 16:36 Uhr

Autor: Marvin Flach und Andreas Werning
Betreuer: Prof. Göbel

Autor: Marvin Flach und Andreas Werning


Einleitung

In diesem Rätsel geht es darum verschiedene Lichtstärken zu finden und ermitteln. Die Lichtstärke wird mit Hilfe eines Fotowiderstandes gemessen. Entspricht die gemessene Lichtstärke der gesuchten Lichtstärke (+- Toleranz), zählt ein Timer die Zeit. Liegt die Lichtstärke mindestens 5 Sekunden im gesuchten Bereich, wird eine Lösungsziffer für die Lösungskombination auf dem LCD - Display angezeigt. Verlässt die Lichtstärke den gesuchten Bereich unter der 5 Sekunden Grenze, wird die Zeit auf 0 zurückgesetzt. Das Finden verschiedener Lichtstärken kann beliebig oft, für beliebig viele benötigte Lösungsziffern wiederholt werden. Optional kann man Hilfe anfordern, sodass auf dem LCD Display dann angezeigt wird, ob man den Fotowiderstand abdunkeln oder aufhellen muss.

Anforderungen

Tabelle 1: Anforderungen an den Lichtwächter
ID Inhalt Prio Ersteller Datum Geprüft von Datum
Req. 01 Der Arduino muss die Lichtstärke mit dem Fotowiderstand messen und auslesen können. 1 Andreas Werning 17.12.2024
Req. 02 Der Arduino muss die 3 Taster auslesen können. 1 Andreas Werning 17.12.2024
Req. 03 Die gemessene Lichtstärke muss mit dem gesuchten Referenzwert +- Toleranz verglichen werden 1 Andreas Werning 17.12.2024
Req. 04 Liegt die gemessene Lichtstärke innerhalb der Grenzen, soll eine Zeit hochgezählt werden. 1 Andreas Werning 17.12.2024
Req. 05 Verlässt die gemessene Lichtstärke die Toleranzen, dann soll die Zeit auf 0 zurückgesetzt werden. 1 Andreas Werning 17.12.2024
Req. 06 Wird der Fotowiderstand mindestens 5 Sekunden mit der passenden Lichtstärke bestrahlt, muss die Lösungsziffer auf dem Display ausgegeben werden. 1 Andreas Werning 17.12.2024
Req. 07 Durch Drücken des Tasters "Starte Spiel" soll das Spiel gestartet/neu gestartet werden können. 1 Andreas Werning 17.12.2024
Req. 07 Durch drücken des Tasters "Starte Messung" sollen die vier Messungen der zu suchenden Lichtstärken gestartet werden. 1 Andreas Werning 17.12.2024
Req. 08 Nach Starten der Messung soll auf dem Bildschirm der Messfortschritt angezeigt werden. 1 Andreas Werning 17.12.2024
Req. 09 Durch drücken des Tasters "Hilfe", soll durch "++", "+", "-" oder "--" auf dem LCD eine Hilfestellung angezeigt werden. Die Hilfe soll nur beim Finden der Lichtstärke angezeigt werden, bei der der Taster gedrückt wurde 2 Andreas Werning 17.12.2024
Req. 10 Projektdateien auf SVN dokumentiert 2 Marvin Flach 11.10.2024

Funktionaler Systementwurf/Technischer Systementwurf

Abb. 01: Skizze des Systementwurfs in der Draufsicht
Abb. 02: Skizze des Systementwurfs in der Draufsicht































Komponentenspezifikation

Material und Stückliste

ID Anzahl Kosten pro Stück € Summe Bezeichnung / Komponente technische Bezeichnung
1 1 20,99€ 20,99€ Arduino UNO Rev 3 Arduino A000073 Board Uno Rev3 SMD Core ATMega328
2 1 3,29€ 3,29€ Fotowiderstand Fotowiderstand LDR
3 3 1,99€ 5,97€ Einschraubdrucktaster Einschraubdrucktaster schwarz 6mm
4 1 9,88€ 9,88€ LC-Display LC-Display 16x2 i²C
5 1 2,99 € 2,99 € Breadboard Breadboard ausklappbar Polzahl Gesamt 400 (L x B) 82.5 cm x 54.6 mm

Umsetzung (HW/SW)

Planung Software

Abb. 03: Vorläufiger Programmablaufplan Lichtwächter



















































Umsetzung Software

Abb. 04: Auszug Simulink Modell. Beispielhaft Abfrage Lichtstärke 1

























Abb. 05: IO-Device Block Code 1
Abb. 06: IO-Device Block Code 2

































Abb. 07: IO-Device Block Code 3




















Planung Hardware

Abb.08: CAD Modell Hardware

















Elektrische Planung

Abb. 09: Schaltplan Lichtwächter
Abb. 10: Elektrischer Aufbau


Komponententest

Ergebnis

Zusammenfassung

Lessons Learned

Projektunterlagen

Projektplan

Projektdurchführung

Weblinks

Literatur

→ zurück zur Übersicht: WS 23/24: Angewandte Elektrotechnik (BSE)

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