Sensoren-Puzzle mit Arduino: Unterschied zwischen den Versionen

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*Die Platine wird so gestaltet, dass sie direkt auf den Arduino-Mikrocontroller gesteckt werden kann (Shield).
*Die Platine wird so gestaltet, dass sie direkt auf den Arduino-Mikrocontroller gesteckt werden kann (Shield).
*Finaler Test der gesamten Schaltung mit der Platine.
*Finaler Test der gesamten Schaltung mit der Platine.
[[Datei:Zeitplan.pdf|mini|thumb|left|Abb. 01: Zeitplan]]
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=== Projektdurchführung ===
=== Projektdurchführung ===

Version vom 16. Januar 2025, 12:19 Uhr

Autor: Maha Chraiji und Oluwatobiloba Oguntona
Betreuer: Prof. Schneider oder Prof. Göbel oder Marc Ebmeyer

Autor: Maha Chraiji und Oluwatobiloba Oguntona

Projektübersicht

Dieses interaktive Projekt verwendet ein Arduino, das mit drei verschiedenen Sensoren verbunden ist: einem Lichtsensor, einem Temperatursensor und einem Distanzsensor. Die Teilnehmer müssen spezifische Aktionen durchführen, um jeden Sensor zu aktivieren.

Licht auf den Lichtsensor scheinen. Den Temperatursensor durch Berührung erwärmen. Ihre Hand in der Nähe des Distanzsensors bewegen. Jeder Sensor steuert einen Teil der Informationen, die auf einem 16x2 LCD-Bildschirm angezeigt werden. Wenn alle drei Sensoren korrekt aktiviert werden, zeigt das LCD die Lösung des Rätsels an.

Projektkomponenten

Arduino: Mikrocontroller, der die Sensoreingaben verarbeitet und das Display steuert. Lichtsensor : Erkennt Lichtniveaus. Temperatursensor : Misst Temperaturänderungen. Distanzsensor: Misst die Nähe mit Ultraschall. 16x2 LCD-Display: Zeigt Textnachrichten basierend auf den Sensoreingaben an. Verdrahtung und Breadboard: Zum Verbinden aller Komponenten.

Systemkonzept

Das Arduino ist so programmiert, dass es die Eingaben von drei Sensoren überwacht. Jeder Sensor bietet Feedback über das LCD-Display:

Lichtsensor: Zeigt an, wenn Licht erkannt wird. Temperatursensor: Zeigt an, wenn Wärme erkannt wird (z.B. durch menschliche Berührung). Distanzsensor: Zeigt an, wenn ein Objekt innerhalb eines bestimmten Bereichs erkannt wird (z.B. eine sich bewegende Hand). Sobald alle drei Sensoren aktiviert sind, wird eine endgültige Nachricht auf dem LCD angezeigt, die bestätigt, dass das Rätsel gelöst wurde.

Rätsel

ich habe drei Augen: eins sieht Licht, eins spürt Wärme, und eins erkennt Bewegung. Aktiviere alle, und mein Geheimnis wird enthüllt.

Anforderungen

Funktionaler Systementwurf/Technischer Systementwurf

Eingaben: 

        • Lichtsensor 
        • Temperatursensor 
        • Ultraschallsensor

Verarbeitung: 

        • Arduino überwacht die Sensoreingaben. 
        • Abhängig vom Zustand der Sensoren werden spezifische Nachrichten auf dem LCD angezeigt.

Ausgabe: 

       • 16x2 LCD-Display zeigt Feedback
       • Licht erkannt 
       • Wärme erkannt 
       • Objekt erkannt 
       • Wenn alle Sensoren aktiviert sind, wird die finale Nachricht angezeigt.


Tabelle 1: Anforderungen
Nr Anforderung Autoren Datum
1 Das Arduino muss die Eingaben der drei Sensoren (Lichtsensor, Temperatursensor, Distanzsensor) korrekt überwachen. Maha Chraiji, Oluwatobiloba Oguntona 14.10.2024
2 Jeder Sensor muss durch eine spezifische Aktion aktiviert werden können. Maha Chraiji, Oluwatobiloba Oguntona 14.10.2024
3 Das 16x2 LCD-Display muss die Sensoreingaben wie folgt anzeigen. Maha Chraiji, Oluwatobiloba Oguntona 14.10.2024
4 Sobald alle drei Sensoren aktiviert sind, muss das LCD die Lösung des Rätsels anzeigen: "Guardian's Secret Revealed!" Maha Chraiji, Oluwatobiloba Oguntona 18.10.2024
5 Arduino, Taster, Lichtsensor, Temperatursensor, Distanzsensor, 16x2 LCD-Display, Breadboard, Verkabelung. Maha Chraiji, Oluwatobiloba Oguntona 18.10.2024
6 Code in der Arduino IDE schreiben, Sensoreingaben verarbeiten, Ausgabe auf LCD-Display anzeigen. Maha Chraiji, Oluwatobiloba Oguntona 30.10.2024
7 Das Rätsel und die Anweisungen müssen klar und einfach formuliert sein. Maha Chraiji, Oluwatobiloba Oguntona 05.11.2024
8 Optisch ansprechender Aufbau (saubere Verkabelung, gut lesbare Anzeige). Maha Chraiji, Oluwatobiloba Oguntona 05.11.2024
9 Jeder Sensor wird einzeln getestet (Licht, Wärme, Bewegung). Maha Chraiji, Oluwatobiloba Oguntona 05.11.2024
10 Überprüfung der korrekten Systemreaktion, wenn alle drei Sensoren aktiviert werden. Maha Chraiji, Oluwatobiloba Oguntona 07.11.2024
11 Schaltplan und Aufbauanleitung für das Projekt. Maha Chraiji, Oluwatobiloba Oguntona 07.11.2024
12 Arduino-Code mit Kommentaren. Maha Chraiji, Oluwatobiloba Oguntona 20.12.2024
13 Ein Taster muss implementiert sein, um das Programm zurückzusetzen und alle Sensorzustände zu löschen. Maha Chraiji, Oluwatobiloba Oguntona 05.01.2025
Tabelle 2: Materialliste
Nr. Anz. Beschreibung
1 1 Arduino Uno
2 1 LCD Display
3 1 Ultraschall Abstandsensor
4 1 TMP36
5 1 Lichtsensor/Fotowiderstand
6 1 Taster
7 1 RGB LED
Abb. 01: PAP Design
Abb. 02: Schaltplan Arduino
















Anforderungen

Komponentenspezifikation

Umsetzung (HW/SW)

Komponententest

Ergebnis

Zusammenfassung

Lessons Learned

Projektunterlagen

Projektplan

Projektplan Analyse und Konzeptphase
1. Zieldefinition

  • Ziel: Interaktive Steuerung basierend auf Sensoren zur Lösung eines Rätsels.
  • Anforderungen: Arduino, Sensoren (Licht, Temperatur, Distanz), LEDs, Taster, LCD-Display, Platine, Zubehör.



2. Systemdesign

  • Schaltplan erstellen (Verbindung der Sensoren mit dem Arduino, den LEDs, dem Taster und dem LCD).
  • Definition der Logik für das Rätsel:
  • Sensor-Trigger → LED-Aktivierung in spezifischen Farben (weiß, rot, blau).
  • LED blinkt grün dreimal, wenn alle Sensoren korrekt aktiviert wurden.
  • Taster-Logik zur Rücksetzung des Systems nach jeder Verwendung.



Hardware-Setup
3. Beschaffung der Komponenten

  • Einkauf der benötigten Hardware (Arduino, Sensoren, LEDs, LCD, Taster, Platine, Zubehör).



4. Aufbau des Prototyps

  • Erste Verkabelung der Komponenten auf einem Breadboard gemäß Schaltplan.
  • Testphase zur Überprüfung der Hardwarefunktionalität und Logik.



Softwareentwicklung
5. Programmierung des Arduino

  • Code schreiben für die Integration der Sensoren, LEDs, des Taster-Resets und des LCD-Displays.
  • Implementierung der Logik:
  • Lichtsensor: Aktiviert weiße LED, wenn korrekt erkannt.
  • Temperatursensor: Aktiviert rote LED, wenn korrekt erkannt.
  • Distanzsensor: Aktiviert blaue LED, wenn korrekt erkannt.
  • Alle LEDs deaktivieren sich nach Reset durch den Taster.
  • Grüne LED blinkt dreimal, wenn alle Sensoren korrekt aktiviert wurden.
  • Test: Jeder Sensor zeigt die korrekte LED-Farbe und Rückmeldung auf dem LCD an.



6. Integration des Rätsels

  • Hinzufügen der finalen Logik:
  • LEDs und LCD geben Feedback bei jedem Sensor-Trigger.
  • LCD zeigt die Lösung nur, wenn alle Sensoren korrekt aktiviert sind.
  • Grüne LED blinkt dreimal, um das erfolgreiche Lösen des Rätsels zu signalisieren.
  • System kann mit dem Taster zurückgesetzt werden.


Optimierung und endgültiger Aufbau
7. Systemtests

  • Einzeltests für jeden Sensor (korrekte LED und LCD-Rückmeldung).
  • Gesamttest: Rätsel vollständig aktivieren, um die Endnachricht und das grüne Blinken zu prüfen.
  • Funktionalität des Tasters: System wird erfolgreich zurückgesetzt.


8. Endgültiger Aufbau auf Platine

  • Übertragen der Schaltung von einem Breadboard auf eine Platine.
  • Die Platine wird so gestaltet, dass sie direkt auf den Arduino-Mikrocontroller gesteckt werden kann (Shield).
  • Finaler Test der gesamten Schaltung mit der Platine.
Datei:Zeitplan.pdf
Abb. 01: Zeitplan




Projektdurchführung

YouTube Video

Weblinks

Literatur

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

Tabelle 2: Anforderungen
Nr Anforderung Autoren Datum
1 Das Arduino muss die Eingaben der drei Sensoren (Lichtsensor, Temperatursensor, Distanzsensor) korrekt überwachen. Maha Chraiji, Oluwatobiloba Oguntona 13.01.2025
2 Jeder Sensor muss durch eine spezifische Aktion aktiviert werden können. Maha Chraiji, Oluwatobiloba Oguntona 14.10.2024
3 Das 16x2 LCD-Display muss die Sensoreingaben wie folgt anzeigen. Maha Chraiji, Oluwatobiloba Oguntona 14.10.2024
4 Sobald alle drei Sensoren aktiviert sind, muss das LCD die Lösung des Rätsels anzeigen: "Guardian's Secret Revealed!" Maha Chraiji, Oluwatobiloba Oguntona 18.10.2024
5 Arduino, Taster, Lichtsensor, Temperatursensor, Distanzsensor, 16x2 LCD-Display, Breadboard, Verkabelung. Maha Chraiji, Oluwatobiloba Oguntona 18.10.2024
6 Code in der Arduino IDE schreiben, Sensoreingaben verarbeiten, Ausgabe auf LCD-Display anzeigen. Maha Chraiji, Oluwatobiloba Oguntona 30.10.2024
7 Das Rätsel und die Anweisungen müssen klar und einfach formuliert sein. Maha Chraiji, Oluwatobiloba Oguntona 05.11.2024
8 Optisch ansprechender Aufbau (saubere Verkabelung, gut lesbare Anzeige). Maha Chraiji, Oluwatobiloba Oguntona 05.11.2024
9 Jeder Sensor wird einzeln getestet (Licht, Wärme, Bewegung). Maha Chraiji, Oluwatobiloba Oguntona 05.11.2024
10 Überprüfung der korrekten Systemreaktion, wenn alle drei Sensoren aktiviert werden. Maha Chraiji, Oluwatobiloba Oguntona 07.11.2024
11 Schaltplan und Aufbauanleitung für das Projekt. Maha Chraiji, Oluwatobiloba Oguntona 07.11.2024
12 Arduino-Code mit Kommentaren. Maha Chraiji, Oluwatobiloba Oguntona 13.11.2024
13 Ein Taster muss implementiert sein, um das Programm zurückzusetzen und alle Sensorzustände zu löschen. Maha Chraiji, Oluwatobiloba Oguntona 15.11.2024
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