Escape Game: Widerstandsschaltung

Abb. 1: Escape Game: Widerstandsschaltung

Autoren:	David Brogmeier , Jan Brühmann
Betreuer:	Prof. Schneider

Einleitung

Die Idee des Escape Games Widerstandsschaltung ist es, den Spielern die Reihen- und Parallelschaltung von Widerständen und deren Berechnung näherzubringen. Der Schwierigkeitsgrad des Spiels kann angepasst werden, indem vorgegeben wird, dass eine Reihen-, Parallel- oder Mischschaltung gebaut werden soll, um das Rätsel zu lösen. Das Ziel des Spiels ist es, mit einer Schaltung aus drei Widerständen einen vorgegeben Widerstandswert einzustellen, der auf einem Display angezeigt wird. Wenn der vorgegebene Widerstandswert erfolgreich eingestellt wurde, bekommen die Spieler eine Lösungszahl, die auf dem Display ausgegeben wird, für den Code des Zahlenschlosses. Um in das nächste Level zu kommen müssen die Spieler einen Taster drücken um zu bestätigen, dass sie die Lösungszahl aufgeschrieben haben.

Schwierigkeitslevel: Fortgeschrittene

Lernziele:

• kennenlernen von Reihen- und Parallelschaltung von Widerständen
• berechnen von Reihen-, Parallel-, und Mischschaltungen aus Widerständen
• Verhalten von Widerständen in Reihen- und Parallelschaltung
• Entschlüsselung der Farbcodes von Widerständen

Bezug zum MTR Studium:

• Berechnen von Reihen-, Parallel- und Mischschaltungen aus Widerständen
• Aufbauen von Schaltungen auf dem Breadboard

Anforderungen

Tabelle 1: Anforderungen an das Escape Game

ID	Inhalt	Prio	Ersteller	Datum	Geprüft von	Datum
1	Ein Netzteil muss die Betriebsspannung des Arduino UNO R3 liefern.	1	Jan Brühmann	05.10.2025
2	Die Berechnung des Widerstandswertes der erstellten Schaltung muss über den Arduino UNO R3 erfolgen.	1	Jan Brühmann	05.10.2025
3	Der Widerstandswert der erstellten Schaltung muss auf dem Display angezeigt werden.	1	Jan Brühmann	05.10.2025
4	Der einzustellende Widerstandswert um das Rätsel zu lösen muss auf dem Display angezeigt werden.	1	Jan Brühmann	05.10.2025
5	Wenn das Rätsel gelöst wurde, muss eine Lösungsziffer auf dem Display ausgegeben werden.	1	Jan Brühmann	05.10.2025
6	Ein Taster muss gedrückt werden, um den Widerstand der gebauten Schaltung zu messen.	1	Jan Brühmann	05.10.2025
7	Ein zweiter Taster muss gedrückt werden, um in das nächste Level zu kommen.	1	Jan Brühmann	05.10.2025
8	Ein dritter Taster muss gedrückt werden, um das Spiel zurücksetzen.	1	Jan Brühmann	05.10.2025
9	Die Verschaltung der Widerstände muss über ein Experimentierbrett (vgl. Abb. 1) robust und reproduzierbar gestaltet sein.	1	Prof. Schneider	06.10.2025
10	Die elektrotechnischen Grundlagen müssen für SchülerInnen verständlich mit Hilfsmaterial anschaulich vermittelt werden.	1	Prof. Schneider	06.10.2025

Funktionaler Systementwurf

Das System besteht aus den in Tabelle 1 aufgeführten Komponenten. Um den Widerstand zu messen, wird ein Spannungsteiler verwendet, mit dessen Hilfe ein Arduino den Widerstand berechnen kann. Der berechnete Widerstand wird nun auf einem LCD-Display ausgegeben. Auch der einzustellende Widerstandswert, sowie die Lösungszahl bei Erreichen des richtigen Widerstandswertes wird auf dem LCD-Display angezeigt. Des Weiteren gibt es einen Taster, der das Spiel zurücksetzt. Das Gehäuse für das Spiel soll 3D gedruckt werden.

Tabelle : Materialliste

Nr.	Anz.	Beschreibung
1	1	Funduino Arduino UNO R3
2	1	Netzteil für Mikrocontroller - 9V, 1A
3	3	Taster, 2 Pins, 12*12*6mm
4	1	1602 I2C LCD Modul mit HD44780
5	1	Breadboard
6	x	Breadboardkabel
7	x	Widerstände mit diversen Widerstandswerten
8	1	3D gedrucktes Gehäuse

Abb. 2: Schaltungsentwurf des Escape-Games Widerstandsschaltung

Literatur

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