Educational Escape Game

Abb. 1: Aufbau eines Escape Game

Autor:	Marcel Schulz
Art:	PA
Starttermin:	01.04.2025
Abgabetermin:	01.07.2025
Betreuer:	Prof. Dr.-Ing. Schneider

Einführung

Escape-Räume machen Spaß und fördern die Teamarbeit. Die HSHL möchte als erste Stufe einen mobilen Escape Room für Schüler*innen und Studierende anbieten - das HSHL-ESCAPE-GAME. Im ersten Schritt geht es darum, ein modulares Konzept zu entwickeln, sodass verschiedene Personengruppen Aufgaben erstellen können, die ein gemeinsames Abenteuer ergeben.

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Folgende Module sind bereits entstanden: Escape-Game Mechatronik

Anforderungen an das Educational Escape Game 

Tabelle 1: Anforderungen an das Educational Escape Game

Req.	Beschreibung	Priorität
1	Das System muss mobil (leicht rollbar) sein.	1
2	Steht der Ziehgriff sehkrecht müssen die Räder gebremst werden (Wegfahrhemmung).	1
3	Ein Zeitgeber zeigt die Rätselzeit an und ein Countdown ertönt.	1
4	Musik/Sounds werden über ein Lautsprechersystem abgespielt.	1
5	Das System muss Spritzwasser/leichtem Niesel standhalten.	1
6	Die Rätsel müssen über Fächer mit Schlüssern erreichbar sein.	1
7	Für jedes Rätsel ist eine 5 V Spannungsversorgung vorzusehen.	1
8	Ein Display/IO-Device gibt Informationen/Tipps und bietet die Möglichkeit für digitale Rätsel.	1

Aufgabenstellung

1. Einarbeitung in das Thema
2. Recherche bestehender mobiler Escape Games
3. Erarbeitung von Kriterien, die ein Abenteuer-Modul aufweisen muss
4. Planung des Escape Game und (Zwischen-)Präsentation
5. Erstellung der Materialliste und Beschaffung
6. Überbrückung der Lieferzeit mit der Detailplanung (z. B. Geschichte, Mechaniken, Rätsel im Wagen selbst, usw.)
7. Exemplarische Erstellung des Escape Games
8. Test der Funktion
9. Diskussion der Ergebnisse
10. Wissenschaftliche Dokumentation und Funktionsnachweis als Wiki-Artikel mit Animated-Gif
11. Optional: Evaluation mit Schüler*innen und Studierenden

Anforderungen

Das Projekt erfordert Vorwissen in einigen, aber nicht allen nachfolgenden Themengebieten. Sollten Sie die Anforderungen nicht erfüllen, kann die Aufgabenstellung mit Blick auf Ihre Vorkenntnisse individuell angepasst werden.

• Modellbau (z. B. Holz-, Metallverarbeitung, CAD, 3D-Druck)
• Kreativität (z. B. Storytelling, Spielidee, Design des Abenteuer-Moduls)
• Spaß am Bau eines mechatronischen Abenteuer-Moduls
• Dokumentenversionierung mit SVN
• Dokumentation mit Word und im HSHL-Wiki.

Anforderungen an die wissenschaftliche Arbeit

• Wissenschaftliche Vorgehensweise (Projektplan, etc.), nützlicher Artikel: Gantt Diagramm erstellen
• Wöchentliche Fortschrittsberichte (informativ), aktualisieren Sie das Besprechungsprotokoll - Live Gespräch mit Prof. Schneider
• Projektvorstellung im Wiki
• Tägliche Sicherung der Arbeitsergebnisse in SVN
• Tägliche Dokumentation der geleisteten Arbeitsstunden
• Studentische Arbeiten bei Prof. Schneider
• Anforderungen an eine wissenschaftliche Arbeit

SVN Checkout-URL

https://svn.hshl.de/svn/HSHL_Projekte/trunk/Escape_Game/

Nützliche Links

• Ideensammlung für Verriegelungsmechanismen eines Educational Escape Game (EEG)
• Physik-Escape-Room
• Escape Room in Physics: Train Experiment
• Escape Room als Lernspiel im Unterricht
• KIT: Eductional Escape Rooms mit Beispielen
• escapeED App
• escapED: A Framework for Creating Educational Escape Rooms and Interactive Games For Higher/Further Education. (PDF)
• DIY-Escape Game
• EduBreakout
• Didaktische Escape Rooms
• Ein interaktives Escape-Game zum Ausdrucken. 1 Mission ist kostenlos.
• Beispiele für Games in der Bildung
• Unterrichtsmethoden: Das Klassenzimmer als Escape Room
• Online Escape Game for language learning
• Online Educational Escape Rooms – Ein Fallbeispiel
• Educational Escape Rooms – easy ohne Programmierkenntnisse

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1 Einleitung

Bei dem HSHL-Escape-Game geht es darum, ein mobiles Escape Game zu entwickeln. Hierzu wird ein sogenannter "Handpritschenwagen" umgebaut bzw. mit einem Aufbau versehen, der verschiedene Fächer enthält. Diese Fächer sollen mit den bereits erwähnten Modulen, der verschiedenen Studiengänge, ausgestattet werden können, sodass diese zur Lösung des Spiels beitragen. Jedes Fach wird hierfür mit einer 5V USB-Spannungsversorgung ausgestattet, damit die elektronischen Module auch unterwegs betrieben werden können.

Die Aufgabe besteht darin, ein in sich geschlossenes System zu entwickeln, das jederzeit manuell gestartet werden kann. Bei Lösung der Aufgaben der Module erreicht man so das Ziel des Spiels. Die vorgegebene Zeitspanne wird hierfür mit einem Timer visualisiert. Das Starten und das Stoppen des Spieles wird dafür unabhängig von den Fächern, mit den enthaltenen Modulen, aufgebaut. Das gewährleistet, dass man die eingesetzten Aufgaben, in Form der Module, jederzeit austauschen, variieren, erweitern oder reduzieren kann.

Der Wagen wird intuitiv gestaltet, sodass sich die Komplexität auf die Module beschränkt. Dabei wird natürlich auch auf einen sicheren Aufbau und Betrieb Wert genommen.

2 Wissenschaftliche Ansatz für die Fragestellung

„Inwiefern kann der Einsatz einer mobilen, gamifizierten Escape Box mit interaktiven Rätseln im Hochschulkontext das Interesse von Schüler:innen an universitären Studieninhalten fördern und ihre Motivation zur Auseinandersetzung mit fachlichen Themen steigern?“

3 Recherche

Bei der Recherche kristallisierten sich schnell einige Hauptkategorien heraus:

• Die allseits bekannten (meist lokal festen)  Escape Rooms
•  Mobile Escape Boxen
•  Mobile Escape Wagen / Stadtralley

Aber auch '''Game-Based-Learning''' ist ein großes Thema, das sich mit spielerischem Lernen und Lehren beschäftigt. Letzteres beinhaltet hierbei jedoch oft "normale" Rätsel-Spiele, die digital oder analog im Unterricht eingesetzt werden können.

An einigen Universitäten wurden und werden Escape Games digital oder selten in Form von Räumen für interessierte Schüler oder Studenten angeboten.

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4 Kriterien, die ein Abenteuer-Modul aufweisen muss

Die Anforderungen des Escape Game Projekts sind in vier Kategorien unterteilt: Die Anforderungen für die "3.1 Abenteuer-Module", die Anforderungen für die " 3.2 Haupt-Escape-Box", die Anforderungen für den "3.3 Handpritschenwagen" und "3.4 Zusätzliche Anforderungen". Die Anforderungen sind in die Prioritäten 1 (hoch), 2 (mittel), 3 (niedrig) eingestuft

3.1 Anforderungen Abenteuer-Module

Unter einem "Abenteuer-Modul" versteht man ein von den Studierenden geplantes und entwickeltes Modul. Diese Module werden in den verschlossenen Fächern der Escape-Game-Box aufbewahrt. Sie können entweder direkt im jeweiligen Fach betrieben oder herausgenommen und auf der Ablagefläche oben auf der Box platziert werden, um dort genutzt zu werden.

Kriterien für diese (austauschbaren) Module sind:

3.1.1 Abenteuer-Modul - Funktionale Anforderungen Req. 3.1.1.1 Betriebsart des Moduls Anforderung Das Modul muss ein Elektronischer oder mechanischer Aufbau sein, passend zum jeweiligen Studiengang. Anmerkung Das Modul kann beispielsweise mit 5V Gleichspannung (USB-Anschluss) betrieben werden, oder kann auch mechanisch ohne Spannung bedienbar sein. Priorität 1 Status offen

Req. 3.1.1.2 Rätsel des Moduls Anforderung Das Modul beinhaltet ein Rätsel, das es zu lösen gilt. Anmerkung Das Modul stellt den Benutzer vor eine Aufgabe (elektronisch oder mechanisch), die zu einem Ergebnis führt. Priorität 1 Status offen

Req. 3.1.1.3 Zeitbeschränkung des Rätsels Anforderung Das Rätsel soll innerhalb von fünf Minuten gelöst werden können. Anmerkung Das Rätsel sollte den Benutzer nicht all zu lange beschäftigen, da das gesamte Escape-Game auf Zeit läuft. Priorität 1 Status offen

Req. 3.1.1.4 Ergebnis des Rätsels Anforderung Das Ergebnis des Rätsels, liefert ein drei- bis vierstelligen Zahlencode. Anmerkung Mit dem Ergebnis / oder dem Uminterpretieren des Ergebnisses, soll das nächste Fach der Escape-Box geöffnet werden. Priorität 1 Status offen

Req. 3.1.1.5 Spannungsversorgung des Moduls Anforderung Das Modul sollte (falls nötig) mit 5V Gleich-Spannung betrieben werden können (USB-Anschluss). Anmerkung Für die elektronischen Module muss jeder Zeit eine Spannungsversorgung vorliegen. Priorität 1 Status offen

Req. 3.1.1.6 Mikrocontroller Anforderung Das Herz des Moduls wird hier ein Mikrocontroller (z. B. Arduino). Anmerkung Jedes elektronische Modul, das durch Code gesteuert werden muss, benötigt ein eigenen Mikrocontroller. Priorität 1 Status offen 3.1.2 Abenteuer-Modul - Nicht-funktionale Anforderungen

Req. 3.1.2.1 Größe eines Schuhkarton für die Module Anforderung Die Größe des Moduls sollte einen Schuhkarton nicht überschreiten. Anmerkung Als Muster für die Größe eines solchen Schuhkarton gilt: L x B x H = 340 x 230 x 130 mm. Priorität 1 Status offen

Beispiel-Verweis auf Escape-Game Mechatronik: Allgemeine Spielregeln 

3.2 Anforderungen Haupt-Escape-Box

Unter der „Haupt-Escape-Box“ versteht man den zentralen Aufbau der Escape Box. Sie wird auf einem Handpritschenwagen montiert und verfügt auf jeder Seite über sechs Fächer, in die sowohl die integrierte Technik als auch die modularen Module eingesetzt werden. Die fest verbaute Technik der Box, unabhängig von den austauschbaren Modulen, beansprucht dabei einen kleinen Teil des Innenraums sowie zwei der insgesamt zwölf Fächer.

Kriterien für die Haupt-Escape-Box sind:

3.2.1 Haupt-Escape-Box - Funktionale Anforderungen Req. 3.2.1.1 Modulare Montage Anforderung Der Aufbau bzw. die Box wird auf einem Handpritschenwagen montiert, soll jedoch auch abnehmbar sein. Anmerkung Die Box wird hauptsächlich auf den Handpritschenwagen bewegt und wird mit einer Klemmvorrichtung an diesen fixiert. Soll aber auch für sich stehen können und vom Wagen abnehmbar sein. Priorität 2 Status offen

Req. 3.2.1.2 Fächer Anforderung Die Box muss verschließbare Fächer beinhalten (Maße siehe Req. 2.03), in die Module platziert werden können. Anmerkung Benötigt werden Fächer, die auf verschiedenste Art und Weise verschlossen/geöffnet werden können. Priorität 1 Status offen

Req. 3.2.1.3 Menge Der Fächer Anforderung Die rechte und linke Seite der Box sollen jeweils in sechs Fächer unterteilt werden. Anmerkung Die Menge der Rätsel und damit die Menge der Fächer der Box, beträgt im Durchschnitt meistens acht bis zwölf Fächer. Hinzu muss Platz für die verwendete Technik berücksichtigt werden. Priorität 1 Status offen

Req. 3.2.1.4 Spannungsversorgung Fächer Anforderung Die Fächer der Box müssen einen 5V Spannungsanschluss (USB) enthalten. Anmerkung Die Module müssen jeder Zeit mit 5V Gleichspannung versorgt werden können, falls nötig. Priorität 1 Status offen

Req. 3.2.1.5 Spannungsversorgung Escape Box Anforderung Die Oberseite der Box muss einen 5V Spannungsanschluss (USB) enthalten. Anmerkung Eine USB-Spannungsversorgung sollte auch oben, oder an der Seite der Escape-Box, vorhanden sein für Module, die aus dem Fach herausgenommen werden. Priorität 1 Status offen

Req. 3.2.1.6 Mobile Spannungsversorgung Anforderung In die Box sollte eine mobile Power Bank eingebaut werden, die mehrere Ah Gleichstrom liefert. Anmerkung Die Spannungsversorgung solle durch eine mobile Powerbank erfolgen, die in der Box verstaut werden kann. Priorität 1 Status offen 3.2.2 Haupt-Escape-Box Nicht-Funktionale Anforderungen

Req. 3.2.2.1 Größe der Escape Box Anforderung Die Größe der Box muss Platz für 12 Fächer (siehe Req. 2.02) bieten. Anmerkung Die Größe der Escape-Box sollte so bemessen sein, dass sie ausreichend Stauraum für 10 Fächer und zwei weite Fächer bietet. Die letzten zwei Fächer soll für die integrierte Technik genutzt werden. Die Box muss gleichzeitig kompakt genug bleiben, um den Wagen samt Aufbau noch problemlos bewegen und transportieren zu können. Priorität 1 Status offen

Req. 3.2.2.2 Gewicht der Box Anforderung Das Gewicht der Box sollte 100kg nicht überschreiten. Anmerkung Das Gewicht der Escape-Box sollte so gering wie möglich gehalten werden, ohne dabei auf Stabilität zu verzichten. Priorität 1 Status offen

Req. 3.2.2.3 Länge und Breite der Box Anforderung Die Länge und Breite der Box sollte die Nutzflächenlänge von 1060mm und Nutzflächenbreite von 600mm nicht überschreiten. Anmerkung Länge und Breite der Escape-Box, richten sich dabei nach der Ladefläche des bevorzugten Handpritschenwagen. Priorität 1 Status offen

Req. 3.2.2.4 Größe eines Schuhkarton für die Fächer Anforderung Die Größe der Fächer sollte einen Schuhkarton nicht überschreiten. Anmerkung Als Muster für die Größe eines solchen Schuhkarton gilt: L x B x H = 340 x 230 x 130 mm. Priorität 1 Status offen

Req. 3.2.2.5 Witterungsbeständig Anforderung Die Holzverkleidung der Box sollte Witterungsbeständig sein. Anmerkung Die Holzverkleidung sollte so bearbeitet werden, sodass Witterung wie Regen dem Aufbau nicht schadet. Priorität 1 Status offen

Req. 3.2.2.6 Stabilität Anforderung Die Box sollte Stabil aufgebaut sein. Anmerkung Rahmen-Gestell, falls nötig aus Aluminium-Profil (hängt vom Gewicht ab) Beispiel-Verweis auf Aluminium-Profil 8 40x40 oder aus Holz. Eine weitere Methode wäre ein Stecksystem an den Holzwände anzuwenden. Priorität 1 Status offen

Req. 3.2.2.7 Holzverkleidung Anforderung Die Holzverkleidung der Box sollte stabil und optisch ansprechend sein. Anmerkung Die Holzverkleidung (aus Multiplex) - Echt-Holz-Optik, Beispiel-Verweis auf Multiplexplatte Birke BB/CP Schälfurnier geschliffen quer EN 314 Kl. 2 und evtl. "gebrannte" Holz-Optik, HSHL-Logo einbrennen Yakisugi oder Shou Sugi Ban Priorität 1 Status offen

Req. 3.2.2.8 Kabelmanagement Anforderung Kabelkanäle sollten in der Box angeklebt oder geschraubt werden. Anmerkung Die Kabel der verwendeten Elektronik sollte durch Kabelkanäle geführt werden. Priorität 1 Status offen

Req. 3.2.2.9 Körpergröße der Zielgruppe Anforderung Die Höhe der Box sollte eine konservativen Wert von etwa 1,50m, als "sichere" Körpergröße, nicht überschreiten. Anmerkung Die Körpergröße der Zielgruppe (Schüler 11 bis 17 Jahre) ist zu berücksichtigen, damit diese bequem auf dem Wagen arbeiten können. Priorität 1 Status offen

3.3 Anforderungen Handpritschenwagen

Unter dem "Handpritschenwagen" versteht man die Unterkonstruktion der Escape Box. Es handelt sich dabei um einen Handwagen mit stabilem Rahmen, hochwertiger Lenkung und integrierten Sicherheitsvorkehrungen.

Kriterien für den Handpritschenwagen sind:

3.3.1 Handpritschenwagen - Funktionale Anforderungen Req. 3.3.1.1 Drehschemel-Lenkung mit Deichsel Anforderung Der Handpritschenwagen sollte eine Drehschemel-Lenkung mit Deichsel aufweisen. Anmerkung Der Handpritschenwagen sollte sich gut navigieren können. Priorität 1 Status offen

Req. 3.3.1.2 Handgriff des Handpritschenwagens Anforderung Der Handpritschenwagen sollte einen Sicherheits-Handgriff mit automatischer, gedämpfter Rückstellung in Ruheposition besitzen. Anmerkung Der Handgriff des Handpritschenwagens sollte nicht herunterfallen beim loslassen. Er sollte sich automatisch in seine Ausgangsposition zurückstellen. Priorität 1 Status offen

Req. 3.3.1.3 Automatische Feststellbremse Anforderung Der Handpritschenwagen sollte eine automatische Feststellbremse, gemäß der europäischen Norm EN 1757-3, beinhalten. Anmerkung Der Handpritschenwagen sollte automatisch zum stehen kommen, sollte der Handgriff losgelassen werden. Priorität 1 Status offen

Req. 3.3.1.4 Tragelast des Handpritschenwagens Anforderung Der Handpritschenwagen sollte mindestens 450kg tragen können Anmerkung Der Handpritschenwagen sollte genug Gewicht Tragen können, sodass die Box, die Module und die eingebaute Technik getragen werden kann. Priorität 1 Status offen 3.3.2 Handpritschenwagen - Nicht-Funktionale Anforderungen

Req. 3.3.2.1 Länge und Breite des Handpritschenwagens Anforderung Die Länge und Breite des Handpritschenwagens sollte die Nutzflächenlänge von 1060mm und Nutzflächenbreite von 600mm nicht überschreiten. Anmerkung Länge und Breite Handpritschenwagen, die größer ausfällt, wird zu unhandlich. Priorität 1 Status offen

Req. 3.3.2.2 Gewicht des Handpritschenwagens Anforderung Der Handpritschenwagen sollte ein Gewicht von 30kg nicht überschreiten. Anmerkung Das Gewicht des Handpritschenwagen sollte so gering wie möglich behalten werden, ohne dabei an Stabilität zu verlieren. Priorität 1 Status offen

Req. 3.3.2.3 Bereifung des Handpritschenwagens Anforderung Der Handpritschenwagen sollte eine Luft-/Vollgummibereifung sowie Naben mit Rollenlager beinhalten. Anmerkung Die Bereifung des Handpritschenwagen sollte das Gewicht der Box tragen können und dabei nicht an Stabilität, bei der Navigierung, verlieren. Priorität 1 Status offen Beispiel-Verweis auf Handwagen-2-Achser mit Plattform, Polyurethanbereifung Artikelnummer 4001P

3.4 Zusätzliche Anforderungen

Unter den "Zusätzliche - Funktionale Anforderungen" versteht man weitere wesentliche Elemente der Escape Box, die sowohl die Benutzerfreundlichkeit erhöhen als auch die Vielfalt der Einsatzmöglichkeiten erweitern. Unter "Zusätzliche "Eye Catcher" - Nicht-Funktionale Anforderungen" sind zudem optische Highlights aufgeführt, die das Benutzererlebnis visuell unterstützen und verstärken.

Zusatz-Kriterien für den Aufbau sind:

3.4.1 Zusätzliche - Funktionale Anforderungen Req. 3.4.1.1 Ein "Lift-Up-Deckel" der Escape-Box Anforderung Der Deckel der Box sollte zu öffnen sein. Anmerkung Es sollte die Möglichkeit geben, den Deckel zu öffnen und zu verschließen. Dies kann der Wartung dienen oder mehr Raum zum Verstauen von zusätzlicher Peripherie genutzt werden können. Hierfür bietet ein "Lift-Up" Scharnier zusätzlich noch eine optische Aufwertung und der Deckel wird Platzsparend bewegt. Priorität 3 Status offen Beispiel-Verweis auf Lift Up

Req. 3.4.1.2 Digitale "Countdown" Uhr Anforderung Die Escape-Box muss einen Countdown für das Spiel anzeigen. Anmerkung Der Countdown könnte hinter Holz-Furnier versteckt werden, sodass er erste sichtbar wird, sobald das Spiel beginnt. Priorität 1 Status offen Beispiel-Verweis auf Countdown versteckt hinter Furnier und MAX7219 8x32 4 in 1 Dot Matrix LED

Req. 3.4.1.3 Touch Display Anforderung Die Box benötigt einen Touch Display. Anmerkung Mit dem Display kann das Spiel Optisch und Audio Technisch untermalt werden. Zusätzlich wird für die Zukunft die Option offen gelassen, zusätzliche Rätsel Digital zu implementieren. Priorität 2 Status offen Beispiel-Verweis auf Waveshare - 7" QLED HDMI USB Touchdisplay 3.4.2 Zusätzliche "Eye Catcher" - Nicht-Funktionale Anforderungen

Req. 3.4.2.1 Mini-Nebelmaschine Anforderung Die Escape Box erhält ein Spezial Nebel Effekt. Anmerkung Beim Lösen der Spiels, könnte als Effekt Nebelausströmen. Hierfür eignet sich als Ort der "Infinity Mirror" (siehe Req. 4.04), der die Schlüsselkarte zum Beenden des Spiels beinhaltet. Priorität 2 Status offen Beispiel-Verweis auf Mini Nebelmaschine - Bauanleitung

Req. 3.4.2.2 Infinity Mirror Anforderung Die letzte Schlüsselkarte zum Beenden des Spiels, sollte sich in einem Flachen Kasten mit Spiegel- / Lichteffekt befinden. Anmerkung Diese Flache Kiste erzeugt eine Optische Täuschung eines unendlichen Lichttunnels, durch nach innen gerichteten Spiegeln und einem LED Strip. Ein Spiegel ist jedoch vom Betrachter, von außen, blickdruchlässig. So sieht man die begehrte Schlüsselkarte, zum beenden des Spiels, in der Kiste schwebend. Priorität 2 Status offen Beispiel-Verweis auf DIY Infinity Mirror Coffee Table und Making Infinity Mirror Mineshaft Table

Req. 3.4.2.3 LED Beleuchtung Anforderung Die Escape Box sollte als Blickfang indirekte LED Beleuchtung einsetzen. Anmerkung Eine indirekte LED Beleuchtung, zum Beispiel im Inneren der Fächer oder am Rand unterhalb des Deckels oder unter dem Handpritschenwagens, kann die Optik des Aufbaus erheblich steigern. Priorität 2 Status offen Beispiel-Verweis auf Escape game - Escape challenge

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