Escape Game: PhysikCube: Unterschied zwischen den Versionen
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= Funktionaler Systementwurf = | = Funktionaler Systementwurf = | ||
Der funktionale Systementwurf beschreibt den Ablauf und die Funktionsweise des Escape Games . Das Spiel ist in mehrere Phasen unterteilt, die nacheinander durchlaufen werden. | |||
Nach dem Einschalten wird das System initialisiert, und das LCD-Display zeigt die erste Anweisung an. Die Spielerinnen und Spieler aktivieren die Sensorfelder mit einem Laserpointer. Jedes der fünf Felder steht dabei für ein Element des Regelkreises: Führungsgröße, Regler, Aktor, Strecke und Regelgröße. | |||
In der ersten Phase erfolgt die Wissensabfrage. Auf dem Display erscheinen Fragen zur Funktionsweise des Regelkreises, und die Spieler müssen durch gezieltes Anvisieren der richtigen Sensorfelder antworten. durch LED,s wird Richtig/Falsch signalisiert. Nach drei richtigen Antworten in Folge wird die nächste Spielphase freigeschaltet. Bei Falscher Antwort Neustart. | |||
Die zweite Phase ist ein Reaktionstest. Die Spieler müssen die Sensorfelder in der korrekten Reihenfolge (LED über dem zu treffenden Sensor Leuchtet jeweils kurz auf ) mit dem Laserpointer treffen, bevor sie erlöschen. Bei einer falschen Reihenfolge oder zu langsamer Reaktion startet das Spiel automatisch neu. | |||
Nach erfolgreichem Abschluss beider Phasen wird in der Abschlussphase ein Freicode auf dem Display angezeigt, der zur Freischaltung eines weiteren Rätsels dient. | |||
Der gesamte Ablauf ist so gestaltet, dass die Grundprinzipien eines geschlossenen Regelkreises – von der Führungsgröße bis zur Regelgröße – spielerisch erfahrbar werden. Zusätzlich erfordert das Spiel eine schnelle Reaktionszeit, um die Sensorfelder rechtzeitig zu treffen und das Rätsel erfolgreich zu lösen. | |||
= Technischer Systementwurf = | = Technischer Systementwurf = | ||
Version vom 4. Oktober 2025, 14:04 Uhr
| Autoren: | |
| Betreuer: | Prof. Schneider oder Prof. Göbel oder Marc Ebmeyer |
Einleitung
Das Escape Game entsteht im Rahmen des Moduls Angewandte Mechatronik des Studiengangs Business and Systems Engineering (BSE). Ziel des Projekts ist es, die Grundelemente eines Regelkreises auf einfache und spielerische Weise zu vermitteln.
Das Rätsel besteht aus einem kompakten Aufbau mit fünf Sensorfeldern, die per Laserpointer aktiviert werden. Über ein LCD-Display werden Fragen angezeigt, während LEDs richtige oder falsche Antworten signalisieren. Wird der Aufbau korrekt bedient, erscheint am Ende ein Freicode als Belohnung.
Das Lernziel ist das Verständnis der Funktionsweise eines Regelkreises und der Zusammenhang seiner Elemente. Der Schwierigkeitsgrad des Spiels ist leicht, sodass es sich gut für Einsteiger in die Regelungstechnik eignet. Damit schlägt das Projekt eine Brücke zwischen theoretischem Wissen und praktischer Anwendung in der Mechatronik.
Anforderungen
| ID | Inhalt | Prio | Ersteller | Datum | Geprüft von | Datum |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Hardware | Glomb | 04.10.2025 | |||
| 1.1 | Auswahl aller benötigten elektronischen Komponenten (Arduino Nano, LCD, LEDs, LDRs, Taster). | Hoch | Glomb | 04.10.2025 | ||
| 1.2 | Vermessung der Geometrie (Sensorfelder, Gehäusegröße). | Mittel | Glomb | 04.10.2025 | ||
| 1.3 | Konstruktion der benötigten Halterungen und Bauteile in CAD. | Hoch | Glomb | 04.10.2025 | ||
| 1.4 | 3D-Druck der konstruierten Bauteile. | Hoch | Glomb | 04.10.2025 | ||
| 1.5 | Mechanische Montage aller Komponenten. | Hoch | Glomb | 04.10.2025 | ||
| 1.6 | Vollständige Verdrahtung von Sensoren, LEDs, Display und Taster mit dem Mikrocontroller. | Hoch | Glomb | 04.10.2025 | ||
| 2 | Komponententest | Glomb | 04.10.2025 | |||
| 2.1 | Test der LDR-Sensoren auf korrekte Lasererkennung. | Hoch | Glomb | 04.10.2025 | ||
| 2.2 | Test der LEDs auf richtige Anzeige . | Hoch | Glomb | 04.10.2025 | ||
| 2.3 | Test der Displayausgabe (Texte, Hinweise, Code). | Mittel | Glomb | 04.10.2025 | ||
| 2.4 | Test des Tasters (Start- und Reset-Funktion). | Hoch | Glomb | 04.10.2025 | ||
| 3 | Software | Glomb | 04.10.2025 | |||
| 3.1 | Einrichtung der Entwicklungsumgebung . | Mittel | Glomb | 04.10.2025 | ||
| 3.2 | Programmierung der Spielphasen: Wissensabfrage, Reaktionstest, Codeausgabe. | Hoch | Glomb | 04.10.2025 | ||
| 3.3 | Umsetzung der LED-Rückmeldungen . | Hoch | Glomb | 04.10.2025 | ||
| 3.4 | Steuerung der Displayausgaben (Fragen, Hinweise, Code). | Mittel | Glomb | 04.10.2025 | ||
| 4 | Programmierung | Glomb | 04.10.2025 | |||
| 4.1 | Programm soll Fragen korrekt abfragen und auswerten. | Hoch | Glomb | 04.10.2025 | ||
| 4.2 | Neustart bei falscher Antwort oder Zeitüberschreitung. | Hoch | Glomb | 04.10.2025 | ||
| 4.3 | Anzeige des Entsperrcodes nach erfolgreicher Mission. | Hoch | Glomb | 04.10.2025 | ||
| 4.4 | Reset über Taster jederzeit möglich. | Hoch | Glomb | 04.10.2025 | ||
| 5 | Dokumentation | Glomb | 04.10.2025 | |||
| 5.1 | Erstellung eines vollständigen Schaltplans. | Hoch | Glomb | 04.10.2025 | ||
| 5.2 | Dokumentation und Kommentierung des Arduino-Codes. | Mittel | Glomb | 04.10.2025 | ||
| 5.3 | Erstellung des Wiki-Artikels nach HSHL-Vorlage mit Beschreibung, Ablauf und Skizze. | Hoch | Glomb | 04.10.2025 |
Beachten Sie den Artikel: Formulierungsregeln für Anforderungen
Funktionaler Systementwurf
Der funktionale Systementwurf beschreibt den Ablauf und die Funktionsweise des Escape Games . Das Spiel ist in mehrere Phasen unterteilt, die nacheinander durchlaufen werden.
Nach dem Einschalten wird das System initialisiert, und das LCD-Display zeigt die erste Anweisung an. Die Spielerinnen und Spieler aktivieren die Sensorfelder mit einem Laserpointer. Jedes der fünf Felder steht dabei für ein Element des Regelkreises: Führungsgröße, Regler, Aktor, Strecke und Regelgröße.
In der ersten Phase erfolgt die Wissensabfrage. Auf dem Display erscheinen Fragen zur Funktionsweise des Regelkreises, und die Spieler müssen durch gezieltes Anvisieren der richtigen Sensorfelder antworten. durch LED,s wird Richtig/Falsch signalisiert. Nach drei richtigen Antworten in Folge wird die nächste Spielphase freigeschaltet. Bei Falscher Antwort Neustart.
Die zweite Phase ist ein Reaktionstest. Die Spieler müssen die Sensorfelder in der korrekten Reihenfolge (LED über dem zu treffenden Sensor Leuchtet jeweils kurz auf ) mit dem Laserpointer treffen, bevor sie erlöschen. Bei einer falschen Reihenfolge oder zu langsamer Reaktion startet das Spiel automatisch neu.
Nach erfolgreichem Abschluss beider Phasen wird in der Abschlussphase ein Freicode auf dem Display angezeigt, der zur Freischaltung eines weiteren Rätsels dient.
Der gesamte Ablauf ist so gestaltet, dass die Grundprinzipien eines geschlossenen Regelkreises – von der Führungsgröße bis zur Regelgröße – spielerisch erfahrbar werden. Zusätzlich erfordert das Spiel eine schnelle Reaktionszeit, um die Sensorfelder rechtzeitig zu treffen und das Rätsel erfolgreich zu lösen.
Technischer Systementwurf
Komponentenspezifikation
| ID | Anzahl | Kosten pro Stück € | Summe | Bezeichnung / Komponente | technische Bezeichnung | Beschreibung | Datenblatt | Abbildung |
|---|
Umsetzung (HW/SW)
Komponententest
Ergebnis
Zusammenfassung
Lessons Learned
Projektunterlagen
Projektplan
Projektdurchführung
YouTube Video
Weblinks
Literatur
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