Escape Game: JoyCode: Unterschied zwischen den Versionen
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| 1 || | | 1 || Das System muss die gleichzeitige Bedienung von zwei Joysticks ermöglichen. || Hoch || Potthoff || 02.10.2025 || || | ||
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| 2 || LED-Statusanzeige | | 2 || Für jeden Joystick muss eine LED-Statusanzeige den Abstand zur jeweiligen Zielposition in Echtzeit anzeigen. || Hoch || Potthoff || 02.10.2025 || || | ||
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| 3 || Beide Joysticks müssen gleichzeitig für 3 Sekunden an der Zielposition gehalten werden, | | 3 || Beide Joysticks müssen gleichzeitig für mindestens 3 Sekunden an der Zielposition gehalten werden, damit eine Ziffer freigeschaltet wird. || Hoch || Tsamo-Tazanou || 02.10.2025 || || | ||
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| 4 || | | 4 || Das Rätsel muss aus drei aufeinanderfolgenden Runden bestehen, wobei in jeder Runde eine Ziffer der dreistelligen PIN freigeschaltet wird. || Hoch || Tsamo-Tazanou || 02.10.2025 || || | ||
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| 5 || RGB-LEDs | | 5 || Die RGB-LEDs müssen den Abstand zur Zielposition farblich darstellen: Rot = weit entfernt, Gelb = Annäherung, Grün = nahe, blinkendes Grün = Zielposition erreicht. || Hoch || Potthoff || 02.10.2025 || || | ||
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| 6 || | | 6 || Das LC-Display muss die freigeschalteten Ziffern sowie optionale Startinformationen anzeigen. || Hoch || Potthoff || 02.10.2025 || || | ||
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| 7 || | | 7 || Ein Start-Button muss das Rätsel initialisieren und alle Werte zurücksetzen. || Hoch || Tsamo-Tazanou || 02.10.2025 || || | ||
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| 8 || | | 8 || Ein Reset-Button muss den aktuellen Spielstand löschen und das Rätsel in den Ausgangszustand versetzen. || Mittel || Tsamo-Tazanou || 02.10.2025 || || | ||
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| 9 || | | 9 || Ein Lösungs-Button muss auf dem LC-Display den korrekten Zahlencode anzeigen, falls das Rätsel nicht gelöst wurde. || Hoch || Tsamo-Tazanou || 02.10.2025 || || | ||
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| 10 || | | 10 || Die Zielpositionen müssen zu Beginn jeder Runde zufällig generiert werden. || Hoch || Potthoff || 02.10.2025 || || | ||
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| 11 || | | 11 || Der Toleranzbereich der Zielpositionen muss so eingestellt sein, dass das Rätsel lösbar, aber herausfordernd bleibt. || Hoch || Potthoff || 02.10.2025 || || | ||
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| 12 || | | 12 || Das Gehäuse muss aus 3D-gedrucktem Material bestehen und die Elektronik sicher und stabil aufnehmen. || Mittel || Tsamo-Tazanou || 02.10.2025 || || | ||
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| 13 || | | 13 || Die maximale Außenabmessung des Gehäuses darf die Größe eines Standard-Schuhkartons nicht überschreiten. || Hoch || Potthoff || 02.10.2025 || || | ||
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| 14 || | | 14 || Die Spieldauer pro Rätsel darf 5 Minuten nicht überschreiten. || Hoch || Potthoff || 02.10.2025 || || | ||
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| 15 || | | 15 || Das Rätsel ist ohne zusätzliche digitale Geräte vollständig spielbar. || Mittel || Potthoff || 02.10.2025 || || | ||
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Version vom 6. Oktober 2025, 17:34 Uhr
| Autoren: | Jens Potthoff Lauraine Tsamo-Tazanou |
| Betreuer: | Prof. Schneider oder Prof. Göbel oder Marc Ebmeyer |
Einleitung
Im Rahmen des Fachpraktikums im Modul Angewandte Mechatronik des Studiengangs Business and Systems Engineering werden Rätsel entwickelt, die in etwa fünf Minuten lösbar sind und in ein übergeordnetes Escape-Game integriert werden. Das Projekt „JoyCode“ ist ein solches Escape-Rätsel, das über zwei Joysticks gesteuert wird. Ziel ist es, beide Joysticks in zufällig generierte Zielpositionen zu bewegen, wobei jeder Joystick eine eigene Zielposition hat. Neben den Joysticks befindet sich eine LED-Statusanzeige, die den Abstand zur jeweiligen Zielposition in Echtzeit visualisiert. In drei aufeinanderfolgenden Runden müssen die Joysticks korrekt positioniert und die jeweilige Zielstellung für drei Sekunden gehalten werden. Nach jeder erfolgreich abgeschlossenen Runde wird eine Ziffer auf dem LC-Display freigeschaltet. Nach drei Runden ergibt sich so ein vollständiger Zahlencode, der für den Zugang zum nächsten Rätsel benötigt wird. Die Rückmeldung erfolgt über RGB-LEDs: Rot signalisiert eine große Abweichung, Gelb zeigt Annäherung, Grün steht für fast korrekt, und blinkendes Grün markiert die exakte Zielposition, die dann für drei Sekunden gehalten werden muss. Das Rätsel besteht aus den Joysticks, den RGB-LEDs zur visuellen Rückmeldung, dem LC-Display zur Anzeige der freigeschalteten Ziffern sowie den drei aufeinanderfolgenden Runden, deren erfolgreiche Bewältigung den Zahlencode freischaltet.
Schwierigkeitslevel
Fortgeschritten. Das Rätsel erfordert eine gute Hand-Auge-Koordination, da beide Joysticks gleichzeitig und präzise bewegt werden müssen. Je nach eingestelltem Toleranzbereich und den angezeigten Hinweisen auf dem Display kann der Schwierigkeitsgrad leicht angepasst werden.
Lernziele: ???
Bezug zum BSE Studium
Für die Umsetzung des Projekts werden mechatronische Kenntnisse praktisch angewendet, insbesondere im Bereich Sensorik, Softwareintegration und Systemsteuerung. Das Projekt erfordert zudem die Verknüpfung der Hardware- und Softwarekomponenten sowie die Umsetzung von Echtzeit-Rückmeldungen über die LEDs. Dabei wird die Fähigkeit gefördert, von einer Idee über die Planung und Konzeption ein funktionierendes Hardware-/Software-System zu entwickeln, das praktisch innerhalb des übergeordneten Escape-Game genutzt werden kann. Die Planung, Programmierung und Steuerung mechatronischer Systeme wird erlernt, die Zusammenhänge zwischen Hardware und Software erlernt.
Anforderungen
| ID | Inhalt | Prio | Ersteller | Datum | Geprüft von | Datum |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Das System muss die gleichzeitige Bedienung von zwei Joysticks ermöglichen. | Hoch | Potthoff | 02.10.2025 | ||
| 2 | Für jeden Joystick muss eine LED-Statusanzeige den Abstand zur jeweiligen Zielposition in Echtzeit anzeigen. | Hoch | Potthoff | 02.10.2025 | ||
| 3 | Beide Joysticks müssen gleichzeitig für mindestens 3 Sekunden an der Zielposition gehalten werden, damit eine Ziffer freigeschaltet wird. | Hoch | Tsamo-Tazanou | 02.10.2025 | ||
| 4 | Das Rätsel muss aus drei aufeinanderfolgenden Runden bestehen, wobei in jeder Runde eine Ziffer der dreistelligen PIN freigeschaltet wird. | Hoch | Tsamo-Tazanou | 02.10.2025 | ||
| 5 | Die RGB-LEDs müssen den Abstand zur Zielposition farblich darstellen: Rot = weit entfernt, Gelb = Annäherung, Grün = nahe, blinkendes Grün = Zielposition erreicht. | Hoch | Potthoff | 02.10.2025 | ||
| 6 | Das LC-Display muss die freigeschalteten Ziffern sowie optionale Startinformationen anzeigen. | Hoch | Potthoff | 02.10.2025 | ||
| 7 | Ein Start-Button muss das Rätsel initialisieren und alle Werte zurücksetzen. | Hoch | Tsamo-Tazanou | 02.10.2025 | ||
| 8 | Ein Reset-Button muss den aktuellen Spielstand löschen und das Rätsel in den Ausgangszustand versetzen. | Mittel | Tsamo-Tazanou | 02.10.2025 | ||
| 9 | Ein Lösungs-Button muss auf dem LC-Display den korrekten Zahlencode anzeigen, falls das Rätsel nicht gelöst wurde. | Hoch | Tsamo-Tazanou | 02.10.2025 | ||
| 10 | Die Zielpositionen müssen zu Beginn jeder Runde zufällig generiert werden. | Hoch | Potthoff | 02.10.2025 | ||
| 11 | Der Toleranzbereich der Zielpositionen muss so eingestellt sein, dass das Rätsel lösbar, aber herausfordernd bleibt. | Hoch | Potthoff | 02.10.2025 | ||
| 12 | Das Gehäuse muss aus 3D-gedrucktem Material bestehen und die Elektronik sicher und stabil aufnehmen. | Mittel | Tsamo-Tazanou | 02.10.2025 | ||
| 13 | Die maximale Außenabmessung des Gehäuses darf die Größe eines Standard-Schuhkartons nicht überschreiten. | Hoch | Potthoff | 02.10.2025 | ||
| 14 | Die Spieldauer pro Rätsel darf 5 Minuten nicht überschreiten. | Hoch | Potthoff | 02.10.2025 | ||
| 15 | Das Rätsel ist ohne zusätzliche digitale Geräte vollständig spielbar. | Mittel | Potthoff | 02.10.2025 |
Funktionaler Systementwurf
Technischer Systementwurf
Für das Projekt zeigt die folgende Abbildung den technischen Systementwurf. In diesem sind alle elektronischen Bauteile des sowie deren Verdrahtung mit dem Arduino dargestellt.
Abb. 01: Technischer Systementwurf
Komponentenspezifikation
Materialliste
Für die Realisierung des Projekts werden verschiedene Hardwarekomponenten benötigt, die in Tabelle 2 aufgeführt sind. Die Kernkomponenten sind das Mikrocontroller-Board Arduino Uno R3 als zentrale Steuereinheit, zwei Joystick-Module als Eingabegeräte, RGB-LEDs mit je 3 220 Ohm Widerstände für die visuelle Rückmeldung sowie ein LC-Display zur Anzeige des Zahlencodes. Ergänzt wird die Schaltung durch Taster zur Steuerung und ein Netzteil zur Stromversorgung.
| ID | Anzahl | Kosten pro Stück € | Summe | Bezeichnung / Komponente | technische Bezeichnung | Beschreibung | Datenblatt | Abbildung |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 1x | 13,90€ | 13,90€ | Mikrocontroller-Board | Arduino Uno R3 | Zentrale Steuereinheit des Systems mit ATmega328P. | Datenblatt Arduino Uno |  |
| 2 | 2x | 1,29€ | 2,58€ | Joystick | KY-023-Joystick Modul | Dient zur Eingabe (X/Y-Koordinaten). | Benutzung Joystick-Modul | |
| 3 | 2x | 2,49€ | 4,98€ | RGB LED | Iduino SE010 RGB LED-Modul | Visuelles Feedback über Abweichung von der Zielposition. | Datenblatt RGB-LED-Modul | |
| 4 | 1x | 9,88€ | 9,88€ | LC-Display | Joy-it SBC-LCD16x2 Display-Modul | Anzeige der freigeschalteten Ziffern des Zahlencodes. | LCD16x2 Display-Modul | |
| 5 | 3x | 1,65€ | 4,95€ | Taster | Taster | Bedienelemente zur Steuerung der Anwendung. | Taster-Modul | |
| 6 | 1x | 3,90€ | 3,90€ | 9V Netzteil | 9V Netzteil | Stromversorgung des Mikrocontrollers und der Module. | ||
| 7 | 6x | 220 Ohm Widerstand | Für die Implementierung der RGB-LEDs. |
Umsetzung (HW/SW)
Komponententest
Ergebnis
Zusammenfassung
Lessons Learned
Projektunterlagen
Projektplan
Projektdurchführung
YouTube Video
Weblinks
Literatur
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