Escape Game: Lichtlabyrinth: Unterschied zwischen den Versionen
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Version vom 30. November 2025, 14:54 Uhr
| Autoren: | Jonas von Döllen & Julius von Agris |
| Betreuer: | Prof. Schneider |
Einleitung
Das Escape-Game „Lichtlabyrinth“ basiert auf einer RGB-LED-Matrix. Ziel des Spiels ist es, von einem Bewegungs-Lichtpunkt (z. B. Farbe x) zu einem Ziel-Lichtpunkt (z. B. Farbe y) zu gelangen. Der Anwender kann sich mit einem Steuerkreuz in Form von Tastern bewegen, um zur Ziel-LED zu gelangen. Die Schwierigkeit dabei liegt darin, dass der Anwender nicht einen beliebigen Weg einschlagen kann, sondern aus verschiedenen Weg-Karten die richtige herausfinden muss. Auf dem Spielfeld werden neben der Start-/ und der Ziel-LED, auch zwei weitere LEDs (z. B. Farbe z) leuchten. Diese LEDs muss der Anwender mit seinen Weg-Karten abgleichen und die richtige auswählen. Hat der Anwender die richtige Karte ausgewählt, muss er dem Weg der Karte folgen, um das Rätsel zu lösen. Wählt der Anwender allerdings eine falsche Karte aus, macht einen Fehler (z. B. Betätigung eines falschen Tasters) auf dem Weg ins Ziel oder läuft die vorgegebene Zeit (wird durch eine immer schneller blinkende LED, welche nicht zu dem Spielfeld gehört, angezeigt) ab, verändern sich die LEDs auf dem Spielfeld und der Anwender muss neu starten. Dabei verändert sich die Position aller LEDs und der Anwender muss die anschließend korrekte Weg-Karte finden, um ins Ziel zu gelangen.
Schwierigkeitslevel: Einsteiger
Lernziele: Schüler schaffen es, räumlich und abstrakt zu denken. Die Informationen von der zweidimensionalen Karte müssen auf das Gerät (die Lichtmatrix) eigenständig projiziert werden.
Bezug zum MTR Studium: Die Vorstellungen von Räumen und äußerlichen Gegebenheiten sind grundlegend für CAD-Programme und zum Konstruieren. Das Gerät mit der Lichtmatrix bildet auch eigenständig ein mechatronisches System, welches Sensoren (Taster), Aktoren (die Lichtmatrix) und eine zentrale Prozesseinheit (Arduino) umfasst.
Anforderungen
| Nr | Inhalt | Prüfbarkeit | Prio | Ersteller | Datum | Geprüft von | Datum |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Die LEDs auf der Matrix müssen einzeln mit dem Arduino Controller angesteuert werden. | Sichtkontrolle auf der Matrix | 1 | Jonas von Döllen | 3.10.2025 | ||
| 2 | Taster müssen einzeln über einen Tastendruck per Hand ansteuerbar sein und nur einzeln ein Signal zulassen | Auswertung der Tastersignale über Seriellenmonitor | 1 | Julius von Agris | 3.10.2025 | ||
| 3 | Countdown LED muss immer schneller blinken und nach 40 Sekunden mit der Anfangsblinkgeschwindigkeit wieder beginnen | Sichtkontrolle auf dem Breadboard | 1 | Jonas von Döllen | 3.10.2025 | ||
| 4 | LED Matrix muss die Zahlen für das nächste Schloss in Form einer Segmentanzeige nacheinander anzeigen können | Sichtkontrolle auf der Matrix | 1 | Jonas von Döllen | 3.10.2025 | ||
| 5 | Die vier Spielfelder-LEDs müssen auf dem Bildschrim angezeigt werden | Sichtkontrolle auf der Matrix | 1 | Julius von Agris | 3.10.2025 | ||
| 6 | Bewegungs-LED muss mit den Tastern auf der Matrix bewegbar sein | Sichtkontrolle auf der Matrix | 1 | Julius von Agris | 3.10.2025 | ||
| 7 | Unzulässige Bewegungen von der Wegkarte müssen das Spiel neu starten und das Feld soll rot aufleuchten | Sichtkontrolle auf der Matrix und der Countdown-LED | 1 | Julius von Agris | 3.10.2025 | ||
| 9 | Bei Erreichen des Ziel-Lichtpunktes müssen die Zahlen auf der LED Matrix ausgegeben werden | Sichtkontrolle auf der Matrix | 1 | Jonas von Döllen | 3.10.2025 |
Technischer Systementwurf
Der Arduino diese Schaltung wird mit 4 1,5V AA Batterien versorgt. Die LED-Matrix wird mit den 5V des Arduinos versorgt. Zwei weitern Leitungen für das Bussystem führen in die Eingänge 0 und 1 des Arduinos. Des Weiteren wurden vier Taster auf dem Breadbord aufgebaut. Diese senden jeweils über eine Diode ein Signal zum Interruptpin des Arduinos. Dadurch wird getriggert, dass die digitalen Eingänge am Arduino ausgelesen werden und der Arduino den jeweiligen Taster identifiziert. Vom Ground-Potential der Taster führt jeweils eine grüne Leitung in den Arduino. Dies sind die Anschlüsse 3, 4, 5 und 6 des Arduinos. Auf dem Ground-Potential ist bei jedem Taster noch ein Widerstand verbaut, welcher dafür sorgt, dass der Arduino zwischen dem High-Signal und dem Low-Signal unterschieden werden kann. Zu Letzt ist noch eine LED verbaut, welche später die Zeit des Anwenders zum lösen des Rätsels anzeigt. Vor der Diode ist noch ein Widerstand verbaut, welcher den Strom durch die Diode begrenzt und so die Diode schützt.
Funktionaler Systementwurf
Materialliste
| Nr. | Anz. | Preis | Beschreibung | Link |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 1 | 19,90 € | Arduino UNO R3 | https://www.reichelt.de/arduino-uno-rev-3-smd-variante-atmega328-usb-arduino-uno-p119045.html?&trstct=pos_0&nbc=1 |
| 2 | 1 | 12,99 € | WS2812B RGB LED Digital Individually Addressable Panel Light LED Module Matrix Screen DC5V Controllers Image Video Text Display (2pcs 8x8 Pixels) | https://www.amazon.com/dp/B0CY2MPGJW?ref=cm_sw_r_cso_em_apin_dp_AETM4KNBVY9PRZZQVTB1&ref_=cm_sw_r_cso_em_apin_dp_AETM4KNBVY9PRZZQVTB1&social_share=cm_sw_r_cso_em_apin_dp_AETM4KNBVY9PRZZQVTB1&th=1 |
| 3 | 1 | 0,26 € | LED, 10 mm, THT, rot, Diffus, 900 mcd, 30° | https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/led_10_mm_tht_rot_diffus_900_mcd_30_-374183?search=LED%2520THT& |
| 4 | 10 | 2,40 € | Blechschrauben, PAN Head, PZD, 2,9 x 6,5 mm | https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/blechschrauben_pan_head_pzd_2_9_x_6_5_mm_100_stueck-65858 |
| 5 | 1 | 3,99 € | Experimentier-Steckboard, 830 Kontakte | https://www.reichelt.de/de/de/shop/produkt/experimentier-steckboard_830_kontakte-282600 |
| 6 | 4 | 4,33 € | Drucktaster, Chrom - 3V/5V, LED beleuchtet | https://funduinoshop.com/bauelemente/taster-und-schalter/taster/drucktaster-chrom-3v/5v-led-beleuchtet?number=F23108566 |
| 7 | 1 | 3,90 € | Netzteil für Mikrocontroller 9V 1A | https://funduinoshop.com/werkstatt/stromversorgung/netzteile/netzteil-fuer-mikrocontroller-9v-1a |
| 8 | 1 | Buch Coverter ? | ||
| 9 | 1 | - | 3D-Druck Gehäuse | Das Gehäuse wird per 3D-Druck angefertigt (CAD-Datei wird später nachgereicht) |
| 10 | 4 | - | 10kohm Widerstände | Wird von der Hochschule bereitgestellt |
| 11 | 1 | - | 220ohm Widerstand für die Countdown-LED | Wird von der Hochschule bereitgestellt |
| 12 | div. | - | Leitungen | Wird von der Hochschule bereitgestellt |
| 13 | 4 | - | Dioden | Wird von der Hochschule bereitgestellt |
| 14 | div. | - | Lötzinn | Wird von der Hochschule bereitgestellt |
Werkzeugliste
| Nr. | Beschreibung |
|---|---|
| 1 | Lötkolben |
| 2 | Abisolierzange |
| 3 | Kreuzschlitz-Schraubendreher |
| 4 | Schraubenschlüssel |
Komponentenspezifikation
Umsetzung (HW/SW)
Komponententest
Ergebnis
Zusammenfassung
Lessons Learned
Projektunterlagen
Projektplan
Projektdurchführung
YouTube Video
Weblinks
[1] https://www.bombmanual.com/web/index.html (Seite 15)
Literatur
→ zurück zur Übersicht: WS 25/26: Escape Game