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
| 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.
| 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 |
Technischer Systementwurf
Komponentenspezifikation
Umsetzung (HW/SW)
Komponententest
Ergebnis
Zusammenfassung
Lessons Learned
Projektunterlagen
Projektplan
Projektdurchführung
YouTube Video
Weblinks
Literatur
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