| Gruppenmitglieder | Martrikelnummer |
|
Oliver Wolfertz |
|
|
Bruno Bühler |
|
|
Nino Schneyer |
¶ Projektüberblick
- Titel: Geisterjagd – Fang die Spuks!
- Format: Escape‑Room‑Mini‑Spiel, 8–12 Minuten pro Gruppe, 2–5 Personen
- Kernmechanik: Spielende bewegen sich mit einem „Protonensauger“ (alter Staubsaugerkopf als Controller‑Prop) durch den Raum und „fangen“ mehrere Geister. Jeder gefangene Geist offenbart einen Teil eines Codes. Vollständiger Code = Finale.
- Zielgruppe: Kinder, Studierende ohne Technik‑Vorkenntnisse
- USP: Haptischer „Sauger“-Prop mit klaren Audio‑und LED-Hinweisen
¶ Wochenplan
Woche 1 (vom 30.10)
| Ausarbeitung der Spielidee | Done |
| Recherchieren Trackingtechniken | Done |
| Bestellung UWB Module | Done |
| Test mit Bluetooth Tracking | Done |
Woche 2 (vom 07.11)
| Ausarbeitung des Konzepts | Done |
| Design des Ghost Hunters | Done |
|
Beschaffung der restlichen Materialien (Oled Display, Lautsprecher) |
Done |
| Modellierung in Blender | Done |
| erster 3D Druck | Done |
| Erstellung eines Schaltplans | Done |
| Erstellung Simulationsspiels | Done |
Woche 3 (vom 13.11)
| Sounddesign/Lautsprecher Tests | Done |
| Entwicklung der Spielmechanik in C++ | Done |
| Überarbeitung des Designs | Done |
| Fertigstellung des Ghost Hunters | Done |
| LED-Stripe Tests | Done |
| Display Tests | Done |
| Griff Designen | Done |
| Vibrationsmotor im Griff einbringen | Done |
Woche 4 (vom 20.11)
| UWB Module Game | Done |
| Test UWB Tracking | Done |
| Code anpassen zusammenführen das finale Setup |
Woche 5 (vom 27.11)
| Troubleshooting und überarbeiten | |
| Fertigstellung des Ghost Hunters | |
| Codeschnipsel in ein Projekt bringen | |
| Hardware zusammenbringen |
¶ 3D Design
Der Ghost Hoover wird in Blender konzipiert und 3D gedruckt.
Funktional:
- Griff: Ø 35–40 mm, gummiert (Anti-Rutsch)
- Gewicht: <700 g (inkl. Elektronik/Akku)
- Volumen: Innerer Hohlraum mind. 150 cm³ (für ESP32, Akku, Speaker)
- Zugänglichkeit: Wartungsklappe für USB-C-Port
Ästhetisch:
- Retro-Staubsauger-Optik (1950er Jahre)
- Sichtbare „Tech-Innereien" (transparente Panels mit LED-Beleuchtung)
- Kabeloptik (fake Spiralkabel als Deko)
¶ Technisches Design
Geisterjagd nutzt UWB-Technologie (Ultra-Wideband), um präzise Indoor-Positionierung ohne optische Systeme (Kameras, Laser) zu realisieren. Der Fokus liegt auf:
- Accessibility: Keine Headsets, einfache Bedienung
- Social Play: Teamwork, gemeinsames Erleben
- Tangible Interaction: Physisches Prop als zentrales Interface
UWB-Charakteristika:
- Frequenzbereich: 3,1–10,6 GHz (lizenzfrei)
- Pulsdauer: <2 ns → hohe Zeitauflösung
- Two-Way Ranging (TWR): Laufzeitmessung zwischen Anker und Tag
- Genauigkeit: 10–30 cm (ideal), 30–50 cm (real mit Multipath)
Vorteile vs. Alternativen:
| Technologie | Genauigkeit | Latenz | Kosten | Multipath-Resistenz |
|---|---|---|---|---|
| UWB | 10–30 cm | 50–150 ms | Mittel | Hoch |
| Bluetooth LE | 1–5 m | 100–500 ms | Niedrig | Niedrig |
| Optisches Tracking (IR) | 1–10 cm | 10–50 ms | Hoch | Mittel |
| WiFi RTT | 1–3 m | 200–1000 ms | Niedrig | Niedrig |
Entscheidung: UWB bietet beste Balance aus Genauigkeit, Robustheit und Kosten für Indoor-Szenarien.
¶
¶ Komponenten-Übersicht
.png)
- UWB-Tag BU03 → Position tracking
- ESP32 → Lokale Steuerung
- Speaker 3W → Audio-Feedback
- LED-Ring 12× WS2812B → Capture-Anzeige
- Battery → Stromversorgung
- Trigger Button → Geister fangen
- Screen (Oled 1,3 Zoll) → Geister Status
¶ Schaltplan V01
- UWB-Anker brauchen eigene Stromversorgung (z.B. Powerbaks)
- Speaker brauchen ein Soundmodul, dass mind. 5V benötigt
- Alle Bauteile werden direkt an den ESP32 geschlossen
- Später soll noch ein Vibrationsmotor hinzukommen
¶ Spiellogik
¶ Überblick
- Das Spiel läuft in 6 klar definierten Phasen.
- Der Hauptzustand der Game-Logik wird über ein
GameState/GamePhase-Enum verwaltet. - Die UWB-Module, LEDs, der Vibrationsmotor, das Display und das Audio werden über eigene Module/Funktionen angesteuert.
- Im
main.cppsoll später nur noch der übersichtliche Phasenablauf sichtbar sein. Die konkrete Hardware-/Audio-Logik steckt in ausgelagerten Modulen.
¶ Phasenübersicht
- Phase 1 – Leerlauf (
Idle) - Phase 2 – Spielbeginn / Intro (
Intro) - Phase 3 – Suchen (
Search) - Phase 4 – Finden & Einsaugen (
Capture) - Phase 5 – Punkte sammeln (
Reward) - Phase 6 – Ziel erreicht (
Win)
Dazu kommt ein zweiter Reset-Button, der das Spiel jederzeit zurück in Phase 1 setzt.
¶ Phase 1 – Leerlauf (Idle)
Ziel: Gerät ist "bereit", aber noch nicht im Spiel.
Verhalten:
- Audio:
- Kein Sound / Audio-Engine im Idle.
- Vibration:
- Motor aus.
- LEDs:
- LEDs rotieren / laufen langsam (ruhiges Idle-Pattern).
- UWB:
- UWB-Module berechnen nichts, keine Distanzmessung, keine Geister.
- Display:
- Optional: Bereitschaftsanzeige (z. B. "Drücke Saug-Button, um zu starten").
Übergang nach Phase 2:
- Wenn der Saug-Button (Capture-Button) einmal gedrückt wird → Wechsel zu Phase 2 – Spielbeginn.
Zusätzlicher Reset-Button:
- Ein separater Reset-Button (z. B. langes Drücken) kann jederzeit gedrückt werden.
- Wird er (lang genug) gedrückt, wird sofort:
- Spielzustand zurückgesetzt.
- Alle Geister gelöscht / neu initialisiert.
- LEDs, UWB, Audio, Display zurück in Idle-Komfortzustand gesetzt.
- Phase wird auf Phase 1 – Idle gesetzt.
¶ Phase 2 – Spielbeginn / Intro (Intro)
Ziel: Spieler:innen bekommen eine kurze Einführung ins Spiel.
Verhalten:
- Audio:
- Eine Einführungs- bzw. Erklärstimme wird abgespielt.
- Display:
- Zeigt eine kurze Erklärung des Spiels (z. B. "Bewege dich durch den Raum und finde die Geister" / Symbolik der LEDs usw.).
- LEDs:
- LEDs leuchten auf (z. B. alle kurz an, dann Muster).
- Vibration:
- Ein kurzer Stoß des Vibrationsmotors als Startfeedback.
- UWB:
- UWB-Module initialisieren die Geister im Raum.
- Erzeugen von Ghost-Instanzen / Setzen ihrer Positionen.
- UWB-Module initialisieren die Geister im Raum.
Übergang nach Phase 3:
- Wenn Intro fertig (Audio + evtl. Timer oder Buttonbestätigung) → Wechsel zu Phase 3 – Suchen.
¶ Phase 3 – Suchen (Search)
Ziel: Spieler:in sucht nach dem nächsten Geist.
In dieser Phase wird kontinuierlich die Distanz zum nächsten, noch nicht gefangenen Geist berechnet und in 256 Stufen gemappt.
Eingangswerte:
- UWB-Module liefern Distanz zum nächsten Geist.
- Distanz wird auf 0–255 quantisiert (256 Abstufungen).
Verhalten:
- UWB:
- Kontinuierliche Distanzmessung zum nächsten Geist.
- Distanz → Wert
0..255.
- LEDs:
- Blinkrate / -muster hängt von der Distanz ab:
- Weit weg → langsam blinkend.
- Nahe dran → schneller blinkend.
- Blinkrate / -muster hängt von der Distanz ab:
- Audio:
- Ein Ambient-Sound läuft.
- Lautstärke hängt von der Distanz ab:
- Weit weg → leiser.
- Nahe dran → lauter.
- Vibration:
- Optional in dieser Phase aus oder nur leicht moduliert (kann später verfeinert werden).
Interaktion (Saug-Button in Phase 3):
- Wenn in dieser Phase auf den Fangen-/Saug-Button gedrückt wird (aber noch nicht nah genug für Phase 4):
- Es wird kein Geist gefangen.
- Ein
sauger_fail-Sound wird abgespielt. - Der Motor vibriert unregelmäßig ("Fehlversuch").
- Die Phase bleibt weiterhin Phase 3 – Suchen.
Übergang nach Phase 4:
- Wenn UWB meldet, dass der Spieler nah genug am nächsten Geist ist (unter definierter Capture-Distanz), wechselt das Spiel zu Phase 4 – Finden & Einsaugen.
¶ Phase 4 – Finden & Einsaugen (Capture)
Ziel: Spieler:in ist jetzt nah genug an einem Geist und kann ihn gezielt fangen.
Bedingung für Phase 4:
- Spieler:in befindet sich innerhalb des Capture-Radius des nächsten Geists.
Verhalten:
- UWB:
- Weiterhin präzise Distanz zum aktuellen Zielgeist.
- LEDs:
- LEDs blinken schnell (z. B. starkes, aufgeregtes Muster), um anzuzeigen: "Du bist nah dran".
- Audio:
- Der individuelle Geist-Sound dieses Geists wird abgespielt.
- Optional lauter / präsenter als im Suchmodus.
- Display:
- Zeigt an, dass der Geist fangbereit ist.
- Status: "Einsaugen möglich" o. ä.
- Vibration:
- Optional leichtes Dauer-Vibrieren oder Pulsieren.
Interaktion – Geist einsaugen:
- Wenn in dieser Phase auf den Saug-Button gedrückt wird:
- Status für Einsaugen wird aktiv.
- Ein Einsaugvorgang beginnt:
- Auf dem Display wird eine kleine Einsaug-Animation bzw. ein Fortschrittsbalken angezeigt.
- Ein Timer startet (z. B.
3 Sekunden).
Erfolgsbedingung:
- Bleibt die Spieler:in 3 Sekunden lang nah genug (unterhalb der Capture-Distanz) bei diesem Geist:
- Der Geist wird als gefangen markiert.
- Wechsel zu Phase 5 – Punkte sammeln.
Abbruchbedingung:
- Wenn die Spieler:in während des Einsaugvorgangs zu weit weg vom Geist geht (Distanz über Capture-Radius):
- Einsaugvorgang wird abgebrochen.
- Ein
sauger_aus-Sound wird abgespielt. - LEDs / Vibration kehren zu Phase 3 – Suchen zurück.
- Phase springt zurück zu Phase 3 – Suchen.
¶ Phase 5 – Punkte sammeln (Reward)
Ziel: Erfolgreiche Rückmeldung, Fortschritt visualisieren, zum nächsten Geist übergehen.
Verhalten bei erfolgreichem Fang:
- Audio:
- Ein Belohnungssound wird abgespielt (Reward-Jingle).
- Display:
- Zeigt an, dass ein Geist gefangen wurde (z. B. Geist-Icon + Zähler).
- LEDs (hinten):
- Es gibt 6 LEDs für die 6 Geister.
- Nach dem Fang des
n-ten Geists wird dien-te LED aktiviert (z. B. dauerhaft leuchtend oder spezielles Muster).
- Vibration:
- Deutliches, kurzes Belohnungs-Vibrieren.
- Geister-Count:
- Der Zähler für gefangene Geister wird um +1 erhöht.
Übergang:
Nach kurzer Anzeigezeit in Phase 5 springt das Spiel automatisch zurück zu Phase 3 – Suchen,
solange noch nicht alle 6 Geister gefangen wurden.
¶ Phase 6 – Ziel erreicht (Win)
Bedingung:
- Es wurden 6 Geister gefangen.
Verhalten:
- Audio:
- Es wird ein Winning-Sound / Finale-Jingle abgespielt.
- Display:
- Zeigt alle 6 Geister bzw. eine geeignete Gewinnansicht.
- LEDs:
- LEDs blinken wild / Party-Modus.
- Vibration:
- Stärkere, aber zeitlich begrenzte Vibration als Gewinnfeedback.
- UWB:
- UWB-Module berechnen keine Distanzen mehr, sämtliche Ghost-Tracking-Logik ist gestoppt.
Verlassen von Phase 6:
- Das Spiel bleibt im Gewinnzustand, bis der Reset-Button gedrückt und lang genug gehalten wird.
- Dann vollständiger Reset und zurück zu Phase 1 – Leerlauf.
¶ Globale Steuerung: Reset-Button
- Der Reset-Button kann in jeder Phase genutzt werden.
- Bei (langem) Drücken:
- Setzt alle internen Zustände zurück (Geister, Zähler, laufende Timings, Audio-Zustände, LED-Zustände, UWB-Zustände, Display).
- Springt in Phase 1 – Leerlauf.
¶ Simulationsspiel
¶ Kosten