Projekt 7: Lichtkicker
Ausgangssituation
Wir als Projektteam "Lichtkicker" wurden im Rahmen der Fachschule Mainz im Bereich Automatisierungstechnik im Lernmodul 15 'Abschlussprojekt", mit der Entwicklung eines Lichtkickers beauftragt. Die Fachschule Mainz agiert in diesem Zusammenhang als Auftraggeber. Die Interessen der Fachschule in Bezug auf die Anforderungen an das Projekt werden durch die Projektbetreuer vertreten. Wir als Projektteam 7 übernehmen die Rolle des Auftragnehmers.
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Neben der kompletten Neuentwicklung einer technischen Lösung im Bereich Unterhaltungselektronik, wird von uns als Team ebenfalls ein strukturiertes Projektmanagement gefordert, sowie die Erstellung einer durchgängigen technischen Dokumentation. Die Erstellung und Unterhaltung einer aktuellen Projekthomepage, sowie die Vorbereitung und Durchführung einer abschließenden Projektpräsentation, zählen ebenfalls zu unseren Aufgaben.
Hintergrund
Das Projekt "Lichtkicker" ist ein eigenständiges Projekt und beschreibt die Neuentwicklung einer technischen Lösung in dem Bereich der Unterhaltungselektronik. Das zu entwickelnde System ist ein an die Sportart Fußball angelehntes Spiel und stellt eine Modifizierung des klassischen Tischkickers dar. Die zentrale Idee hinter dem Projekt ist der Einsatz von Licht in Form eines Lasers als Spielmedium. Während bei klassischen Tischkicker Spielbälle durch mechanische Ablenkung von Spielfiguren ins Ziel gespielt werden, wird bei Lichtkicker das Laserlicht mit Hilfe von Spiegeln und Reflexion ins Ziel gelenkt.
Background
Project 'Table Top Light Game'
The target of the ‘Table Top Light Soccer' project is the development of a new technical solution in the field of entertainment electronics. The game is based on the sport of soccer and represents a modification of the classical table top football. The central idea behind the ‘Lichtkicker’ project is the use of light in form of a laser as the game medium. Whereas in traditional table top football a small ball is played to score a goal by mechanically operating the game figures, the light table top football features a laser light instead, which is directed to the goal with the help of movable mirrors and reflection.
Unsere Mission
Unser Ziel ist es, die Idee des Kunden technisch umzusetzen und eine Neuinterpretation des klassischen Tischkickers zu entwickeln. Die technische Lösung soll dem Anwender im Bereich der Unterhaltungselektronik ein einzigartiges Spielerlebnis mit hoher Geschwindigkeit und viel Action ermöglichen. Der gezielte Einsatz von Laserlicht, LEDs und Nebelgenerator sollen dem Produkt zu einem Eyecatcher verhelfen.
Nutzen des Anwenders
Der Hauptnutzen des Produkts in Bezug auf den Anwender, liegt in der Vermittlung eines neuen Spielerlebnisses. An dem Lichtkicker können zwei bis vier aktive Spieler ihre Geschicklichkeit in einem Lichtkicker-Duell unter Beweis stellen und gegeneinander spielen. Durch die Anlehnung der Bedienung und der Handhabung am klassischen Tischkicker und der gleichzeitigen Neuinterpretation des Spielmediums und der Spieldynamik durch den Einsatz von Lichtquellen und Spiegelreflektion, soll der Markt von bereits bestehenden Kicker-Fans gehalten und durch neue Lichtkicker-Fans ausgebaut werden. Ein weiterer Nutzen für die Anwender ist die Generierung einer gewissen Spielbalance, zwischen bereits bestehenden Fans (Profikicker) und neuen Kicker-Fans (Beginner).
Als Hauptabsatzmarkt ist der Bereich der Erlebnisgastronomie definiert. HIer kann das Produkt Gastronomen durch ein besonderes Spielerlebnis zu Alleinstellungsmerkmalen verhelfen. Aber auch im Bereich von öffentlichen Institutionen und privaten Hobbykellern ist der Einsatz dieses Systems denkbar. Hauptzielgruppe ist die bestehende Kicker-Fan-Gemeinschaft und alle Fans von Unterhaltungselektronik.
Benefits and Target Group
The Lichtkicker product is intended to provide users in the entertainment electronics sector with a unique gaming experience at high speed. The targeted use of laser light, LEDs and a fog generator will make the product an eye-catcher and customers magnet in pubs and restaurants as well as in private basements of social gaming passionates.
Funktionale Anforderungen
Der Lichtkicker wird für ein Duell von mindestens zwei bis maximal vier aktiven Spielern ausgelegt. Das Spielmedium wird mit einer Lichtquelle in Form eines Lasermoduls und einer Laserdiode realisiert. Die Lichterkennung im Ziel funktioniert mit Lichtempfindlichen Widerständen. Ansteuerung und Freigabe aller Sensoren und Aktoren und die zentrale Programmverarbeitung wird mit zwei oder drei Microcontrollern des Typs "Arduino Uno R3" umgesetzt. Die elektronische Regelung der Spiegel erfolgt mit Mini-Servoantrieben die über spezielle Treiberkarten und Pulsweitenmodulation agieren. Das gesamte System wird an die Bauform eines klassischen Kickers angelehnt und mit hochwertigen Aluprofilen ausgeführt.
Functional Requirements /Technical Details
The product is designed for a duel between two teams with two to four active players. A light source in the form of a laser diode or a laser module is implemented as the game medium. The light detection at the target goal is electronically transmitted via semiconductor components. The activation, release and evaluation of all sensors and actuators are controlled by a Microcontroller. The mirror adjustment is controlled via servomotors and an instant electronic signal. The control and drive signals will be processed with the help of two or three microcontrollers. The design is based on the existing dimensions of a table top football game. The hits achieved are evaluated electronically via a display and the light source is deflected with the help of mirrors and reflection.
Weitere Rahmenbedingungen
Der Lichtkicker wird für den Haupteinsatz in der Erlebnisgastronomie und den damit verbundenen Anforderungen an Material und Transportfähigkeit konzipiert. Schock- und Schlagresistent gegen die Im Durchschnitt zu erwartenden mechanischen Einwirkungen durch emotionale und leidenschaftliche Anwender. Spritzwasserschutz gegen die im Durchschnitt zu erwartenden Einwirkungen durch Flüssigkeiten im Bereich der Erlebnisgastronomie.
Das System wird im Zuge der Entwicklung und der Inbetriebnahme einer Gefährdungsbeurteilung unterzogen und mit entsprechenden Sicherheitsvorkehrungen in Bezug auf "Lasersicherheit", "Elektrosicherheit" und "Allgemeine Produktsicherheit" ausgestattet.
Eine Produktlebenszeit von mindestens 4 Jahren unter den üblichen Einsatzbedingungen wird erfüllt.
Die Entwicklung und Fertigstellung des Lichtkickers findet in dem Zeitraum von 09.2020 bis 01.2021 statt. Materialkosten belaufen sich auf ca. 2000,00EURO pro System. Der Lichtkicker wird für den Einsatz in der Gastronomie mit maximal 400 Jahresbetriebsstunden ausgelegt.
Safety and Legal Requirements
The 'Lichtkicker' is designed for the main use in the event gastronomy and, thus, requires specific standards regarding transportability and material resistance. The device has to be shock and impact resistant to the mechanical effects to be expected on average from emotional and passionate users. Furthermore, it needs a splash water protection as customers are expected to enjoy drinks while playing. The 'Lichtkicker' is subject to risk assessment and equipped with appropriate safety measures with regard to "laser safety", "elekctrical safety" and "general product safety".
Problemanalyse
Die Entwicklung eines Lichtkickersystems scheint grundsätzlich möglich. Bestehende Systeme wurden auf Bilder begutachtet. Allerdings ist der Antrieb der Spiegelträger bei dem bereits bestehenden System rein mechanisch umgesetzt. Bei unserer Version ist eine Ansteuerung über Servoantrieben geplant, was zu mehreren Herausforderungen führt. Beispielsweise muss eine Lösung für eine robuste mechanische Verbindung zwischen Bediengriff und Signalgeber, ähnlich wie bei einem Joystick, entwickelt werden. Sollte keine akzeptable Lösung gefunden werden, kann alternativ eine Bedienung über Taster erfolgen. Eine weitere Herausforderung stellt die richtige Auswahl der Servoantriebe für die Spiegelverstellug dar. Die wichtigsten Kriterien sind hier Drehmoment und Geschwindigkeit. Passende Servoantriebe sollen durch verschiedene Versuche ermittelt werden.
Abschließend kann man nicht sicher sein, ob das Spielerlebnis den Vorstellungen und Erwartungen entspricht. Die Umsetzung mit dem Laser als Spielmedium, stellt eine komplett anderes Handling dar. Während man beim konventionellen Tischkicker einen Ball mechanisch Richtung Tor stoßen kann, ist der Laserstrahldurchgängig auf der kompletten Lichtstrecke vorhanden. Wie sich das Spiel nach Fertigstellung spielen lässt, bleibt eine spannende Angelegenheit.
Problem analysis
The development of a light football system seems basically possible. Existing systems were examined. However, the drive for the mirror carriers in the existing systems is implemented purely mechanically. In our version, control via servo drives is intended, which leads to several challenges. For example, a solution has to be developed for a robust mechanical connection between the operating handle and the signal transmitter, similar to a joystick. If no acceptable solution can be found, it can alternatively be operated using a button. Another challenge is the correct selection of the servo drives for the mirror carriers. The most important criteria here are torque and speed. Suitable servo drives should be determined through various tests.