JSS2 Smart House Security Lab
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JSS2 Smart House Security Lab

ROBOTIK-SICHERHEITSMISSION 002

Zwei-Zonen-Smart-House-Lab

SIMULATIONSMODUS

MISSIONSBRIEFING · JSS2 ROBOTIK

Kann ein Haus unterschiedliche Warnungen ausgeben, je nachdem, wie nah jemand ist?

Heute rüsten wir unser Smart House zu einem Zwei-Zonen-Sicherheitssystem auf.

ERKENNENWARNUNGSCHÜTZEN
KI-KONZEPTBILD
150cm
002FELD BAU

01 · DAS ERLEBNIS

Erleben Sie die drei Zustände

Bewegen Sie den simulierten Besucher. Dieses Dashboard dient der Illustration – es ist keine Live-Arduino-Verbindung.

150 cm

SIMULIERTER MESSWERT

SICHERHEITS-DASHBOARDNORMAL
150cm

Monitoring · system ready

NORMALÜber 100 cm · LED aus · lautlos
WARNUNG50–100 cm · LED blinkt · lautlos
GEFAHRUnter 50 cm · LED an · ein Piepton

Über 100 cm setzt die nächste Annäherung zurück.

02 · ENGINEERING-UPGRADE

Was macht diese Version fortschrittlicher?

Ingenieure verbessern Projekte, indem sie intelligentere Entscheidungen hinzufügen.

JSS1

Ein einfacher Schwellenwert

  • Ein Erkennungsabstand
  • LED an oder aus
  • Ein Besucher-Alarm
ERKANNT
JSS2

Zonen-Entscheidungen

  • Zwei Distanzschwellenwerte
  • Drei Betriebszustände
  • Blinkende Warnung + dauerhaftes Gefahrensignal
  • Speichervariable verhindert wiederholte Pieptöne
  • Automatischer Reset, wenn sich der Besucher entfernt
50 cm100 cm

03 · DAS SET

Lerne die Komponenten kennen

Jedes Teil hat eine klare Aufgabe im Sicherheitssystem.

UNO

Arduino Uno

Der Controller, der die Entscheidungen trifft.

)))

HC-SR04 Sensor

Misst die Entfernung mithilfe eines Echos.

LED

Zeigt Warnungen und Gefahren visuell an.

◖

Summer

Erzeugt den kurzen Gefahren-Piepton.

Breadboard

Ermöglicht den Aufbau ohne Löten.

╱╲

Jumper-Kabel

Leiten Strom und Signale.

—▥—

220–330 Ω Widerstand

Schützt die LED vor zu viel Strom.

⌂

Kartonhaus

Das physische Projektgehäuse.

04 · ZUERST PLANEN

Der Sicherheitsplan

Der Sensor muss nach außen zeigen und darf nicht verdeckt sein.

EINGANGSENSORHALTERUNGLEDSUMMERELEKTRONIKFACH
Sensor zeigt zum Besucher
LED ist in der Nähe der Tür sichtbar
Summer bleibt zugänglich
Lasse eine Zugangsklappe für die Platine

05 · BAUEN

Das physische Haus bauen

Mache die Struktur stabil, bevor du die Elektronik hinzufügst.

010203
  1. 01Karton ausmessen und markieren.
  2. 02Wände und die Türöffnung ausschneiden.
  3. 03Wände verbinden und das Dach befestigen.
  4. 04Das Haus auf einer stabilen Basis fixieren.
  5. 05Lasse einen Zugang für die Elektronik.
SICHERHEIT ZUERSTVerwende Scheren oder ein Bastelmesser vorsichtig und unter Aufsicht von Erwachsenen.

06 · SENSORVERKABELUNG

Ultraschallsensor anschließen

Der HC-SR04 schätzt die Entfernung durch die Messung eines Ultraschall-Echos.

HC-SR04
SENSOR-PINARDUINO UNO
VCC5V
GNDGND
TRIGD9
ECHOD10

Entfernungsideetime × 0.0343 ÷ 2

07 · VISUELLES SIGNAL

LED anschließen

Ein Licht, drei aussagekräftige Verhaltensweisen.

AUS> 100 cmBLINKEN50–100 cmDAUERLICHT< 50 cm
D13→220–330 Ω→LED langer Pin
LED kurzer Pin→GND

Der Widerstand begrenzt den Strom, damit die LED geschützt bleibt.

08 · TONSIGNAL

Summer anschließen

Ein kurzer Ton markiert den Moment, in dem die Gefahr beginnt.

Buzzer +→D8
Buzzer −→GND
Frequenz1000 HzDauer300 ms

Es piepst einmal, wenn das Objekt zum ersten Mal unter 50 cm eintritt – nicht kontinuierlich.

09 · INTEGRATIONSPRÜFUNG

Prüfen Sie den vollständigen Stromkreis

Verfolgen Sie jede Strom-, Signal- und gemeinsame Masseverbindung.

ARDUINO
UNO
HC-SR04
+
SENSORSTROMTRIG D9 · ECHO D10LED D13 + RESISTORBUZZER D8SHARED GND

Verbindungs-Checkliste

Trennen Sie die USB-Stromversorgung, bevor Sie Kabel ändern.

10 · PICTOBLOX LAB

Betreten Sie das PictoBlox-Lab

PictoBlox-Visual-Blocks sind unsere primäre Programmiermethode.

PICTOBLOX · STAGE MODE
⚑SCHNITTSTELLEN-ILLUSTRATION
  1. 01Öffnen Sie PictoBlox und wählen Sie Block-Codierung.
  2. 02Wählen Sie Arduino Uno.
  3. 03Verbinden Sie den korrekten COM-Port.
  4. 04Wählen Sie den Stage-Modus.
  5. 05Laden Sie die Firmware hoch, falls Sie dazu aufgefordert werden; lassen Sie USB verbunden.
EHRLICHE ENGINEERING-NOTIZDie Bezeichnungen der Benutzeroberfläche variieren je nach Version. Nutzen Sie die beabsichtigte Funktion und wechseln Sie zum Backup-Programm, falls ein erforderlicher Block nicht verfügbar ist.

11 · BLOCK-WERKZEUGKASTEN

Entdecken Sie die Programmierblöcke

Suchen Sie zuerst nach der Funktion; die genauen Bezeichnungen können je nach PictoBlox-Version variieren.

EREIGNISSE
when green flag clicked
STEUERUNG
forever
if · then · else
wait 0.2 seconds
OPERATOREN
distance > 100
distance ≥ 50
visitorAlerted = 0
VARIABLEN
set visitorAlerted to 0
set visitorAlerted to 1
ARDUINO UNO ERWEITERUNG
ultrasonic distance · TRIG 9 · ECHO 10
digital pin · HIGH / LOW
play tone on pin 8 · if available

12 · SPEICHERVARIABLE

Variable visitorAlerted erstellen

Dieser kleine Speicher verhindert einen nervigen wiederholten Piepton.

visitor
Alerted
0
0

Diese Annäherung hat den Gefahren-Piepton noch nicht ausgelöst.

1

Der Gefahren-Piepton ist in diesem Annäherungszyklus bereits erfolgt.

↻

Wenn sich der Besucher über 100 cm entfernt, auf 0 zurücksetzen für die nächste Annäherung.

13 · LOGIK ERSTELLEN

Die Zwei-Zonen-PictoBlox-Logik erstellen

Setzen Sie die gewünschte Logik mit den in Ihrer installierten Erweiterung verfügbaren Blöcken zusammen.

when green flag clicked
set [visitorAlerted] to [0]
set digital pin [13] to [LOW]
forever
read ultrasonic distance · TRIG 9 · ECHO 10
if distance > 100 then
LED LOW · visitorAlerted = 0
else if distance ≥ 50 then
LED HIGH → wait 0.2 → LOW → wait 0.2
else
LED HIGH
if visitorAlerted = 0
set visitorAlerted to 1 · play 1000 Hz for 0.3 s
wait 0.05 seconds

14 · ENTSCHEIDUNGSPLAN

Sicherheits-Flussdiagramm visualisieren

Die Schleife liest, entscheidet, signalisiert und wiederholt.

START
↓
DISTANZ LESEN
↓
DISTANZ > 100 CM?
YESLED AUS · Reset
NO50 cm prüfen
≥ 50 CMLED BLINKEN · kein Piepton
< 50 CMLED AN · piepsen, wenn 0
↻
WIEDERHOLEN

15 · FELDTEST

Die drei Zonen testen

Verwenden Sie ein Lineal oder ein Maßband am echten Haus. Diese Messwerte sind hier simuliert.

150100500
150 cm
TEST A · 150 cmLED AUS · Summer stumm · NORMAL
TEST B · 75 cmLED blinkt · Summer stumm · WARNUNG
TEST C · 30 cmLED leuchtet dauerhaft · ein kurzer Piepton · GEFAHR

Bewegen Sie sich zurück über 100 cm, dann nähern Sie sich erneut: ein neuer Alarm ist zulässig.

16 · PLAN B

Blöcke fehlen? Ingenieure haben immer einen Plan B!

Dies ist ein Arduino C++ Backup-Code – kein Code, der in die visuelle Block-Oberfläche eingefügt werden soll.

smart_house_security.ino
const int trigPin = 9;
const int echoPin = 10;
const int ledPin = 13;
const int buzzerPin = 8;

bool visitorAlerted = false;

void setup() {
  pinMode(trigPin, OUTPUT);
  pinMode(echoPin, INPUT);
  pinMode(ledPin, OUTPUT);
  pinMode(buzzerPin, OUTPUT);
  digitalWrite(ledPin, LOW);
}

void loop() {
  long duration;
  float distance;

  digitalWrite(trigPin, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);

  duration = pulseIn(echoPin, HIGH, 30000);

  if (duration == 0) {
    digitalWrite(ledPin, LOW);
    noTone(buzzerPin);
    visitorAlerted = false;
    delay(100);
    return;
  }

  distance = duration * 0.0343 / 2;

  if (distance > 100) {
    digitalWrite(ledPin, LOW);
    noTone(buzzerPin);
    visitorAlerted = false;
  } else if (distance >= 50) {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
    delay(200);
    digitalWrite(ledPin, LOW);
    delay(200);
  } else {
    digitalWrite(ledPin, HIGH);
    if (!visitorAlerted) {
      tone(buzzerPin, 1000, 300);
      visitorAlerted = true;
    }
  }

  delay(50);
}
pulseIn liest den Echo-Impuls aus.Die Formel schätzt die Zentimeter.visitorAlerted verhindert wiederholte Pieptöne.Verwenden Sie die Arduino IDE oder einen anderen kompatiblen Arduino-Workflow, um ihn hochzuladen.

17 · DEBUG-DECK

Fehlersuche im Sicherheitssystem

Gute Ingenieure ändern eine Sache, testen und beobachten das Ergebnis.

?

Sensorblock nicht verfügbar

Bestätigen Sie Arduino Uno, die erforderliche Erweiterung und die Unterstützung des Stage-Modus.

♪

Summer piepst nicht

Überprüfen Sie D8, GND, Polarität, den Tone-Block oder verwenden Sie den Backup-Code.

●

LED blinkt nicht

Überprüfen Sie D13, den Widerstand, die LED-Polarität und die Warnbedingung.

↻

System piepst wiederholt

Setzen Sie visitorAlerted nach dem Piepton auf 1; zurücksetzen nur über 100 cm.

⟳

System setzt sich nicht zurück

Überprüfen Sie die Messwerte und die Bedingung „größer als 100 cm“.

≈

Messwerte sind inkonsistent

Überprüfen Sie lose Kabel, die Sensorrichtung, die Stromversorgung und Hindernisse.

18 · MISSIONSBERICHT

Mission abgeschlossen!

Du hast ein intelligenteres Haus gebaut.

KI-KONZEPTBILD
NORMALblaue Überwachung
WARNUNGbernsteinfarbenes Blinken
GEFAHRroter Alarm
  • Physisches Haus gebaut
  • Sensor, LED und Summer angeschlossen
  • PictoBlox-Logik zusammengesetzt
  • Drei Zustände getestet
  • Backup-Arduino-Code bereit
ERKENNEN→WARNUNG→ALARM→RESET

Erkläre, warum zwei Distanzschwellenwerte dieses System fortschrittlicher machen als die JSS1-Version.

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