WLAN-Quizbuzzer-System – Anfänger sucht Unterstützung / Codeideen

Hallo und willkommen hier im Forum.

K.A. welche Hard-/Soft Skills Du hast, was Du dir an Hilfe aus dem Forum erhoffst bzw. wieviel Zeit Du für dein Projekt eingeplant hast.
I.d.R. wird hier gerne Unterstützung bei konkreten Fragen zu einem speziellen Thema gegeben, aber kaum einer aus dem Forum wird dir dein Projekt "fertig" entwickeln. Vielleicht täuscht mich mein erster Eindruck wenn ich lese, was du bereits in Erfahrung gebracht hast zu dem, was das Ergebnis sein soll, ggf. wäre es sinnvoller dein Projekt in kleinere Teilprojekte aufzuteilen und dann bei auftretenden Problemen gezielt zu fragen. Ich würde den Fokus als erstes auf den RPi richten und die w-LAN Taster erst einmal zurückstellen und ggf. auf ein Verbindung der Taster via Kabel zurückgreifen. Für nur eine Veranstaltung ist der Aufwand nicht ganz trivial.

Ich würde genau andersrum vorgehen. Erst mal schauen, dass man die Buzzer vernünftig zum Laufen bekommt.

Der Rest ist Prosa. Ein einfaches "Wer zuerst drückt, gewinnt"-Spiel ist leicht programmiert. Alles anderes wächst dann langsam dazu.

Ich hätte Bedenken bei WLAN. Entweder musst du den Pi als Accesspoint betreiben oder einen zusätzlichen Router mitnehmen oder alle Geräte in ein bestehendes WLAN einbinden. Je nach Situation kann das mehr oder minder Probleme machen. Ich würde mich auf die Latenzen im WLAN nicht unbedingt verlassen. Zumindest solltest du das ggf. als erstes ausgiebig testen.

Meine Wahl wäre eher ESP-Now. Läuft zwar im gleichen Frequenzbereich wie WLAN, ist aber ein schlankeres und schnelleres Protokoll und vor allem benötigt es weniger Strom. Jeder Buzzer bekommt einen ESP32 und als Vermittler dient ebenfalls ein ESP32. Der kann dann zumindest recht schnell und sicher erkennen, welcher Buzzer wann gedrückt wurde. Und um viel mehr geht es ja kaum. Diesen Vermittler würde ich per Kabel mit dem Pi verbinden (I2C, SPI, seriell, ...)

Ich nehme an, die Buzzer haben eine Tastenfunktiion (ja, ohne würds keinen Sinn machen), eine Beleuchtung und womöglich noch einen Soundeffekt.
Vermutlich macht es Sinn, wenn der Vermittler-ESP auch die Beleuchtung der Buzzer steuert. Dann wäre die Software auf den Buzzern sehr schlank.
- Senden eines Signals bei Tastendruck
- Empfang von Befehlen für Licht an, Licht aus (evtl. verschiedene Farben / RGB, blinken oder ähnliches).
- Empfang von Befehlen für Sound an, Sound aus (aufwändig, schlechte Tonqualität, Batteriehungrig - würd ich vermeiden - siehe unten)
- Evtl. eine Batteriespannungsmessung für ein Signal, wenn die Batterie zur Neige geht.
- Die Heartbeat-Reconnect-Anforderung verstehe ich nicht wirklich. Aber wenn es dir ein Anliegen ist, kann sich auch jeder Buzzer alle paar Sekunden melden und die Software schlägt Alarm, wenn einer tot ist. Bei ESP-NOW gibts übrigens kein "connect" im Sinne einer Anmelding wie im WLAN. Der ESP hat einen Watchdog-Timer. Sollte sich das Programm aufhängen, kann er automatisch neu starten.

Der Vermittler gibt Befehle vom Pi an die Buzzer und gibt umgekehrt die Tastendrücke der Buzzer einfach an den Pi weiter. Am besten mit einer Zeitinformation ( millis() ), damit man feststellen kann, wer genau wann gedrückt hat.

Du hast sicher schon irgendwelche Buzzer im Auge oder womöglich schon beschafft. 12 V ist ziemlich unpraktisch (wenn du keine Autobatterie einbauen willst ;-). Klar kann man was finden, aber ich würde da entweder Lithium-Akkus (7,4 V - oder 2 x 3,7 V Standardgrößen) oder Lithium-Batterien (2 x LS14500 - 7,2 V) nehmen. Das Ganze wird ja nicht monatelang im Dauerbetrieb genutzt, sondern eher mal gelegentlich ein paar Stunden. Da wird sich der Aufwand mit Akkus, Ladeelektronik usw. womöglich kaum lohnen. LS14500 haben eine gute Kapazität, halten die Spannung lange stabil und haben kaum Selbstentladung. Wenn Akkus, dann besser Standardzellen und Batteriehalter statt eingebauter Akkus mit Ladeschaltung und USB-Stecker oder sowas. Sonst kannst du dich drauf verlassen, dass die Akkus immer dann leer sind, wenn du das Ding brauchst.
Die Batteriespannung kannst du mit einem Stepdown auf 5 V bringen. Ein bisschen Elektronikkenntnisse wirst du brauchen, wenn du LEDs (insbesondere RGB-LEDs - WS2812 oder sowas) an den ESP anschließen willst. Ich hab mal so ähnliche wie diese hier [Anzeige] benutzt - mit eingebauten LEDs (und Soundmodul). Sowas könnte man umbauen. Den Sound machst du aber besser zentral mit dem Pi für alle gut hörbar über Bluetooth-Boxen. Piezos in den Buzzern sind eher ein Krampf - bestenfalls als Feedbackan den Spieler geeignet, damit er sofort hört, dass er den Zuschlag hat - aber auch das würde ich mir ersparen.

An einen (neueren) Pi könntest du auch zwei Bildschirme anschließen - einen für die Spielsteuerung und einen für die Anzeige von Spielständen, Bildrätseln oder was auch immer. (Allerdings hab ich keine Ahnung, wie man mit Software zwei Bildschirme steuert... Vielleicht weiß da jemand anders was.)

Für die Software bietet sich Python an. Es gibt viele Bibliotheken, die dich bei den Spiele-Funktionen unterstützen können. Alles Weitere ist reine Fleißarbeit.

Wenn es wirklich nur um eine Veranstaltung geht und deine Vorkenntnisse so gering sind, wie es deine Anfrage vermuten lässt, steht allerdings der Aufwand vermutlich in keinem Verhältnis.

Zu ESP-Now gibt es einige Vodeos auf Youtube. Deine Anforderungen sind relativ gering. Mit ein paar Tagen Tüfteln solltest du das prinzipiell hinbekommen, ein paar Daten hin und her zu schicken. Allerdings mit Umbau der Teile und allem drum und dran bist du damit sicher schon einige Tage beschäftigt.
Es gibt RGB-LEDs (WS2812) in Ringform - die würden vielleicht gut in die Buzzer passen. Und die lassen sich mit dem ESP recht problemlos ansteuern.

Die Anbindung des Verbindungs-ESP an den Pi ist prinzipiell auch kein Hexenwerk. Eine einfache serielle Verbindung ist relativ schnell aufgebaut und die Kommunikation ist ja der über ESP-Now ähnlich - die Befehle werden ja quasi nur durchgereicht. Also sollte in ein paar Tagen auch ausgetüftelt sein.

Der dickste Brocken ist die Software. Ein einfaches "Wer zuerst drückt, bekommt den Zuschlag"-Spiel wird sich in ein bis zwei Tagen irgendwie hinbasteln lassen.
Wenn du aber keine Programmiererfahrung hast, wird das schon recht schwierig. Und wenn du deine ambitionierten Ideen mit Musikgames, Bildanzeigen und vielem mehr umsetzen willst, bleibt zu hoffen, dass die Veranstaltung erst im nächsten Jahr ist. Bis das alles läuft und getestet ist, werden viele Stunden ins Land gehen...

Die Aufgabe ist recht speziell - fertige Softwarehäppchen wirst du dafür kaum finden. Bis wann willst du das denn fertig haben?

Ich fürchte, du schießt übers Ziel hinaus...

Vielleicht solltst du das Problem inhaltlich angehen, statt Gehäuse und Monitore zu kaufen - das könnte man immer noch machen, wenn erst mal alles läuft.

Wie du den riesigen Stepdown und das DevKit in einen 10-Cm-Buzzer einbauen willst, da bin ich mal gespannt.

3000 mAh bei 7,4 Volt... das sollte für mindestens 40 Stunden Spielbetrieb reichen. Ich weiß ja nicht, was du dir vorstellst, aber ich hätte das etwas kleiner dimensioniert und auch USB-Laden hätte ich wie schon gesagt, nicht empfohlen. Aber das musst du wissen.

Ich würde als erstes die Funkkommunikation zwischen Buzzern und Gateway entwickeln. Das ist meiner Meinung nach die Voraussetzung. Wenn du das nicht hinbekommst, brauchst du den Rest gar nicht erst machen. Anschließend würd ich in Python die Kommunikation zwischen Gateway und Raspi programmieren. Möglichst flexibel, also flexible Anzahl Buzzer, vielleicht automatische Anmeldung der Buzzer und sowas.
Dann erst das eigentliche Spiel.

Codebeispiele hab ich keine... Schnipsel für die ESP-NOW Datenübertragung gibts im Web genug. Die Kommunikation Gatewas/Raspi würde ich schlicht über UART machen.

Also, dann mach dich mal ans Werk. Viel Zeit bleibt dir ja nicht. Viel Erfolg!