Lot­to­zah­len mit WiFi und NTP

Lese­zeit: 6 Minu­ten
Lösung
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In einem Web­for­mu­lar kön­nen Lot­to­zah­len ermit­telt und ange­zeigt wer­den. Der Ardui­no „spielt“ für dich 6 Zah­len. Anschlie­ßend wer­den die Lot­to­zah­len gezo­gen, auf­stei­gend sor­tiert und auf die Anzahl der über­ein­stim­men­den Zah­len unter­sucht. Zusätz­lich wer­den Datum und Zeit der Zie­hung mit Hil­fe des NTP-Pro­to­kolls ange­zeigt. NTP (Net­work Time Pro­to­col) ist ein Pro­to­koll zur Syn­chro­ni­sie­rung von Uhren in Computersystemen.

So sieht es aus:

Für die­se Anlei­tung benö­tigst du nur einen Ardui­no mit Wifi.

Instal­lie­re mit dem Board­ver­wal­ter das pas­sen­de Board:

Nach dem Start des Pro­gramms wer­den die IP und die aktu­el­le Zeit im Seri­el­len Moni­tor ange­zeigt. Weil die IP über DHCP ver­ge­ben wird, kann sie jedes­mal eine ande­re sein.

Benö­tig­te Biblio­the­ken (UNO WiFi Rev2, MKR WiFi 1010, Nano 33 IoT):

Benö­tig­te Biblio­thek UNO R4 WiFi:

Bin­de die benö­tig­ten Biblio­the­ken ein und lege die Varia­blen fest. Beach­te den Unter­schied zum R4 WiFi.

// Arduino WiFi2, MKR 1010, Nano 33 IoT
// #include "WiFiNINA.h"
// #include "NTP.h"

// Arduino R4 WiFi
#include "WiFiS3.h"
#include "NTP.h"

// Minimum/Maximum der Zufallszahlen
const byte Minimum = 1;
const byte Maximum = 49;

// Anzahl der zu ziehenden Zahlen
const byte Anzahl = 6;

// Array für die gezogenen Zahlen
int LottoZahl[Anzahl];

// Array für die angekreuzten Zahlen
int SpielZahl[Anzahl];

// SSID und Passwort des Routers
char Router[] = "Router_SSID";
char Passwort[] = "xxxxxxxx";

int Status = WL_IDLE_STATUS;
WiFiServer WiFiServer(80);
WiFiClient WiFiClient;

WiFiUDP wifiUdp;
NTP ntp(wifiUdp);

Der set­up-Teil. Beach­te die Kommentare.

void setup() 
{
  Serial.begin(9600);
  // auf serielle Verbindung warten
  while (!Serial) { ; }

  // Verbindung aufbauen
  if (WiFi.status() == WL_NO_MODULE) 
  {
    Serial.println(F("Verbindungsaufbau gescheitert!"));
  }

  Serial.print("Verbindung aufbauen mit ");
  Serial.println(Router);
  while (Status != WL_CONNECTED) 
  {
    Status = WiFi.begin(Router, Passwort);

    // Zeit für den Verbindungsaufbau
    // wenn die Verbindung nicht zustandekommt -> Zeit vergrößern
    delay(500);
  }

  // Webserver starten
  WiFiServer.begin();

  // IP des Servers/des verbunden Computers anzeigen
  Serial.print("Server: ");
  Serial.println(WiFi.SSID());

  // IP des Arduinos anzeigen
  Serial.print("IP Adresse Arduino DHCP: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());

  /*
    Zeitzone
    CEST: Central European Summertime
    Beginn europäische Sommerzeit letzter Sonntag im März 2 Uhr GMT + 2 Stunden
  */
  ntp.ruleDST("CEST", Last, Sun, Mar, 2, 120);

  // CET: Central European Time
  // Beginn Normalzeit letzter Sonntag im Oktober 3 Uhr GMT + 1 Stunde
  ntp.ruleSTD("CET", Last, Sun, Oct, 3, 60);

  // ntp starten
  ntp.begin();

  // aktuelle Zeit holen
  ntp.update();

  // Zeit mit formatedTime() anzeigen: 
  // %d = Tag, %m = Monat, %Y = Jahr, %T = Zeit in Stunden, Minuten, Sekunden
  Serial.println(ntp.formattedTime("%d.%m.%Y Uhrzeit: %T"));

  // Zufallsgenerator mit dem Signal an A0 starten
  randomSeed(analogRead(A0));
}

Der loop-Teil.

Anmer­kun­gen zu HTML, CSS und Javascript:

Struk­tur der Sei­te
HTTP/1.1 200 OK - Sei­te wur­de erfolg­reich gela­den
Content-type:text/html - Inhalts­typ HTML
<body>
<html>
Inhalt der Sei­te (Über­schrif­ten (h1 .. h6), Linie (hr) oder Text
</body>
</html>

CSS
font-size:14pt - Schrift­grö­ße 14 Punk­te
font-weight:bold - Schrift fett
back­ground-color: - Hin­ter­grund­far­be (⇒Farb­codes abge­ru­fen am 02.07.23)

Java­script
onClick=\"location.href='WiFi.localIP()'\" - Sei­te neu laden

Alle Anwei­sun­gen müs­sen mit WiFiClient.print() oder WiFiClient.println() an die Web­sei­te gesen­det werden.

void loop() 
{
  // Variable "leeren"/auf 0 setzen
  String AnzahlTreffer = "";
  String GespielteZahlen = "";
  String GezogeneZahlen = "";
  byte Treffer = 0;

  // auf WiFiClienten warten ...
  WiFiClient = WiFiServer.available();
  if (WiFiClient) 
  {
    // Seite aufbauen wenn SeiteAufbauen true ist
    boolean SeiteAufbauen = true;

    // solange der WiFiClient verbunden ist ...
    while (WiFiClient.connected()) 
    {
      if (WiFiClient.available()) 
      {
        // Anforderung vom WiFiClienten lesen ...
        char Zeichen = WiFiClient.read();

        // wenn als Zeichen neue Zeile (\n) übergeben wird
        // SeiteAufbauen true ist -> Seite anzeigen
        if (Zeichen == '\n' && SeiteAufbauen) 
        {
          // aktuelle Zeit holen
          ntp.update();

          /*
              HTML-Seite aufbauen
              die folgenden Anweisungen müssen
              mit print oder println gesendet werden
              println "verschönert" den Quelltext
              (erzeugt einen Zeilenumbruch im Quelltext)
              " müssen mit \ maskiert werden " -> \"
          */
          WiFiClient.println("HTTP/1.1 200 OK");
          WiFiClient.println("Content-type:text/html");

          // Leerzeile zwingend erforderlich
          WiFiClient.println();
          WiFiClient.println("<!doctype html>");
          WiFiClient.println("<html>");
          WiFiClient.println("<body>");
          WiFiClient.println("<h2>Lottozahlen mit WiFi ziehen (6 aus " + String(Maximum) + ")");
          WiFiClient.print("</h2>");
          WiFiClient.println("<hr />");
          WiFiClient.println("<b>");

          // formatedTime() zeigt Wochentage in englischer Sprache
          // -> müssen einzeln abgefragt werden
          switch (ntp.weekDay()) 
          {
            case 0:
              WiFiClient.print("Sonntag");
              break;
            case 1:
              WiFiClient.print("Montag");
              break;
            case 2:
              WiFiClient.print("Dienstag");
              break;
            case 3:
              WiFiClient.print("Mittwoch");
              break;
            case 4:
              WiFiClient.print("Donnerstag");
              break;
            case 5:
              WiFiClient.print("Freitag");
              break;
            case 6:
              WiFiClient.print("Samstag");
              break;
          }
          WiFiClient.print(", ");
          WiFiClient.print(ntp.formattedTime("%d.%m.%Y Uhrzeit: %T</b>"));

          WiFiClient.println("<hr />");

          WiFiClient.println("<table><tr>");

          // Button neue Ziehung
          WiFiClient.print("<td><input style='font-size:14pt;");
          WiFiClient.print("font-weight:bold;");
          WiFiClient.print(" background-color:#7eff78;");
          WiFiClient.print(" width:200px; cursor:pointer;");
          WiFiClient.print(" border-radius:5px;border: 2px solid black;'");
          WiFiClient.print(" type='button'");
          WiFiClient.println(" onClick=\"location.href='WiFi.localIP()'\"");
          WiFiClient.println(" value='neue Ziehung'>");
          WiFiClient.println("</td></tr></table>");
          WiFiClient.println("<hr />");

          // Ziehung der "angekreuzten" Zahlen
          Ziehung();
          ZahlenSortieren(LottoZahl, 6);

          // String GespielteZahlen aus den Elementen des Arrays LottoZahl
          // zusammensetzen
          for (int i = 0; i < Anzahl; i++) 
          {
            GespielteZahlen = GespielteZahlen + LottoZahl[i] + " ";
            SpielZahl[i] = LottoZahl[i];
          }

          // Ziehung der Lottozahlen
          Ziehung();

          // Zahlen sortieren
          ZahlenSortieren(LottoZahl, 6);

          // Vergleichen der Elemente der Arrays SpielZahl und LottoZahl
          for (int i = 0; i < Anzahl; i++)
          {
            for (int ii = 0; ii < Anzahl; ii++) 
            {
              // Übereinstimmung gefunden -> Treffer um 1 erhöhen
              // AnzahlTreffer: String für übereinstimmende Zahlen erzeugen
              if (SpielZahl[i] == LottoZahl[ii]) 
              {
                AnzahlTreffer = AnzahlTreffer + SpielZahl[i] + " ";
                Treffer++;
              }
            }
          }

          // String GezogeneZahlen aus den Elementen des Arrays LottoZahl
          // zusammensetzen
          for (int i = 0; i < Anzahl; i++) 
          {
            GezogeneZahlen = GezogeneZahlen + LottoZahl[i] + " ";
          }
          WiFiClient.println("<h3 style='background-color:lightyellow'>");
          WiFiClient.println("Gespielte Zahlen: ");
          WiFiClient.println(GespielteZahlen);
          WiFiClient.println("</h3>");

          WiFiClient.println("<h3 style='background-color:lightcyan'>");

          WiFiClient.println("Gezogene Zahlen: ");
          WiFiClient.println(GezogeneZahlen);
          WiFiClient.println("</h3>");

          if (Treffer == 0) WiFiClient.println("<br><b>keine Treffer!</b>");

          // getroffene Zahlen anzeigen
          else 
          {
            WiFiClient.print("<br><b>" + String(Treffer));
            WiFiClient.print(" Treffer: </b>");
            WiFiClient.print(AnzahlTreffer);
          }

          WiFiClient.println("<hr>");

          // IPs anzeigen
          WiFiClient.print("<b>Eigene IP: ");
          WiFiClient.print(WiFiClient.remoteIP());
          WiFiClient.print("</b>");
          WiFiClient.print("<br><b>IP Adresse Arduino: ");
          WiFiClient.print(WiFi.localIP());
          WiFiClient.print("</b>");
          WiFiClient.println("</body>");
          WiFiClient.println("</html>");

          // HTTP-Antwort endet mit neuer Zeile
          WiFiClient.println();

          // Seite vollständig geladen -> loop verlassen
          break;
        }
        // neue Zeile -> SeiteAufbauen auf true setzen
        if (Zeichen == '\n') SeiteAufbauen = true;

        // die aktuelle Zeile enthält ein Zeichen
        else if (Zeichen != '\r') SeiteAufbauen = false;
      }
    }
    delay(1);

    WiFiClient.stop();
  }
}

Die ⇒Funk­ti­on Zah­len­Sor­tie­ren sor­tiert die Lot­to­zah­len auf­stei­gend der Grö­ße nach.

void ZahlenSortieren(int Zahlen[], int Groesse)
{
  // unsortierten Bereich des Arrays durchlaufen
  for (int i = 0; i < (Groesse - 1); i++)
  {
    // bei jedem Durchlauf wird das jeweils letzte Element weggelassen
    for (int ii = 0; ii < (Groesse - (i + 1)); ii++)
    {
      /*
        wenn die aktuelle Zahl größer als die nachfolgende Zahl ist
        -> aktuelle Zahl temporär speichern
        -> Zahlen vertauschen
        -> temporäre Zahl der nachfolgenden Zahl zuweisen
      */
      if (Zahlen[ii] > Zahlen[ii + 1])
      {
        int zwischengespeicherteZahl = Zahlen[ii];
        Zahlen[ii] = Zahlen[ii + 1];
        Zahlen[ii + 1] = zwischengespeicherteZahl;
      }
    }
  }
}

Die Funk­ti­on Zie­hung sorgt für die zufäl­li­ge Aus­wahl der Zahlen.

int Ziehung()
{
  for (int i = 0; i < Anzahl; i++)
  {
    /*
      die Lottozahl gilt solange als bereits gezogen
      bis in der for-Schleife nachgewiesen wird, dass sie neu ist
      und BereitsGezogen den Wert false hat
    */
    bool BereitsGezogen = true;

    while (BereitsGezogen)
    {
      // Zahl ziehen
      LottoZahl[i] = random(Minimum, Maximum);
      BereitsGezogen = false;
      /*
        Zufallszahl mit den bereits gezogenen Zahlen vergleichen
        i wird in der ersten for-Schleife hochgezählt
        alle bisherigen Zahlen (ii) werden mit den bisher gezogenen
        (außer der gerade gezogenen) verglichen (ii < i)
        ist sie identisch, erhält BereitsGezogen den Wert true
        es wird erneut eine Zufallszahl bestimmt
        wenn die Zahl neu ist, (BereitsGezogen hat noch den Wert false)
        wird die while-Schleife verlassen und die nächste Zahl gezogen
      */

      for (int ii = 0; ii < i; ii++)
      {
        if (LottoZahl[i] == LottoZahl[ii]) BereitsGezogen = true;
      }
    }
  }

  /*
    das Array mit den Zahlen wird an das Hauptprogramm zurückgegeben
    beim ersten Aufruf sind es die gespielten Zahlen
    beim zweiten Aufruf die gezogenen Lottozahlen
  */
  return LottoZahl[Anzahl];
}
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    Letzte Aktualisierung: Dez. 22, 2024 @ 11:16