First, let's consider the logic of your program. You have two groups ofpins: 6 pins connected to the wires and 6 pins connected tothe terminals. The first thing I would do is forget that these are twodifferent groups. Consider you just have 12 pins that the user hasto connect in a specific fashion. This way most “weird things” the usercould do, like connecting wires together, are not a special caseanymore. They are just another invalid combination. Now what you have todo is, for every pair of pins among those 12, determine whether ornot they are connected together. If any pair is connected that shouldn'tbe, you have an invalid combination. If any pair is not connected whileit should be, it's again an invalid combination. If every pair is theexpected state (either connected or not connected), then the user didsolve the puzzle.

Now, for the hardware side. A simple way to know whether two pins areconnected together is to set one of them to INPUT_PULLUP and the otherone to OUTPUT LOW. This second pin should be the only oneaccessible to the user that outputs a LOW. All other exposed pinsshould be set as either INPUT or INPUT_PULLUP. Now, if the first pinreads LOW, you know have a connection. If it reads HIGH the two pinsare not connected together.

Here is an example program demonstrating that principle. It loops overthe 66 possible pairs to check whether they are connected or not.You just have to replace the inner if with your code that validatesthe combination.

const int PIN_COUNT = 12;const uint8_t pins[PIN_COUNT] = {...};void setup() {    Serial.begin(9600);    // Set all pins to INPUT_PULLUP.    for (int i = 0; i < PIN_COUNT; i++)        pinMode(pins[i], INPUT_PULLUP);}void loop() {    // Loop over all pin pairs (pins[i], pins[j]).
    // Set pins[i] to OUTPUT LOW, then read pins[j].    for (int i = 0; i < PIN_COUNT - 1; i++) {        pinMode(pins[i], OUTPUT);        digitalWrite(pins[i], LOW);        for (int j = i+1; j < PIN_COUNT; j++) {            if (digitalRead(pins[j]) == LOW) {                Serial.print("pins ");                Serial.print(pins[i]);                Serial.print(" and ");                Serial.print(pins[j]);                Serial.println(" are connected together.");            }        }        pinMode(pins[i], INPUT_PULLUP);    }}

As for the safety, you should be fine as long as the users do not haveaccess to any low-impedance ground or voltage source. In particular, theGND and 5V pins should not be user-accessible. For extra protection, youcould put a 1 kΩ resistor in series with each pin, but then all thepins that are not actively being tested should be set to INPUT ratherthan INPUT_PULLUP, otherwise multiple pullups in parallel may start tocompete with the series resistor.

Podłączyłbym również zaciski do 6 analogowych pinów wejściowych i miałbym 6 unikalnych napięć, po jednym na przewód. Arduino zapewni wyjście tylko wtedy, gdy 6 przewodów zostanie umieszczonych na odpowiednich zaciskach. Innymi słowy, wtedy Arduino widzi prawidłowe napięcie analogowe na odpowiednich pinach.

Osobiście dodałbym filtr dolnoprzepustowy RC do wyjścia PWM. Więcej informacji tutaj. Twoje wyjście PWM trafiłoby do Vin, a następnie Vout do twojego przewodu (tj. wejścia analogowego). Jeden filtr na kanał.

Filtr RC chroni Arduino przed zwarciem do + ve, Gnd i innymi pinami, a także zapewniając trochę ochrony przed wyładowaniami elektrostatycznymi. Uprości to również twój kod.

W tej chwili musisz zaimplementować wymyślny kod, aby uśrednić napięcie na tych pinach analogowych. Filtr RC zasadniczo sprawiłby, że ten kod nie byłby potrzebny.

Aby obliczyć wartość potrzebnego rezystora i kondensatora: W All About Circuits omawiamy ten temat w szczegóły.

Aby obliczyć wartość, musimy znać częstotliwość:

Częstotliwość sygnału PWM na większości pinów wynosi około 490 Hz. Na płytach Uno i podobnych piny 5 i 6 mają częstotliwość około 980 Hz. - Arduino Analog Write

Do obliczenia użyłem http://sim.okawa-denshi.jp/en/PWMtool.php potrzebne wartości R & C przy bardzo niskim tętnieniu (< 60mV) przy użyciu wspólnych wartości. Oparłem swoje obliczenia na 490 Hz, ponieważ niższe częstotliwości działają gorzej z filtrami dolnoprzepustowymi.

Sugeruję użycie wartości R = 10k i C = 4.7uF . Możesz bawić się tymi wartościami, aż uzyskasz pożądane wyniki.

Ostatnią rzeczą, którą chciałbym rozważyć, jest zabezpieczenie terminali podłączonych do pinów analogowych. Może to być niewielka rezystancja szeregowa lub 5,1 V zenera równolegle (pin może już to mieć?) Lub pewna pojemność równoległa.

EDYCJA:
Właśnie miałem falę mózgową - Nie musisz używać PWM do wyprowadzania różnych wartości analogowych - zamiast tego możesz użyć obwodu dzielnika napięcia. Nie jest potrzebny filtr RC. Na przykład:

^{symuluj ten obwód - schemat utworzony za pomocą CircuitLab}

Edycja nr 2:

Jonathan napisał:
Jedynym drobnym minusem, jaki dostrzegam, jest to, że jeśli użytkownik dwa przewody podłączone do tego samego zacisku, wpływa na wszystkie napięcia odczytywane na innych zaciskach, utrudniając użytkownikowi uzyskanie przyrostowej informacji zwrotnej o tym, ile przewodów jest prawidłowo podłączonych.

Można to łatwo rozwiązać, zapewniając 6 oddzielnych sieci dzielników napięcia, jak pokazano poniżej. Zwróć uwagę, że każdy dzielnik napięcia ma inny współczynnik.

^{Symuluj ten obwód}