Smart chessboard
Introducere
- Proiectul meu își propune implementarea unei table de șah inteligentă, capabile să detecteze mutările pieselor și să evidențieze mutările valide pentru piesa selectată.
- În plus, sistemul va integra un display LCD dedicat afișării timpului rămas pentru fiecare jucător, precum și semnalării erorilor în cazul efectuării unor mutări invalide.
- Ideea proiectului provine din experiența personală. Jucând șah cu fratele meu mai mic atât pe platforma chess.com, cât și pe o tablă fizică, am observat cât de folositoare este funcționalitatea de a vedea toate mutările posibile ale unei piese. Așadar, îmi propun să fac și o implementare fizică, cu scopul de a îmbunătăți experiența de joc și de a face șahul mai accesibil și interactiv..
Descriere generală
- Circuitul propus are la bază un microcontroler ESP32, care acționează ca unitate centrală de control și coordonează interacțiunea dintre toate componentele sistemului.
- Tabla de șah este acoperită de o matrice de switch-uri reed, câte unul pentru fiecare căsuță, pentru a detecta poziția pieselor. Pentru a economisi pini de pe ESP32, această matrice este controlată cu ajutorul unui registru de deplasare 74HC595.
- ESP32 interacționează cu o bandă adresabilă de led-uri, utilizate pentru a evidenția mutările valide ale pieselor selectate.
- Se utilizează două butoane pentru a schimba jucătorul activ.
- În plus, este folosit un display pentru a afișa mesaje relevante(timpul rămas, atenționare în cazul unei erori).
Hardware Design
Componente necesare:
- 1 x 74HC595N
- 2 x Buton
- Rezistențe, condensatoare, fire
- Sursă de alimentare - TBA
Diagramă circuit:
Explicare cablaj
- 74HC595N
| Pin | Legătură ESP32 | Notă |
|---|---|---|
| DS | GPIO17 | Date (serial input) |
| SHCP | GPIO18 | Ceas (shift clock) |
| STCP | GPIO19 | Latch (stochează ieșirea) |
Ieșirile O0-O7 sunt conectate la matricea de switch-uri, fiecare ieșire corespunzând unui rând.
- Bandă led
| Pin | Legătură ESP32 | Notă |
|---|---|---|
| DIN | GPIO15 | Semnal date LED (neopixel) |
Banda led are nevoie de alimentare VCC de 5V.
- LCD I2C
| Pin | Legătură ESP32 | Notă |
|---|---|---|
| SDA | GPIO21 | I2C - date |
| SCL | GPIO22 | I2C - ceas |
- Matrice switch-uri reed
| Pin | Legătură ESP32 | Notă |
|---|---|---|
| COL0 | GPIO34 | doar input |
| COL1 | GPIO35 | doar input |
| COL2 | GPIO32 | |
| COL3 | GPIO33 | |
| COL4 | GPIO25 | |
| COL5 | GPIO26 | |
| COL6 | GPIO27 | |
| COL7 | GPIO14 |
- Butoane jucători
| Pin | Legătură ESP32 | Notă |
|---|---|---|
| WHITE_BTN | GPIO13 | Întrerupere + rezistență de pull-down |
| BLACK_BTN | GPIO16 | Întrerupere + rezistență de pull-down |
Realizare tablă de șah
Software Design
- mediu de dezvoltare: Arduino IDE
- librării : Adafruit_NeoPixel.h pentru programarea bandei led adresabile, LiquidCrystal_I2C.h și Wire.h pentru LCD
- noțiuni de laborator folosite: I2C, timer, întreruperi
- github repo: https://github.com/alex2004-l/smart-chessboard
Implementare
- Aplicația este structurată ca o mașină de stări: BEGINNING, READY, PICK, MOVE, CAPTURE, END;
- Pentru a urmări pozițiile pieselor pe tablă se folosesc doi vectori: board și previous_board.
- press_button_white() și press_button_black() sunt ISR-uri (Interrupt Service Routines) care schimbă starea jocului când jucătorul apasă butonul.
- Detectarea mutărilor pieselor prin comparația board vs previous_board
- Validarea mutărilor pe baza tipului de piesă (folosind funcțiile din moves.h)
- Implementarea unui sistem de cronometru (folosind hardware timer)
- Detectarea capturilor și actualizarea stării jocului (CAPTURE, END)
- Afișarea mutărilor și timpului pe LCD
- Controlul LED-urilor în funcție de mutările făcute sau starea curentă
Descrierea codului aplicaţiei (firmware):
- mediu de dezvoltare (if any) (e.g. AVR Studio, CodeVisionAVR)
- librării şi surse 3rd-party (e.g. Procyon AVRlib)
- algoritmi şi structuri pe care plănuiţi să le implementaţi
- (etapa 3) surse şi funcţii implementate
Rezultate Obţinute
Care au fost rezultatele obţinute în urma realizării proiectului vostru.
Concluzii
Download
O arhivă (sau mai multe dacă este cazul) cu fişierele obţinute în urma realizării proiectului: surse, scheme, etc. Un fişier README, un ChangeLog, un script de compilare şi copiere automată pe uC crează întotdeauna o impresie bună 
.
.
Fişierele se încarcă pe wiki folosind facilitatea Add Images or other files. Namespace-ul în care se încarcă fişierele este de tipul :pm:prj20??:c? sau :pm:prj20??:c?:nume_student (dacă este cazul). Exemplu: Dumitru Alin, 331CC → :pm:prj2009:cc:dumitru_alin.
Jurnal
Puteți avea și o secțiune de jurnal în care să poată urmări asistentul de proiect progresul proiectului.
Bibliografie/Resurse
