Échiquier Pi
(readymag.website)- Pi Board est un robot d’échecs automatique qui déplace automatiquement les pièces à l’aide d’un Raspberry Pi, de moteurs pas à pas XY et d’un aimant
- Le cœur de l’implémentation réside dans une grille XY couvrant les 64 cases et dans la correction des coordonnées pour aligner de façon fiable la position des pièces
- Le joueur peut choisir son camp et le niveau de difficulté du moteur d’échecs ; pendant le développement, des parties à distance via une connexion Internet sont également possibles
- Le processus de fabrication est passé de tests sur Arduino à une conception basée sur Raspberry Pi, avec une structure de déplacement interne au plateau composée de rails imprimés en 3D et de moteurs pas à pas
- La solution à électroaimant s’est montrée prometteuse lors des tests de déplacement de pions, mais ses problèmes de surchauffe et d’erreurs lors du lâcher des pièces limitent les interactions rapides et fiables
L’expérience d’échecs automatique mise en œuvre par Pi Board
- Pi Board est un système d’échecs automatique basé sur Raspberry Pi, qui déplace les pièces à l’aide de moteurs pas à pas XY et d’un aimant placés sous le plateau
- Le joueur peut régler son camp et le niveau de difficulté du moteur d’échecs
- Pendant le développement, la connectivité Internet permet également des parties à distance en réseau
- La motivation du projet vient de la scène d’échecs entre Ron et Harry dans le film Harry Potter, ainsi que d’une vidéo YouTube de démonstration de l’échiquier Square Off
- Les premiers tests ont utilisé Arduino, puis Raspberry Pi a été choisi comme processeur principal du projet
Les problèmes à résoudre pendant la fabrication
- Le développement a inclus plusieurs opérations de calibration afin que le plateau interagisse de manière fiable avec de vraies pièces d’échecs
- Calibration précise des coordonnées des moteurs pas à pas
- Calcul du poids de chaque pièce d’échecs
- Intégration du moteur d’échecs
- Optimisation de la stratégie de prise des pièces et de la détection des mouvements
- Choix d’algorithmes efficaces pour réduire la consommation électrique des moteurs pas à pas
- Pour aligner les coordonnées des moteurs pas à pas, les cases du plateau de référence doivent être clairement dessinées
Grille XY et matériel d’entraînement
- Le matériel central est une grille XY à moteurs pas à pas qui permet à l’aimant d’atteindre n’importe quel point des 64 cases de l’échiquier
- Une structure simple a été choisie, consistant à fixer deux moteurs à des pièces imprimées en 3D sur mesure et à des rails
- Cette approche a été jugée plus fluide pour les déplacements sur le plateau qu’une grille à roues pas à pas
- Pendant la phase de test, un microcontrôleur Arduino s’est révélé utile
- Les composants électroniques nécessaires peuvent être assemblés à partir d’un simple kit CNC
- Les moteurs pas à pas sont bruyants au départ, mais l’ajout de drivers de moteurs pas à pas silencieux comme les TMC 2209 peut réduire fortement le bruit
- Un rail supplémentaire a été ajouté à la conception afin d’améliorer la stabilité du plateau
Les limites de la prise des pièces par électroaimant
- Un électroaimant a été utilisé dans l’emplacement initial du mécanisme de prise des pièces
- Le mécanisme de prise d’un échiquier automatique repose sur l’ajout de petits aimants à chaque pièce, avec des polarités différentes pour saisir les pièces de couleurs différentes
- Les tests d’électroaimant de la conception actuelle ont révélé plusieurs problèmes
- Les pions se déplaçaient presque parfaitement dans la vidéo, mais le problème de surchauffe était important
- De nombreux électroaimants modernes ont du mal à inverser instantanément leur polarité
- Des erreurs répétées se produisent lors du lâcher des pièces
- D’après plusieurs tests, l’électroaimant reste une méthode peu efficace pour réaliser les opérations de prise des pièces nécessaires à une interaction utilisateur rapide et fiable
1 commentaires
Avis sur Hacker News
Je me demande pourquoi c’est écrit comme un discours marketing. Les personnes intéressées par ce genre de projet voudront généralement lire une explication plus orientée ingénierie.
Par exemple, quelque chose comme : « Comme son nom l’indique, le Pi Board utilise un Raspberry Pi en interne, calcule les coups du moteur, puis déplace les pièces avec des moteurs pas à pas et des aimants. Un gros effort a été fait pour réduire la consommation électrique, et chaque pièce a été pesée afin de rendre les captures et les déplacements plus efficaces » me semblerait mieux.
Je ne veux pas gâcher le plaisir, mais si une pièce en pousse une autre quand elle se déplace, et que la pièce poussée doit ensuite être remise en place par un humain, il reste encore du travail. Les pièces capturées devraient aussi sortir toutes seules du plateau.
Peaufiner les derniers 20 % de fonctionnalités peut prendre toute une vie ; ce serait bien que d’autres passionnés d’échecs et de robotique se joignent au projet pour traiter rapidement les cas limites.
Ça me rappelle Regium. C’était une arnaque Kickstarter il y a 5 ans : ils utilisaient une vidéo en animation 3D réaliste qui donnait l’impression d’un échiquier automatique, et ont escroqué de l’argent aux gens.
chess.com a pris l’argent de Regium et a fait la promotion de cette arnaque auprès de ses utilisateurs ; après avoir été expulsé de Kickstarter, le projet s’est fait jeter d’autres clones de Kickstarter, avant d’héberger son propre clone de Kickstarter. C’était un sacré bazar, et on trouve quelques vidéos en cherchant « regium chess board » sur YouTube.
Pi Board a l’air d’un projet amusant, et je pense qu’il continuera à être amélioré pendant plusieurs années.
J’ai peut-être raté quelque chose, mais je n’ai pas vu d’explication sur la façon dont les coups du joueur sont détectés. Est-ce que ça utilise une caméra et de la vision par ordinateur ? Si on veut le faire électroniquement, il faut une matrice de capteurs, ce qui m’a toujours semblé être un problème délicat avec beaucoup de câblage.
Les approches auxquelles j’ai pensé : du RFID avec 64 antennes multiplexées pour détecter quelle pièce se trouve sur quelle case ; une approche par vision avec des marqueurs de référence sous chaque pièce, vus depuis sous un plateau en acrylique ; et une approche avec capteurs à effet Hall qui n’identifie pas les pièces, mais suppose la position initiale normale et déduit quelle pièce a bougé d’après la case où elle a été soulevée et celle où elle a été posée.
Quelle que soit l’approche, ce serait amusant d’en faire un petit PCB unique.
Le mouvement du cavalier a quelque chose d’inquiétant. Il y a beaucoup de petits déplacements et de rotations, puis il finit simplement par pousser un pion, que quelqu’un doit remettre en place.
Je me demande si utiliser deux bras sous le plateau améliorerait les mouvements. Il faudrait deux moteurs pour contrôler l’angle de chaque bras, plus un mécanisme d’extension, mais un bras pourrait déplacer les pièces gênantes pendant que l’autre déplace la pièce cible.
Pour suivre la position des bras et leurs objectifs de déplacement, on finirait probablement par utiliser un système de coordonnées polaires plutôt qu’un repère cartésien, et les pièces capturées pourraient aussi être déplacées hors du plateau.
https://www.youtube.com/watch?v=NNtsMVEx-CM
Ça existait déjà en 1982.
https://www.youtube.com/watch?v=ITSXPdfxesU
http://www.chesscomputeruk.com/html/milton_bradley_phantom.h...
Ça a vraiment l’air de beaucoup peiner à déplacer les pièces. Il faut du développement supplémentaire.
Je suis Tamerlan, le créateur de cet échiquier. Le bruit de fond vient du fait que je travaille dans un garage, et comme je suis actuellement lycéen, je n’ai pas beaucoup de temps pour ajouter des améliorations comme le retrait automatique des pièces capturées ou un bras robotique supplémentaire en dessous pour déplacer les pièces.
J’ai donc choisi, pour l’instant, une méthode où les pièces se déplacent en passant par le centre des cases. J’aimerais continuer à améliorer Pi Board ; l’ingénierie est un vieux hobby pour moi, et comme j’aime les échecs, j’ai voulu relier les deux.
Je ne suis pas très bon en développement web, donc le site n’est pas parfait, mais je l’ai fait pour montrer l’idée centrale du concept. Plus tard, j’améliorerai aussi le site web et je le relierai à d’autres projets que j’ai réalisés ces dernières années. Si vous voulez discuter davantage du plateau, vous pouvez m’écrire à thstudios0708@gmail.com.
Super projet. Est-ce qu’une forte impulsion magnétique inverse pourrait éjecter les pièces capturées hors du plateau ? Je me demande si, en ajustant le décalage et la puissance, on pourrait le faire avec une certaine précision.
Il y a des idées intéressantes qu’il vaut parfois mieux ne pas mettre en œuvre.