Chytrá šachovnice

Jakožto svůj závěrečný projekt bych chtěl vyrobit šachovnici s podsvícenými políčky, která bude umět hráči říct kam lze kterou figurko táhnout. Myšlenka je zatím taková, že pod každým políčkem bude tlačítko, které hráč zmáčkne zatlačením na figurku, což mu ukáže možné tahy figurkou. Když s ní hráč nebude chtít táhnout zatlačí znovu a políčka zhasnou, hráč si může vybrat jinou figurku. Když se rozhodne táhnout, danou figurkou zatlačí, aby v dalším tahu šachovnice věděla kde jaká figurka je.

Výroba tištěných spojů

Elektronická část mého projektu nebyla příliš složitá, ale velmi časově náročná. Napájení je zařízeno pomocí 8xAA baterek, které přes přepínač napájejí step-down měnič, který je připojen k Arduinu-nano. Arduino je připevněné na prvním tištěném spoji, který je dále osazen pouze piny, na které jsou připojeny ostatní desky.

Dále projekt obsahuje osm tištěných spojů (jeden pod každým řádkem šachovnice), každý tento tištěný spoj je osazen pěti piny (3 vstupní, 2 výstupní) šestnácti programovatelnými RGB LEDkami, osmi tlačítky a odporovou sítí udělanou z druhé strany spoje, která umožňuje vyčítat všech osm tlačítek pomocí jednoho analogového pinu arduina. Analogový vstup totiž převádí hodnotu 0-5V na hodnotu 0-1023. Díky našemu odporovému děliči je na každém tlačítku jiné napětí a tedy zvládneme poznat, které bylo stisknuto. Toto zapojení má samozřejmě omezení, kterým je to, že nemůže být zmáčknuto více tlačítek najednou. Rozhodl jsem se, že mi toto omezení nevadí, neboť tato situace by neměla nikdy nastat. Tento problém by šel vyřešit zapojením tlačítek do matice a využitím časového multiplexoru, ale pro mne by to byla složitější varianta, kterou jsem si nebyl jistý, že stihnu. Proto jsem vybral variantu nedokonalou, ale snazší. Na piny je potom přivedeno vždy z desky s Arduinem napájení, zem a analogový pin pro čtení hodnoty z tlačítek. Další dva piny jsou vstupní a výstupní data pro LEDky, které jsou propojeny mezi deskami (na první desku vstup přiveden z Arduina). Tímto bych také chtěl velmi poděkovat Filipu Korfovi, který mi pomohl se vším co bylo ohledně tištěných spojů potřeba a věnoval tomuto projektu nemalé množství svého času při jejich výrobě.

3D tisk/Výroba tlačítek

Velkou částí mého závěrečného projektu byly 3D návrhy a tisk. K tisku jsem využíval školní tiskárny Prusa i3 MK3S. Částí, která zabrala nejvíce času a měla nejvíce verzí než se povedla byla tlačítka. Ta jsem potřeboval prosvítil LEDkami, aby hra fungovala, tak jak sem si představoval. Jeden z prvních návrhů byl udělat pouze barevný okraj a celý střed udělat z transparentní (průsvitné) barvy. Tento design se mi ale úplně nelíbil neboť mi přišlo, že celkový vzhled by byl od klasických šachů příliž daleko. Proto jsem se rozhodl vyzkoušet vytisknout jednu vrstvu 0.2mm barvou políčka a celý zbytek vytisknout právě transparentní barvou. Ani tento plán jak můžete vidět na obrázku nevyšel, neboť černá byla nějak moc černá a nic skrz ni neprošlo.

Pak naštěstí Kubu Finka napadl spásný nápad se šrafováním, který si myslím, že dopadl více než dobře a políčka vypadají skvěle. Políčka je samozřejmě potřeba tisknout s límcem, jinak se kroutí a nepasovala by do svých míst. K šachovnici samozřejmě patří také šachové figurky které, ač jsem nějaké ze začátku navrhoval (viz. týden s 3D tiskem), tak jsem se nakonec rozhodl kvůli nedostatku času nevyužít a vypůjčil jsem si návrh již hotový.Na posledním obrázku můžete vidět, že i když už je dobrý návrh, stále se může něco pokazit.

Veškeré modely vytvořené ve Fusionu 360, jsou zde:

Software

Software je velmi jednoduchý. Arduino se stále snaží vyčítat analogové vstupy s tlačítky, zmáčknutí tlačítka mění režim hry na on/off. Pokud jde z off na on, tak zjistí co na daném místě stojí za figurku a spustí k ní příslušný kód hledání možných tahů, výsledky si uloží a pak rosvítí příslušné LEDky. Pokud jde z on na off, tak figurku kterou se hrálo přesune na místo zmáčknutí, vymaže paměť rosvícených LEDek a všechny zhasne. Programově je to první funkční verze, která nijak neřeší validitu vašeho tahu, také neumí rošádu a en passant, proto silně doporučuji napsat si vlastní a tento nepoužívat, ale i přesto ho dávám k dispozici.

Finální výrobek

Po vytvoření všech funkčních částí bylo potřeba už jen výrovek opatřit "hezkou krabicí", ktérá by vše držela kompaktně pohromadě a schovávala nevzhledné části. Tento box jsem se rozhodl udělat ze 4mm modelářské překližky na laseru. Veškerou vektorovou grafiku potřebnou pro výroby můžete stáhnout zde