Bàn cờ Pi
(readymag.website)- Pi Board là một robot cờ vua tự động dùng Raspberry Pi, động cơ bước XY và nam châm để tự động di chuyển các quân cờ
- Trọng tâm của việc triển khai là lưới XY bao phủ toàn bộ 64 ô và việc hiệu chỉnh tọa độ để căn vị trí quân cờ một cách ổn định
- Người chơi có thể chọn phe và mức độ khó của engine cờ vua, và trong giai đoạn phát triển còn có thể thi đấu từ xa thông qua kết nối Internet
- Quá trình chế tạo bắt đầu từ thử nghiệm với Arduino rồi chuyển sang thiết kế dựa trên Raspberry Pi, đồng thời xây dựng cơ chế di chuyển bên trong bàn cờ bằng ray in 3D và động cơ bước
- Phương pháp nam châm điện cho thấy tiềm năng trong thử nghiệm di chuyển tốt, nhưng do quá nhiệt và lỗi khi đặt quân nên vẫn có giới hạn trong việc tương tác nhanh và đáng tin cậy
Trải nghiệm cờ vua tự động mà Pi Board hiện thực hóa
- Pi Board là một hệ thống cờ vua tự động dựa trên Raspberry Pi, sử dụng động cơ bước XY và nam châm bên dưới bàn cờ để di chuyển quân cờ
- Người chơi có thể điều chỉnh phe của mình và mức độ khó của engine cờ vua
- Trong giai đoạn phát triển, tính năng kết nối Internet cũng cho phép thi đấu từ xa qua mạng
- Động lực chế tạo đến từ cảnh Ron và Harry chơi cờ trong phim Harry Potter và video trình diễn bàn cờ Square Off trên YouTube
- Các thử nghiệm ban đầu sử dụng Arduino, sau đó Raspberry Pi được chọn làm bộ xử lý chính của dự án
Những vấn đề cần giải quyết trong quá trình chế tạo
- Quá trình phát triển bao gồm nhiều công việc hiệu chỉnh để bàn cờ có thể tương tác ổn định với các quân cờ thật
- Hiệu chỉnh chính xác tọa độ của động cơ bước
- Tính toán trọng lượng của từng quân cờ
- Tích hợp engine cờ vua
- Tối ưu chiến lược gắp quân và phát hiện di chuyển
- Chọn thuật toán hiệu quả để giảm tiêu thụ điện của động cơ bước
- Để khớp tọa độ động cơ bước, các ô trên bàn cờ tham chiếu phải được vẽ rõ ràng
Lưới XY và phần cứng truyền động
- Phần cứng cốt lõi là lưới động cơ bước XY cho phép nam châm tiếp cận bất kỳ vị trí nào trong 64 ô cờ
- Một cấu trúc đơn giản được chọn, trong đó hai động cơ được gắn vào các bộ phận và ray in 3D tùy chỉnh
- Cách này được đánh giá là giúp chuyển động trên bàn cờ mượt hơn so với lưới bánh xe động cơ bước
- Ở giai đoạn thử nghiệm, vi điều khiển Arduino tỏ ra hữu ích
- Các linh kiện điện tử cần thiết có thể được tạo thành từ một bộ kit CNC đơn giản
- Động cơ bước ban đầu khá ồn, nhưng có thể giảm tiếng ồn đáng kể bằng cách bổ sung driver động cơ bước độ ồn thấp như TMC 2209
- Để tăng độ ổn định của bàn cờ, thiết kế đã được bổ sung thêm một thanh ray
Giới hạn của cơ chế gắp quân dựa trên nam châm điện
- Ở vị trí của thiết bị gắp quân ban đầu, nam châm điện đã được sử dụng
- Cơ chế gắp quân của bàn cờ vua tự động dựa vào việc gắn nam châm nhỏ vào từng quân cờ và dùng cực tính khác nhau để gắp các quân của hai màu khác nhau
- Các thử nghiệm nam châm điện trong thiết kế hiện tại đã cho thấy một số vấn đề
- Tốt di chuyển gần như hoàn hảo trong video nhưng vấn đề quá nhiệt là rất lớn
- Nhiều nam châm điện hiện đại gặp khó khăn khi chuyển cực tính ngay lập tức
- Lỗi lặp lại thường xuyên xảy ra trong quá trình đặt quân xuống
- Qua nhiều thử nghiệm, nam châm điện vẫn là một phương án khó có thể thực hiện hiệu quả việc gắp quân cần thiết cho tương tác người dùng nhanh và đáng tin cậy
1 bình luận
Ý kiến trên Hacker News
Tò mò không biết có lý do gì mà lại viết theo kiểu câu chữ marketing. Những người quan tâm đến dự án kiểu này thường có vẻ sẽ muốn đọc mô tả mang tính kỹ thuật hơn
Ví dụ như: “Pi Board đúng như tên gọi, dùng Raspberry Pi bên trong, tính toán số lượng động cơ rồi di chuyển các quân cờ bằng động cơ bước và nam châm. Họ cũng đầu tư khá nhiều công sức để giảm mức tiêu thụ điện, đồng thời cân trọng lượng từng quân cờ để tối ưu hơn cho thao tác bắt và di chuyển” thì có lẽ sẽ tốt hơn
Không muốn làm mất hứng, nhưng nếu khi quân cờ di chuyển nó đẩy quân khác ra và người chơi lại phải tự đặt quân bị đẩy về chỗ cũ, thì vẫn còn việc phải làm. Quân bị bắt cũng phải tự đi ra ngoài bàn cờ
Việc mài giũa 20% chức năng cuối cùng có thể mất cả đời, nên sẽ hay hơn nếu những người mê cờ vua/robot khác cùng tham gia để xử lý nhanh các trường hợp biên
Làm tôi nhớ đến Regium. Đó là một vụ lừa đảo Kickstarter cách đây 5 năm, dùng video hoạt hình 3D rất chân thực trông như một bàn cờ tự động để lừa lấy tiền của mọi người
chess.com đã nhận tiền từ Regium và quảng cáo trò lừa đó cho người dùng của mình; cuối cùng sau khi bị Kickstarter đuổi, họ lại tiếp tục bị đuổi khỏi các trang sao chép Kickstarter khác rồi còn tự host một trang sao chép Kickstarter của riêng mình. Khá là hỗn loạn, và nếu tìm “regium chess board” trên YouTube sẽ thấy vài video
Pi Board có vẻ là một dự án thú vị, và có lẽ sẽ còn được hoàn thiện thêm qua vài năm nữa
Có thể tôi đã bỏ sót, nhưng hình như tôi không thấy giải thích cách phát hiện nước đi của người chơi. Có dùng camera và computer vision không? Nếu giải bằng điện tử thì có vẻ luôn là một bài toán khó vì cần ma trận cảm biến, dẫn đến rất nhiều dây nối
Những cách tôi từng nghĩ đến là RFID với 64 ăng-ten được ghép kênh để nhận biết quân nào ở ô nào, phương pháp thị giác với marker tham chiếu gắn dưới mỗi quân và quan sát từ dưới một bàn acrylic, và phương pháp cảm biến Hall không nhận dạng từng quân mà giả định bố cục xuất phát chuẩn rồi suy ra quân nào đã đi dựa trên việc nhấc lên từ ô nào và đặt xuống ô nào
Dù là cách nào thì nếu làm được thành một bo mạch PCB đơn nhỏ gọn cũng sẽ rất thú vị
Nước đi của mã trông hơi rợn người. Nhiều chuyển động ngắn và xoay liên tục, rồi cuối cùng lại cứ đẩy quân tốt ra nên con người phải đặt lại
Tò mò không biết dùng hai cánh tay dưới bàn cờ thì chuyển động có tốt hơn không. Sẽ cần hai động cơ để điều khiển góc của mỗi tay cùng một cơ cấu để vươn tay ra, nhưng một tay có thể dọn quân cản đường còn tay kia di chuyển quân mục tiêu
Để theo dõi vị trí cánh tay và mục tiêu di chuyển, có vẻ sẽ dùng hệ tọa độ cực thay vì hệ tọa độ trực giao, và cũng có thể chuyển các quân bị bắt ra ngoài bàn cờ
https://www.youtube.com/watch?v=NNtsMVEx-CM
Đã có từ năm 1982 rồi
https://www.youtube.com/watch?v=ITSXPdfxesU
http://www.chesscomputeruk.com/html/milton_bradley_phantom.h...
Có vẻ nó rất chật vật mới di chuyển được quân cờ. Cần phát triển thêm
Tôi là Tamerlan, người làm ra bàn cờ này. Tiếng ồn nền là do tôi đang làm việc trong gara, và hiện tôi vẫn đang học trung học nên không có nhiều thời gian để thực hiện các cải tiến như tự động loại bỏ quân bị bắt hoặc thêm cánh tay robot bên dưới để dọn quân
Vì vậy trước mắt tôi chọn cách di chuyển sao cho quân cờ đi qua trung tâm các ô. Tôi muốn tiếp tục cải thiện Pi Board trong tương lai; kỹ thuật là sở thích lâu năm của tôi và tôi cũng thích cờ vua, nên tôi thử kết hợp hai thứ đó lại
Tôi không giỏi phát triển web nên trang web chưa hoàn hảo, nhưng tôi làm nó để thể hiện cốt lõi của ý tưởng, và sau này sẽ cải thiện website rồi liên kết với các dự án khác tôi đã làm trong vài năm gần đây. Nếu muốn trao đổi thêm về bàn cờ, hãy gửi mail đến thstudios0708@gmail.com
Dự án rất hay. Liệu có thể dùng xung từ ngược mạnh để bắn các quân bị bắt ra khỏi bàn cờ không? Tôi tự hỏi nếu điều chỉnh độ lệch và công suất thì biết đâu còn làm được khá chính xác
Có những ý tưởng thú vị mà tốt hơn là đừng nên hiện thực hóa