Прототип электронной шахматной доски 4×4: RFID и Arduino

Компоненты и материалы

Инструменты и материалы для корпуса

• Плексиглас
• Глянцевая бумага
• Деревянные планки
• Акриловые краски (тёмно-зелёная, кремовая)
• Круглые магниты 10 мм
• Шахматные фигуры (пешка, ферзь)
• Паяльник и расходники

Приложения и сервисы

• Arduino IDE

О проекте

Автор: Тахир Мириев, выпускник МГТУ (Анкара), прикладная математика. Проект — курсовая за семестр (4 месяца). Задача: творческий подход к существующему продукту с Arduino и сенсорами. Тема — шахматы. В других проектах использовались готовые шахматные движки (Raspberry Pi, MUX, реед-выключатели), требующие начальной расстановки фигур. Здесь решена проблема распознавания фигуры без внешнего движка: у каждой фигуры уникальный RFID-тег + магнит. Перед размещением фигуру подносят к RFID-ридеру на борту доски — контроллер считывает ID, запоминает тип фигуры, затем фигуру ставят на любую клетку. Датчики Холла (в каждой клетке) фиксируют наличие/отсутствие фигуры (магнит). Светодиоды подсвечивают допустимые ходы для поднятой фигуры — обучающий режим.

Реализован демо 4×4 с двумя фигурами (пешка, ферзь). 64 датчика Холла дорого для Турции, поэтому упростили. Код полностью авторский, без шахматного движка.

Пошаговая сборка

1. Картон 21×21 см + стенки для 16 клеток (A–D, 1–4). В каждую клетку вставляем датчик Холла (3 ноги) и светодиод (2 ноги).
2. Паяем ноги датчиков и светодиодов к перемычкам. Рекомендуется цветовая кодировка проводов (+, -, VCC, GND, PIN). Все GND в общую шину → GND Arduino. Датчики Холла — омнидирекционные (реагируют на любой полюс магнита).
3. Второй картон 21×21 см — крепим Arduino Mega и длинную макетку. Стены из картона склеиваем между слоями. Подключаем по схеме Fritzing. Устанавливаем RFID-ридер.
4. Тестируем все светодиоды и датчики базовыми скетчами.
5. Готовим фигуры: магниты 10 мм + RFID-метки снизу. Считываем их ID через Serial Monitor.
6. Запускаем основной скетч и тестируем.
7. (Опционально) Деревянный корпус для эстетики.

Алгоритм работы (упрощённо)

• read_tags() — ожидание метки у ридера, чтение 14 байт ID в массив new_id.
• compare_ID() — сравнение с эталонными ID ферзя и пешки.
• first_figure() / second_figure() — определение типа фигуры, сканирование датчиков Холла для поиска занятой клетки, запись в матрицу id_type_matrix (1=ферзь, 2=пешка), мигание соответствующего светодиода.
• figure_reading() — циклическое сканирование доски, обновление позиций фигур. При снятии фигуры (датчик = 1) определяется, какая фигура снята, её возможные ходы подсвечиваются светодиодами: ферзь — по вертикали, горизонтали, диагоналям; пешка — на 1–2 клетки вперёд.
• Цикл повторяется.

Полный код (thinK_code.ino) с подробными комментариями в исходнике. Схема Fritzing: 4x4demo_q0nvG3T3nS.fzz