Forum: HF, Funk und Felder Schachbrett mit RFID-Figurenerkennung


von Urs (isnogud)


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Schon seit Jahen treibt mich der Gedanke um, ein Schachbrett mit 
RFID-Figurenerkennung und Schnittstelle zu einem Rechner zu bauen.  Nun 
möchte ich es endlich mal in Angriff nehmen, aber da bleiben so viele 
Fragen.  Es gibt ja sowas inzwischen auch fertig zu kaufen, dagegen 
spricht aber der Spaß am Selbermachen, der Preis und besonders, daß die 
gekauften Produkte nicht so offen zu sein scheinen, wie ich das möchte. 
Sie setzen Windows voraus, bieten Schnittstellen "zu den stärksten 
PC-Chess-Engines" oder Darstellung/Speicherung von Partien im 
Internet/Cloud, sind aber anscheinend proprietär und dokumentieren nicht 
die Schnittstelle.  Ich möchte aber nicht auf deren Software und 
Funktionen festgelegt sein, sondern mit beliebiger und meiner eigenen 
Software mit XBoard- oder UCI-Protokoll auf beliebigen Betriebssystemen 
arbeiten können.

Mein Problem ist allerdings, daß ich von der ganzen Funk-, NF-, HF, 
RFID-, Antennen-Technik sehr wenig weiß.  Das Thema kam hier schon in 
anderen Threads immer wieder auf, aber ich finde auch nach ewiger Suche 
zu wenig Infos, um was zu bauen.  Es gibt eine interessante Diplomarbeit 
[1], aber auch die verraten zu wenig Details.

Die erste Frage ist, ob ich lieber 125 kHz oder 13.56 MHz verwenden 
sollte.  In [1] haben sie sich für 13.56 MHz entschieden.  Ich habe 
erste Versuche mit einem RDM6300 mit 125 kHz und einem RC-522 mit 13.56 
MHz gemacht.

Zweitens war bisher immer klar, daß man viele Antennen an einem oder 
wenigen Readern multiplext.  In [1] haben sie 64 Antennen an einem 
Reader mit CMOS 4051N als Multiplexer.  Bei den aktuellen Preisen aus 
China (< 1€/Reader, und der Kupferdraht für Antennen an jedem Feld 
kostet ja auch einiges bei 75¢/m) kann aber auch überlegen, einen Reader 
unter jedes Feld zu bauen, was viele meiner Fragen erledigen würde. 
Aber wenn ich mit eigenen Antennen multiplexe, gibt's Fragen:
Welchen Durchmesser sollte der Kupferlackdraht haben, wie hängen 
Antennengröße (z.B. 4cm rund oder 4cm x 4cm und Anzahl der Wicklungen 
und mit der Frequenz (125 kHz, 13.56 MHz) und mit dem gewählten Reader 
zusammen?  In [1] hat es den Anschein, daß sie 0.3mm-Draht genommen 
haben.

Statt 64 Antennen zu multiplexen und seriell abzufragen, hatte ich auch 
den Gedanken, jede Spalte und jede Reihe mit je einer Antenne zu 
versehen, also jede Antenne um 8 Felder.  Dann müssen nur 16 Antennen 
gemultiplext werden und nacheinander abgefragt werden.  Weniger 
Schaltungsaufwand und 4 mal so schnell, falls das Auslesen von bis zu 8 
Tags nicht deutlich länger dauert.  Aber funktioniert das so?  Gibt es 
Reader/Tags? mit denen ich bis zu 8 Tags gleichzeitig im 
Antennenempfangsbereich haben kann und die alle vom Reader erkannt 
werden?  Und wie sollte dann die Antenne gebaut sein 
(Kupferdrahtdurchmesser, Anzahl Wicklungen)?  Allgemein beim Multiplexen 
stellt sich ja noch die Frage, wie schnell geht das?  Wie lange braucht 
der Reader nach dem Umschalten der Antenne, bis er einen Tag bzw. bis zu 
8 Tags erkannt hat und eine Nachricht an den Host schickt?  Für 
Blitzschach wäre eine Abfrage aller 64 Felder in unter 1 Sekunde gut, am 
besten sehr deutlich unter 1 Sekunde.  Auch dazu gibt [1] leider nichts 
her.

Sehr viele Fragen, jetzt sind die RFID-Experten hier dran...

BTW, 64 oder 81 LEDs zur Anzeige von Zügen sollen da auch noch mit 
drauf, aber das ist soweit alles klar, ohne Fragen.

Und Alternativen mit Reed-Kontakten etc. helfen hier nicht, da ich ich 
schon den Plan habe, eine beliebige Stellung aufzubauen, und der Rechner 
soll die Stellung sofort erkennen.

[1] 
https://www.netidee.at/sites/default/files/2017-05/DA_Buch_Vorlage_Alle_V2.8_Final_Abgabe.pdf

Beitrag #7342316 wurde vom Autor gelöscht.
von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Einige RFID-Reader brauchen keine Spulen in Draht, sondern kommen mit 
spiraligen Leiterzügen auf Platine aus. Mach doch eine Platine, so groß, 
wie das ganze Spiel aus einem Stück ...

von Stefan M. (derwisch)


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Im 125kHz Bereich können die Transponder keine "Pulklesung", d.h. es 
darf immer nur ein Transponder im Lesefeld der Reader-Antenne sein.
Pulklesung ist also nicht nur eine Funktion des Lesers, sondern (auch) 
die Transponder müssen das können.
Das grösste Problem wird sein, dass du verhindern musst, dass ein 
Transponder (Schachfigur) von den jeweils benachbarten Antennen gelesen 
wird.
Ein derart räümlich begrenztes Lesefeld -normale Schachbrettgösse 
vorausgesetzt- wird eine Herausforderung für das Antennendesign.
Als Transponder empfehle ich die kleinen Glastansponder, die auch bei 
Haustieren unter die Haut "gespritzt" werden.
Denn die Reichweite hängt auch von der Grösse der Transponderspule ab.
Und wie willst Du verhindern, dass beim verschieben einer Figur selbige 
vom "falschen" Feld erkannt wird?
Der Ist-Zustand auf dem Brett darf ja nur dann erfasst werden, wenn sich 
ganz sicher nichts mehr bewegt.
Das Multiplexen von 64 Feldern in unter einer Sekunde wird sportlich.
Die Kommunkikation zwischen RFID Reader und Transponder unterliegt ja 
vorgegebenen Zeitrahmen.
Über das Timing (wie lange dauert eine Transponderlesung) gibt das 
Datenblatt des Transponders auskunft.
Es gibt ja da auch verschiedene, z.B. HDX Transponder oder FDX 
Transponder...
Da hast Du Dir was vorgenommen.

P.S.: Gute Multiplexer schleissen die jeweils nicht aktiven Antennen 
kurz.
Sonst würden selbige in parasitäre Resonanz kommen, und das Lesefeld 
unkontrolliert erweitern (lange, schmerzhafte Erfahrungen...)

: Bearbeitet durch User
von Helge S. (topflappen)


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Ich finde die RFID (Funk) Lösung extrem aufwändig. Könnte man nicht 
einen spezifischen Widerstand in den Figurenfuß einbauen und mit der 
Figur zwei Kontakte auf dem Brett überbrücken. Dann das Brett abscannen 
und die Figuren erkennen und ihren Positionen zuordnen? ZB: Bauer 1k 
(weiss), 1k5 (schwarz), Springer 3k und 3k3 und so weiter ...

LG

von Prometheus (Gast)


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hmm, ich verstehe noch nicht, wieso es RFID braucht.

Normalerweise ist ja zu beginnd es Spiels die Position aller Figuren 
bekannt.
Damit reicht es zu wissen welche figur wohin bewegt wird um eineindeutig 
zu wissen wie die Figuren jetzt stehen. ja, beim Schlagen braucht es 
dann zwei Zeile Logik zusätzlich, es ist aber ja klar, wer dran ist.
Die allermeisten Schachcomputer machen das so.

Damit reduziert sich das ganze RFID und Funk auf simple Hallsensoren 
oder Reed Schalter.

Es bleiben nur zwei Sachen, die ungünstig sind.
1. tauschen eines Bauern in eine Dame, oder?? .... Da ist erst klar, um 
was es sich handelt wenn die Figur ein/zwei Züge gelaufen ist.
2. Rückgängig machen eines (unzulässigen) Zuges. Da weiß ich aber nicht 
ob das überhaupt vorkommt.

von Helge S. (topflappen)


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... er will auch Stellungen (Schachprobleme) aufbauen können

von Frank E. (Firma: Q3) (qualidat)


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Auch eine aufgebaute Szene kann man vor dem Spielbeginn irgendwie 
beschreiben/eingeben, dann greift wieder die einfache "Verfolgung".

Zur Eingabe der Ausgangssituation entweder irgend einen Code ausdenken, 
der mit einem LCD und wenigen Tasten bewältigt werden kann oder eine 
richtige GUI auf einem Display ... zur Not externer Laptop/PC oder 
Tablet.

: Bearbeitet durch User
von Klaus (feelfree)


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Helge S. schrieb:
> ... er will auch Stellungen (Schachprobleme) aufbauen können

Diese Schachprobleme sind doch meist schon in elektronischer Form 
verfügbar, oder?
Du willst sie analog nachstellen, und aus der analog nachgestellten 
Stellung wieder eine elektronische Variante erzeugen. Um dann also das 
zu haben, was du zu Beginn schon hattest: eine elektronische 
Beschreibung der Stellung.

von Helge S. (topflappen)


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Klaus schrieb:
> Du willst sie analog nachstellen, und aus der analog nachgestellten
> Stellung wieder eine elektronische Variante erzeugen.

Ich will gar nichts.

Der TO (hat sich nicht mehr gemeldet) wollte erst mal wissen, wie man 
Schachfiguren auf einem Brett lokalisieren/erkennen kann. Das alleine 
ist schon eine Herausforderung und mein Vorschlag war, statt RFID, 
Widerstandslogik zu verwenden.
Die ganze Schach-Logik, Zugerkennunung, Aufbauhilfe, Anbindung an 
PC/Internet, Übernahme von pgn-Dateien und so weiter, das kommt doch 
erst im nächsten Schritt. Das ist nichts, was man so schnell an einem WE 
zusammenbastelt ...

LG

von Michael B. (laberkopp)


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Urs schrieb:
> Die erste Frage ist

Urs schrieb:
> der Preis

Du hast einen schlechten Start erwischt.

Der einfachste Weg, 64 Reader und eine ID pro Figur, ist auch der 
teuerste und manuell der aufwändigste.

Jeder Schritt es billiger zu machen und den Arbeitsaufwand zu 
reduzieren, bedeutet dass man mehr Kenntnisse haben muss um auf die 
Tricks zu kommen, die unter diesen besonderen Umständen doch noch 
funktionieren.

Dieses know how fehlt dir aber, und Experimente kosten Geld. Es lohnt 
sich aber nur unterschiedliche Experimentalaufbauten zu machen um zu 
lernen was der beste Weg ist, wenn man hinterher grosse Stückzahlen 
verkauft. Das hast du nicht vor.

Du hast verloren.

ENTWEDER du baust mit deinem Kenntnisstand einen sicher funktionierenden 
Aufbau, und akzeptierst dass es mehr kostet als die kommerzielle Lösung, 
oder du streichst das Projekt.

von Schlaumaier (Gast)


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Du/ihr macht das zu aufwendig.

Wer sich mal mich Schach beschäftig hat, weiß das das viel einfacher 
geht.

Normalerweise brauch man die Stellung der Figuren nicht zu scannen, da 
ihre Position feststeht.

ABER, es gibt das Aufgaben-Stellungsspiel.  Da steht man Figuren direkt 
auf die Felder und versucht eine Lösung zu finden. In den Falle müsste 
man jede Figur mühevoll einlesen damit der Computer auch die Info hat, 
wo welche Figur steht.

Es gab mal für 2000 DM ein Computerschachbrett von Mephisto das dieses 
Problem via LED's gelöst hat. In den Fall hat der Computer der reihe 
nach, die Figur angezeigt und die LED leuchtete wo die Figur hin musste. 
Züge wurden via Read-Kontakt (Figur hatte Magnete) erkannt. Man musste 
die Figur anheben warten bis die LED aufleuchtete und dann die Figur auf 
der neuen Pos. absetzen. Bei LEDS leuchteten, und wenn sie nicht 
blinkten, und aufhörten zu leuchten hat der Computer den Zug gefressen. 
Es gab/gibt sogar ein Modell (letztes vor einigen Jahren für ca. 4.000 
Euro bei Ebay gesehen) mit Roboterarm.

Wenn der TO das mit RFID machen will, ist das eigentlich kinderleicht. 
Nur euer Lösungen sind gelinde gesagt, Stressig.

Meine Variante wäre folgende. Der TO stattet das Feld mit LED + 
Read-Kontakte aus, und macht das selbe wie die Firma damals auch. 
ZUSäTZLICH klebt er unter jede Figur ein RFID-Chip. Nun baut er wie bei 
einen alten Flachbrett-Plotter die Mechanik unter das Brett. Da wo der 
Stift hin kommt, kommt ein RFID-Reader. Das Teil bekommt den Befehl 
EINLESEN. Wo drauf die Mechanik JEDEN Feld ansteuert. Dort nach ein 
RFID-Chip sucht, und dann weiter fährt zum nächsten Feld. Das Feld mit 
der besten Signalstärke ist das wo die Figur steht. Dürfte aber durch 
das Material der Brettes eh einfach zu erkennen sein.

Nach den Einlesen, weiß der Computer wo welche Figur steht, und man kann 
mit der obrigen LED-Technik weiter machen.

Hier ein Bild des Computer den ich meine.  Ist immer noch verdammt 
teuer.

https://www.ebay.de/itm/185733858853

Das 3. Bild zeigt übrigens wie ich mir das vorstelle.

https://schach.computer/selbstziehende-schachcomputer-mehr-fluch-als-segen/

Machbar ist das sogar mit den alten Fischer-Technik-Plotter ;)

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