Intelligentes Schachbrett
Entwicklung eines interaktiven Schachbrett mit automatischer Zugerkennung
Wie lässt sich ein klassisches Schachbrett mit moderner Technik verbinden? Im Rahmen meiner Diplomarbeit an der TEKO Bern habe ich ein intelligentes Schachbrett entwickelt, das Spielzüge mithilfe von Reed-Schaltern und einem Arduino Mega 2560 erkennt. LED-Matrizen zeigen mögliche Spielzüge direkt auf dem Brett an und unterstützen die Spieler während der Partie. Über eine digitale Benutzeroberfläche auf Basis von Node-RED können Spielverläufe verfolgt und analysiert werden. Durch die Integration
Projektbeschreibung
Im Rahmen meiner Diplomarbeit an der TEKO Bern wurde ein intelligentes Schachbrett entwickelt, das klassische Schachpartien mit moderner Elektronik und Software verbindet. Ziel war es, ein funktionsfähiges System zu realisieren, das Spielzüge automatisch erkennt, mögliche Züge visuell darstellt und sowohl Partien zwischen zwei Personen als auch gegen einen Computergegner ermöglicht.
Technische Umsetzung
Das Schachbrett verwendet 64 Reed-Schalter, die in einer 8×8-Matrix angeordnet sind. Magnete in den Schachfiguren ermöglichen die Erkennung der Feldbelegung. Ein Arduino Mega 2560 verarbeitet die Sensorsignale, überprüft die Spielzüge und steuert die LED-Matrizen.
Die LED-Anzeigen unterstützen die Spieler, indem sie mögliche Züge hervorheben und ungültige Züge signalisieren.
Über eine USB-Verbindung kommuniziert der Arduino mit Node-RED auf einem Computer. Die digitale Benutzeroberfläche zeigt den Spielverlauf und zusätzliche Informationen an. Durch die Integration der Schachengine Stockfish können Spielzüge analysiert und Partien gegen einen KI-Gegner gespielt werden.
Ergebnisse
Das entwickelte System ermöglicht Schachpartien zwischen zwei Personen sowie gegen einen computergesteuerten Gegner. Die automatische Zugerkennung, die LED-Unterstützung und die Kommunikation mit der digitalen Benutzeroberfläche wurden erfolgreich getestet.
Im Rahmen der abschliessenden Überprüfung wurden 1’280 Sensorbetätigungen erfolgreich erkannt. Damit konnte die Funktionsfähigkeit des entwickelten Prototyps nachgewiesen werden.
Fazit
Das Projekt zeigt, wie sich Sensorik, Mikrocontrollertechnik und Software zu einem interaktiven Gesamtsystem verbinden lassen. Das intelligente Schachbrett bildet eine Grundlage für zukünftige Erweiterungen, beispielsweise eine automatische Figurenerkennung oder zusätzliche Trainingsfunktionen.
Das Video zeigt das intelligente Schachbrett im praktischen Einsatz. Beim Anheben einer Schachfigur erkennt das System die Veränderung über die Reed-Schalter-Matrix und zeigt die möglichen Spielzüge mithilfe der LED-Beleuchtung an. Die Verarbeitung der Spielzüge erfolgt über den Arduino Mega 2560 in Verbindung mit Node-RED.
Robert Reitmajer
Hier steht meine Diplomarbeit «Intelligentes Schachbrett» als PDF zum Download bereit. Die Arbeit dokumentiert die Planung, Entwicklung, Programmierung und Prüfung des Systems. Sie enthält technische Erklärungen zur Hardware, zur Arduino-Steuerung, zur Node-RED-Integration sowie zu den durchgeführten Funktionstests.
Download Diplomarbeit
