Prototype d'Échiquier Électronique 4x4 – Intégration RFID et Arduino

Composants et fournitures

Capteur à effet Hall	×	16
Plaque d'essai sans soudure (full size)	×	1
LED générique	×	16
Lecteur RFID (générique) – 125 kHz avec antenne	×	1
Arduino Mega 2560	×	1
Étiquette RFID 3M	×	2

Outils et machines nécessaires

• Plexiglas
• Papier glacé
• Planches en bois
• Peinture acrylique (vert foncé et crème) ×2
• Aimants ronds 10 mm
• Pièces d'échecs (Pion et Dame)
• Fer à souder et consommables

Applications et services en ligne

• Arduino IDE

À propos de ce projet

Bonjour makers, je suis Tahir Miriyev, diplômé 2018 de l'Université Technique du Moyen-Orient (Ankara, Turquie) en Mathématiques Appliquées. J'ai toujours aimé fabriquer, surtout quand cela implique électronique, design et programmation. Grâce à un cours unique sur le prototypage au département de Design Industriel, j'ai pu réaliser ce projet sur un semestre (4 mois). La mission : trouver une approche créative pour réinventer un produit/démo existant et le concrétiser avec Arduino et capteurs.

J'ai pensé aux échecs. Après recherche, j'ai vu que les projets existants utilisaient des moteurs d'échecs tout faits (tous les coups programmés), Raspberry Pi, multiplexeurs, LEDs et contacteurs à reed (ILS). Dans mon projet, j'ai décidé d'éliminer tout logiciel externe (moteur d'échecs) et de trouver une solution créative au problème de Reconnaissance des Pièces, en utilisant un lecteur RFID, des capteurs à effet Hall et un Arduino Mega.

Le problème de la reconnaissance des pièces

Supposons un échiquier avec un « cerveau » (microcontrôleur). Il doit comprendre quelle pièce vous tenez et où vous la placez. C'est le problème de la reconnaissance des pièces.

Avec des contacteurs à reed (ou capteurs Hall) sous chaque case et un aimant sous chaque pièce, on détecte présence/absence d'une pièce. Mais cela ne dit pas quelle pièce est sur la case. La solution classique : un moteur d'échecs avec toutes les pièces en position initiale. Le microcontrôleur « sait » où chaque pièce se trouve au départ, et suit leurs déplacements. Limitation majeure : impossible de placer des pièces aléatoirement et d'analyser une position. Il faut toujours partir de la position initiale.

Ma solution : RFID + Effet Hall

J'ai placé un lecteur RFID sur le côté du plateau. Chaque pièce a non seulement un aimant, mais aussi une étiquette RFID unique. Avant de placer une pièce, on la passe devant le lecteur RFID : il lit l'ID, identifie la pièce, la mémorise, puis on la pose où on veut. J'ai utilisé des capteurs à effet Hall (au lieu de reed) qui envoient 0 ou 1 au microcontrôleur (pièce présente/absente). J'ai ajouté des LEDs : quand on soulève une pièce, toutes les cases où elle peut légalement aller s'allument – pratique pour l'apprentissage !

Le projet reste simple et compréhensible. Je n'ai pas eu le temps pour un échiquier 8x8 (64 capteurs Hall coûteux en Turquie), d'où ce prototype 4x4 avec seulement deux pièces testées : Pion et Dame. Pas de moteur d'échecs, j'ai écrit le code Arduino générant tout.

Regardez la vidéo illustrative pour une idée intuitive.

Note : La technologie RFID n'est pas idéale pour le DIY (si alternatives). Beaucoup d'essais nécessaires pour une lecture fiable. Le port série doit être configuré car la lecture de l'ID est capricieuse.

Liste des outils et matériaux

Composants électroniques :

• Plaque d'essai (×1)
• Capteurs Hall omnidirectionnels A1126LUA-T (×16)
• LEDs 5 mm basiques (×16)
• Fils de connexion
• Lecteur RFID 125 kHz et antenne (×1)
• Arduino Mega (×1)
• Étiquettes RFID 3M (×2)

Autres matériaux :

• Plexiglas, papier glacé, planches bois, peinture acrylique, carton fin, aimants 10 mm (×2), pièces Pion et Dame, fer à souder.

Construction étape par étape

1. Prenez un carton 21×21 cm + carton pour les parois, créez 16 cases étiquetées A B C D / 1 2 3 4. Insérez 16 capteurs Hall (3 pattes) et 16 LEDs (2 pattes) dans chaque case.
2. Soudez les pattes des capteurs et LEDs aux fils de connexion. Utilisez des fils colorés pour ne pas confondre +/− des LEDs, VCC/GND/PIN des capteurs Hall. Tous les GND peuvent être soudés ensemble (masse commune) vers GND Arduino. Certains fils vont direct aux pins Arduino Mega (assez de pins), d'autres vers la breadboard. Important : Les capteurs Hall sont OMNIDIRECTIONNELS : peu importe le pôle de l'aimant, ils envoient 0 si champ magnétique présent, 1 si absent (>5 cm).
3. Préparez un second carton 21×21 cm, fixez Arduino Mega et grande breadboard. Ajoutez 4 parois en carton, collez verticalement entre les deux couches. Suivez le schéma Fritzing pour le câblage. Installez le lecteur RFID à la fin.
4. Testez toutes LEDs et capteurs avec des codes de base. Ne sautez pas cette étape !
5. Préparez Pion et Dame : aimant 10 mm dessous + étiquette RFID ronde. Lisez les IDs sur le moniteur série de l'IDE Arduino.
6. Si tout fonctionne, lancez le code principal et testez !
7. (Optionnel) Travail artistique sur bois pour un aspect plus naturel.

Vidéos et photos des différentes étapes

Disponibles dans le projet original.

Merci pour votre attention ! Testez tout et n'hésitez pas à commenter erreurs, améliorations, suggestions. Pour assistance : miriyevt@gmail.com ou Skype tahir.miriyev9r1. Bonne chance !

Code

thinK_code.ino

Le code complet (avec nombreux commentaires) est disponible dans le projet original. Logique : détection RFID → identification pièce → lecture capteurs Hall → mise à jour matrice positions → allumage LEDs cases légales → détection déplacement → mise à jour. Représentation cases : tableau 4x4 indices 00,01,02,03,10,11...33.

Schémas

Schéma Fritzing (un peu complexe mais idée claire). Première utilisation de Fritzing (recommandé). Modèle RFID non trouvé dans la base : module 125 kHz UART. Tutoriels YouTube disponibles pour ce module avec Arduino.

Fichier : 4x4demo_q0nvG3T3nS.fzz