交通大學系統工程創新教學 控制系統實驗 期末專題

1. 控制專題
Remote Chess
第二組
0110703 曾郁修 0110817 楊君韜
指導助教:梁家維

2. 大綱
• 構想
• 可行性
• 軟硬體結構
• DEMO影片
• 問題分析
• 未來展望

3. 構想
在網路上搜尋Arduino相關資訊時發現一部影片
用無線控制棋盤上的棋子自動移動
因此看起來像在進行網路對戰，卻是實體的西洋棋
也想到哈利波特中的巨大石雕西洋棋
因此想要嘗試製作具有類似功能的遊戲：
遙控象棋

4. 參考影片
https://www.youtube.com/watch?v=dX37LFv8jWY&hd=1
Wireless Arduino Powered Chess

5. • 實體棋子偵測
• 傳送訊號
• 控制棋子移動
• 吃子棄子效果
影片中已實作功能

6. SCAMPER
在遊戲開始前將棋子自動排列至定位以便快速開始遊戲、以及在遊戲結束後自
動將棋子收納至定點放好
合併(C)
有些人的手部可能受傷無法下象棋時，便可以利用「聲控」的方式來進行處理，
可以利用Google API來進行語音轉換做為控制指令
調適(A)
將實體介面偵測改為遠端介面輸入，由使用者使用手機輸入指令並透過Arduino
提供移動指令給實體端
清除(E)

7. • 構想
• 可行性
• 軟硬體結構
• DEMO影片
• 問題分析
• 未來展望

8. 可行性分析
以前曾經學過C、Java的基本應用，程式的掌握沒有問題
各材料也可以經由網路及實體商店購買
技術可行性
時間可行性
1 實體棋盤棋子製作，電磁吸力調整
2~3 X-Y十字軸與棋盤組合並測試
4 藍芽無線傳輸程式
5 底座木材規劃與購買
6~7 編寫棋子排列、移動
8 微調、成果測試

9. • 構想
• 可行性
• 軟硬體結構
• DEMO影片
• 問題分析、重要功能
• 未來展望

10. 操作螢幕介面控制
棋子
藍芽接收訊號傳給
Arduino
Arduino提供移動
控制指令
硬體架構圖
藍芽連線 訊號傳遞
電源供給
控制指令
放大電流
由L298N放大電流
推動機構

11. 硬體架構-原理
桌面
滑軌
鐵製底面的旗子
電磁鐵

12. 基本架構-原理(cont.)
俯視圖
滑軌
利用電磁鐵抓取棋子移動到特定地點放下
等待下一步移動到特定位置再次進行抓取
電磁鐵

13. X-Y十字軸
• 網路訂購，感謝 colon1812 老闆熱心協助
• 清單如下
20X40鋁擠型_1050mmx2
20對邊鋁擠專用滑塊板4輪全套零件x2
步進支撐板_85*40*3tx2
3孔一字連接板_20系列x2
2GT/GT2同步輪_20齒x2
2GT/GT2皮帶6mm寬_4500mmx1
法蘭杯士軸承_F685ZZx4
T型螺母_2020-M5x12
半圓頭六角螺絲_M5-8Lx12
GT2/2GT同步帶鎖緊彈簧_6mmx2
子母釘_17Lx2
螺帽_(M6)x2
半圓頭內六角螺絲_M3X0.5-6Lx8
價格約為NT$2,669

14. 基本規則-移動
• 仕往右上移動
• 先設定偏移量，移動後再復原，避免撞到其他子

15. 基本規則-吃子
• 仕往右上移動，將車吃掉
• 將吃掉的子往棋盤兩側的棄子區移動

16. 基本規則-吃子(cont.)
• 棄子區設計示意圖
• 利用堆疊一個一個放入棄子區
棄
子
區
棄
子
區

17. 軟體架構
Start
接收命令
是否為我方棋子?
動作取消比我方棋子大還小?
動作取消 先將被吃的旗子移動到場外
將移動的棋子移動到目的地
YESNO
大
小
如果要移動的棋子的目
的地是否有棋子
YES
NO

18. • 構想
• 可行性
• 軟硬體結構
• DEMO影片
• 問題分析、重要功能
• 未來展望

19. DEMO 影片
• 裸機構測試影片

20. • 加蓋構測試影片

21. • 實際測試影片

22. • 構想
• 可行性
• 軟硬體結構
• DEMO影片
• 問題分析
• 未來展望

23. 問題分析1
• 馬達在原處震動，無法推移整個機構
推測=>Arduino電流不足
解決=>1.利用L298N馬達驅動模組額外供電
2.四線二相步進馬達的內部結構圖
馬達
A
A’
B B’

24. • L298N推動馬達一段時間後會斷電
推測=>電流過強，熱保護自動斷電
解決=>經實測發現L298N到2A之後會發熱非常
快，因此利用兩個L298N分散電流，使
兩邊都只需要供給1A，並且改寫程式碼
使馬達不運作時供給訊號為0000(因為
二維結構不會受到重力影響，所以不
需要使用1111來維持機構)
問題分析2

25. • 機構本身移動過程會不穩
推測=>機構沒有在中心取得平衡
待解決=>利用木材製作方形框架，將十字機構
嵌入中間取得穩定，同時可以將四角
墊高使棋盤可以放置於上面
問題分析3

26. • 機構初始化位置必須要固定且不受外界影響
推測=>需要彈跳開關
待解決=>將XY兩軸都加入彈跳開關，它的功能
為當被碰撞時輸出一訊號使移動停止，
讓開機時可以讓程式自動將吸盤推到
(0,0)位置後才開始initialization
問題分析4

27. • 構想
• 可行性
• 軟硬體結構
• DEMO影片
• 問題分析、重要功能
• 未來展望

28. 未來展望
• 利用聲控可以語音控制棋子移動
• 加入感測器使移動實體棋子也可以做為指令
• 遠距離對弈

29. 控制專題
Remote Chess
Thanks for Listening!!
第二組
0110703 曾郁修 0110817 楊君韜
指導助教:梁家維