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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Horloge Fisher basée sur un ordinateur. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Horloges, temporisateurs, relais, interrupteurs de charge Il y a beaucoup de joueurs d'échecs parmi les radioamateurs. Beaucoup d'entre eux assemblent eux-mêmes des pendules d'échecs. Cependant, les appareils faits maison ne peuvent pas être utilisés dans des compétitions plus ou moins sérieuses, principalement parce qu'ils ne répondent pas aux exigences de la FIDE. Cette situation s'explique non pas tant par la complexité de la mise en œuvre des algorithmes de chronométrage nécessaires à l'aide de dispositifs basés sur des puces logiques à faible et moyen degré d'intégration, mais par le manque de sensibilisation des développeurs aux types de pendules d'échecs et à leurs exigences. . Afin de combler cette lacune, au début de l'article proposé, il est raconté l'histoire des pendules d'échecs, leur classification et leurs modes de fonctionnement. Étant donné qu'aujourd'hui dans chaque bureau, et beaucoup à la maison, il y a des ordinateurs, l'auteur propose aux lecteurs un programme développé par lui qui implémente toutes les fonctions requises d'une horloge d'échecs électronique (ESC) avec un affichage clair de la situation à l'écran, et parle de la conception du simple décodeur nécessaire pour cela à l'ordinateur. L'horloge est un attribut essentiel des tournois et des matchs d'échecs. Les plus anciens étaient du sable, ils ont été remplacés par des mécaniques, électriques et, enfin, électroniques. Les ESC modernes sont souvent appelés "horloges Fischer". Pour comprendre les raisons de l'apparition de ce nom, tournons-nous vers l'histoire. Il était une fois, les échecs se jouaient sans contrôle du temps. Il est arrivé qu'un joueur, s'étant mis délibérément dans une position perdante, ait amené son adversaire "à mourir de faim". Les jeux ont traîné pendant de nombreuses heures d'affilée, pendant des jours. Les sommités ont réussi à réfléchir à des mouvements individuels pendant plusieurs heures. La goutte qui a débordé de la coupe de la patience était un incident au tournoi international de 1851. Le juge de la partie, William-Macklow, a fait un record historique : "La partie n'est pas finie, les deux adversaires se sont endormis...". Deux ans plus tard, lors du match Harwitz-Leventhal, pour la première fois, les adversaires étaient limités dans le temps, laissant 10 minutes pour réfléchir à chaque coup. L'horloge était un sablier, chaque adversaire a le sien. Pour dépassement du délai, une amende a été infligée. En 1866, lors du match Andersen-Steinitz, le sablier est remplacé par un sablier mécanique, bien que pas encore spécial pour les échecs, mais ordinaire. La pendule d'échecs à deux cadrans a été inventée en 1883 par l'Anglais Thomas Bright Wilson. Leur conception était encore loin d'être moderne, mais elle permettait à un mécanisme d'horlogerie d'en déclencher un autre lorsqu'il s'arrêtait. Un an plus tard, Amandus Shearwater a reçu un brevet pour la production industrielle de pendules d'échecs. En 1886, ils étaient déjà disponibles dans les magasins de Liverpool. Depuis 1899, un "drapeau" est apparu dans la pendule d'échecs, indiquant qu'il restait moins de trois minutes avant l'expiration du délai. L'idée a été proposée par D. B. Meyer. Sur la fig. 1 montre l'une des premières pendules d'échecs Ferranti.
Le prototype de la pendule d'échecs mécanique actuelle est apparu en 1900 grâce aux améliorations de Weenhoff. À peu près à la même époque, l'Américain Henry Warren a inventé l'horloge électrique. Leur version d'échecs a été mise en vente au milieu des années 20 du siècle dernier (Fig. 2).
Les premiers ESC au monde ont été fabriqués à Kiev en 1964. L'algorithme de leur travail n'était pas différent de celui des tournois classiques. Pendant longtemps, les ESC n'ont été améliorés qu'en liaison avec les avancées technologiques de l'électronique : les transistors ont été remplacés par des microcircuits, les indicateurs de vide et de décharge ont été remplacés par des LED et des cristaux liquides. Les radioamateurs ont également contribué. Des descriptions de plusieurs variantes d'ESCh faites maison peuvent être trouvées dans [1-3], et dans [4] il y a un schéma d'un préfixe qui transforme une microcalculatrice ordinaire en une horloge d'échecs. Mais au début des années 90 du siècle dernier, le cours calme des événements a été perturbé par le grand maître américain Robert James Fischer, onzième champion du monde d'échecs. Sortant d'une longue réclusion, il surprend une nouvelle fois tout le monde en proposant de jouer aux "échecs de Fischer" selon "l'horloge de Fischer". Pour référence : « Fischer Random Chess » se distingue par le fait que les pièces alignées, comme d'habitude, en position initiale, sont échangées par tirage au sort avant le début de la partie. En conséquence, le chevalier peut très bien se retrouver à la place de la reine, la tour à la place du fou, etc.. Au lieu d'un seul, il s'avère que 960 secondes de variation et plus pour chaque mouvement effectué. Si, en pensant au prochain coup, vous rentrez constamment dans ce bonus, le "drapeau" sur l'horloge ne tombera jamais. De plus, la marge de temps peut augmenter. Un joueur d'échecs expérimenté dans de telles conditions mènera à la victoire toute position théoriquement gagnante. R. Fischer fait breveter sa montre [5]. Contrairement aux "échecs aléatoires", ils ont reçu le soutien de la FIDE. La nouvelle méthode de contrôle du temps a été mise en pratique pour la première fois lors du match Fischer-Spassky (1992). Et depuis 1999, le "Official FIDE Digital Chess Timer" (Fig. 3) en mode "Fischer clock" est utilisé dans les championnats d'échecs par équipe d'Europe et du monde. La montre officielle propose également d'autres modes non moins intéressants. Il y en a 12 au total, les principaux sont discutés ci-dessous.
Délai ("horloge retardée", Andante) - après chaque coup effectué par l'un des adversaires, le compte à rebours du temps de son adversaire ne démarre pas immédiatement, mais avec un retard, par exemple de 5 secondes. Si le joueur parvient à faire un mouvement pendant ce temps, son horloge ne changera pas l'indication.Le temps bonus non utilisé ne s'accumule pas, donc jouer "super-rapide" ne donne aucun avantage. Ce règlement est courant dans les tournois organisés sous les auspices de la Fédération nationale américaine des échecs (USCF). Avec zéro retard, le chronométrage n'est pas différent des horloges d'échecs mécaniques conventionnelles. L'inconvénient des "horloges avec un retard" est l'invariabilité de leurs lectures avec un jeu assez rapide. Pour les joueurs, cela est involontairement associé à un dysfonctionnement du mécanisme de la montre. L'ajout de temps sans accumulation ("horloge de Bronstein", Adagio) est un mode équivalent à celui évoqué ci-dessus, mais le temps n'est pas ajouté avant, mais après le coup effectué (les flèches reculent). Si un nouveau coup est effectué avant que "l'addition" n'ait expiré avant d'en donner une autre, l'horloge revient automatiquement à l'original, sans ajouts. La méthode a été proposée dans les années 70 par le grand maître soviétique D. Bronstein. Psychologiquement, "l'horloge Bronstein" est plus attrayante que "l'horloge retardée", car ses lectures changent constamment, convainquant les joueurs d'échecs que le mécanisme fonctionne. Incrément de temps avec accumulation ("horloge de Fischer", "horloge FIDE", bonus, progressif) - un algorithme similaire à "l'horloge de Bronstein", mais le temps de prix inutilisé est accumulé. Le temps après chaque mouvement augmente d'un nombre défini de secondes, quelle que soit la réflexion du joueur sur ce mouvement. Une série de mouvements "super-rapides" peut accumuler suffisamment de temps pour une longue analyse de la position. Que ce soit bon ou mauvais - les théoriciens des échecs se disputent à ce jour. Les modes auxiliaires ("hours for fun", "hourglass", "gong") rendent ESHCh attractif pour le consommateur. C'est du moins ce que pensent les constructeurs. En effet, après un serious game, on peut se permettre de se détendre et jouer, par exemple, dans un mode où le temps passé à réfléchir à un coup s'ajoute automatiquement à l'adversaire. Un autre mode auxiliaire "gong" remonte aux années 30 du siècle dernier, lorsque des tournois de masse étaient pratiqués, dans lesquels les jeux étaient joués simultanément par tous les participants. Des intervalles de temps strictement fixés étaient alloués pour réfléchir à chaque mouvement, informant tout le monde de leur expiration à la fois par des coups de gong réel. Un joueur d'échecs qui n'a pas réussi à faire un mouvement avant le gong à plusieurs reprises était considéré comme un perdant. Il est très difficile de faire tourner "d'avant en arrière" les aiguilles d'une montre mécanique. Par conséquent, il est possible de mettre en œuvre avec succès de nouveaux principes de contrôle du temps uniquement à l'aide de l'électronique. Ainsi, avec la main légère de Fischer, l'ESH a eu un "second souffle". Conformément aux règles actuelles de la FIDE, les tournois internationaux d'aujourd'hui se déroulent uniquement avec l'utilisation de l'ESH. En règle générale, les 40 premiers coups sont joués avec le contrôle de temps habituel, puis la "horloge Fischer" est activée. De nombreuses fédérations nationales d'échecs, dont la russe, remplacent systématiquement les horloges mécaniques par des horloges électroniques. Malheureusement, en raison du coût élevé des "horloges FIDE", ces plans sont loin d'être complets. Comme alternative à ESC, vous pouvez trouver de nombreux programmes sur Internet qui transforment un ordinateur personnel en une horloge d'échecs. Parmi les gratuits, les plus célèbres sont [6-8]. Leurs défauts communs : seule indication numérique de l'heure, imitation d'appuyer sur les boutons de l'horloge à l'aide d'un clavier conventionnel. Il est placé sur le côté de l'échiquier, un joueur utilise la touche ESC, l'autre - ENTER. La pratique montre que lors de la lecture de "blitz" pour certains joueurs d'échecs particulièrement expressifs, la force d'un clavier d'ordinateur standard est clairement insuffisante. L'affichage numérique de l'heure rend très difficile de jouer en cas de problème de temps. Il est extrêmement difficile de suivre le nombre de secondes restantes avec une vision périphérique, sans être distrait de l'échiquier ; le drapeau pratique d'une horloge d'échecs ordinaire vient immédiatement à l'esprit. Par conséquent, en plus du numérique sur l'écran, un indicateur "analogique" est nécessaire. Par exemple, comme dans le programme [9], dans l'état initial dont deux cercles-cadrans verts sont visibles sur l'écran du moniteur. Au fur et à mesure que chaque joueur passe du temps, des secteurs de couleur bleue se développent sur les cadrans. Le jeu se termine lorsque l'un des cadrans devient complètement bleu. Si nous prenons comme base une méthode d'indication similaire, en y ajoutant une numérique, en prévoyant des modes de suivi de l'heure modernes, la possibilité de contrôler à l'aide de boutons supplémentaires suffisamment durables et pratiques, nous obtiendrons des EShCh qui ne sont pas inférieurs aux officiels . Sur la fig. 4 et fig. La figure 5 montre les schémas les plus simples, selon lesquels deux boutons externes (un pour chaque adversaire) peuvent être connectés à un ordinateur - respectivement, aux connecteurs du port LPT ou COM. Un courant de 1 ... 2 mA circulera à travers les contacts des boutons SB2 et SB5 qui sont fermés lorsqu'ils sont enfoncés. Cette valeur peut être considérée comme optimale. Avec une valeur plus grande, les contacts grilleront rapidement, avec une valeur plus petite, la probabilité d'un fonctionnement non fiable augmente en raison de l'instabilité de la résistance de contact.
Les boutons peuvent être placés à la fois en général et dans deux boîtiers distincts avec une longueur de fils de connexion pouvant atteindre plusieurs mètres. Une option consiste à utiliser deux "souris" d'ordinateur, même si elles sont défectueuses. Dans chacun d'eux, les contacts de toutes les touches disponibles sont connectés en parallèle, ce qui vous permet d'appuyer sur n'importe laquelle sans regarder. Le reste de la "farce" n'est pas utilisé. Pour rendre la structure mécaniquement stable, la balle caoutchoutée est retirée. Il n'y a qu'un seul inconvénient - la manière "sans échecs" d'appuyer sur les boutons (bien que quelqu'un considérera cela comme un avantage). Sur la fig. 6 montre un schéma d'un bloc plus complexe de boutons déportés (BVK). Ses détails sont placés à l'intérieur de l'horloge d'échecs standard "Yantar", dont les mécanismes d'horloge et de bouton ne sont soumis à aucune altération. Cela est devenu possible grâce à l'utilisation de capteurs optiques sans contact de la position des boutons déjà présents dans la montre. Les capteurs sont constitués de diodes émettrices BI1, BI2 et de phototransistors doubles BL1, BL2.
La prise XS1 BVK peut être connectée aux ports parallèle et série d'un ordinateur. Il suffit de réaliser le câble approprié selon les schémas illustrés à la Fig. 7 (vers le port LPT) ou sur la fig. 8 (vers le port COM).
Montré sur la fig. Les prises 5 et 8 XS1 (DB-9F) sont connectées aux prises DB-9M du port COM1 installées sur les ordinateurs modernes. Le port COM2 est généralement équipé d'une prise DB-25M, dont l'affectation des broches est quelque peu différente. Les connecteurs pour ports série et parallèles d'ordinateurs de types obsolètes, principalement fabriqués en URSS, se distinguent par une grande variété. RDA et Pologne. Dans tous ces cas, le BVK devra être connecté au connecteur de l'ordinateur, en se concentrant sur les noms des lignes de port indiquées sur les figures. Revenons à la fig. 6. Le courant à travers les LED émettrices VI et BI2 est défini par les résistances R1 et R4 (lorsqu'elles sont connectées à LPT) ou R1-R4 (lorsqu'elles sont connectées à COM). Les émetteurs et leurs photodétecteurs correspondants (BL1, BL2) sont situés de telle manière que la liaison optique entre eux est interrompue, étant dans la position appropriée, par la bascule du mécanisme à bouton-poussoir de la pendule d'échecs. Par exemple, lorsque le bouton droit est enfoncé, il ne doit pas y avoir de connexion BI1-BL1, les phototransistors de l'ensemble BL1 doivent être fermés. Lorsque les deux boutons sont enfoncés (arrêt complet de l'horloge), les phototransistors des deux ensembles (BL1 et BL2) sont allumés et ouverts. Des expériences ont montré que les signaux des capteurs optiques n'atteignent une amplitude suffisante pour alimenter directement les entrées des ports informatiques qu'à une très faible distance entre émetteurs et photodétecteurs. Par conséquent, dans le BVK, des amplificateurs-inverseurs de signaux de capteur sont fournis - transistors VT1 et VT2. Leurs charges de collecteur lorsqu'elles sont connectées au port COM sont les résistances R7 et R8. Aucune résistance de terminaison n'est requise pour fonctionner avec le port LPT. Diode VD1 - de protection, en cas d'inversion de tension sur les lignes RTS et DTR du port COM. BVK est assemblé sur un panneau en fibre de verre aux dimensions de 95x15x1 mm. Comme le montre la fig. 9, cette planche (4) est collée par l'intérieur sur la paroi supérieure de la boîte de montre Yantar. Toutes les pièces et les conducteurs imprimés sont situés sur le côté libre de la carte. Les capteurs optiques 85 sont situés à ses extrémités opposées à une distance d'environ 2 mm les uns des autres et à proximité des boutons correspondants 3. La distance entre la diode émettrice et l'ensemble phototransistor travaillant avec elle est de 6...8 mm. D'autres éléments du BVK sont installés sur la planche de manière à ne pas gêner la course du culbuteur 1.
La prise XS1 est montée sur la paroi arrière amovible du boîtier de la montre et reliée à la carte 4 par un faisceau de câbles 5. En raison du manque de place sur la carte, la diode VD1 et les résistances R1, R4 sont soudées directement sur les contacts de la prise. Dans BVK, conçu pour être connecté uniquement au port LPT, la diode VD1 et les résistances R2, R3, R7, R8 ne peuvent pas être installées. Des éléments de capteurs optiques - diodes émettrices et phototransistors - ont été prélevés sur des "souris" d'ordinateur Genius Easy Mouse. Lors de leur remplacement par des appareils similaires de "souris" d'autres types, vous devrez peut-être sélectionner les valeurs de résistance: R1-R4 pour régler le courant sur 4 ... 8 mA à travers les diodes émettrices, et R5, R6 pour obtenir un fonctionnement fiable des capteurs. Diode VD1 et transistors VT1, VT2 - tout petit. Toutes les résistances - MLT-0,125. La prise DB-9F peut être remplacée par une SNP101-9G ou une autre adaptée au nombre de contacts et aux dimensions en changeant les fiches du câble XP1 en conséquence (voir Fig. 7 et 8). Avec l'un des panneaux de boutons-poussoirs décrits ou avec BVK, le programmeHorloge d'échecs électronique". Pour ceux qui s'intéressent aux détails de l'algorithme de son travail, il existe également un texte source en C. Le programme a été développé pour le système d'exploitation MS DOS et un adaptateur vidéo VGA (crête 640x480), ce qui vous permet de l'exécuter sur les ordinateurs les plus "anciens", ramassant souvent la poussière dans les placards. Il est possible de travailler sous Windows en mode émulation DOS. Immédiatement après le lancement, indiquez au programme comment contrôler l'horloge (boutons, capteurs optiques, touches ESC et ENTER du clavier de l'ordinateur), à quel port les boutons ou BVK sont connectés (LPT1, LPT2, COM1, COM2) et sélectionnez l'heure mode de contrôle (horloge avec un retard, "horloge Bronstein", "horloge Fischer", sablier). Il reste à définir le temps imparti à chaque joueur pour l'ensemble de la partie, et à indiquer la quantité de retard ou d'augmentation de temps. L'ordinateur accompagne toutes les actions de réglage des modes avec des conseils. L'écran principal du programme, illustré à la Fig. 10 contient deux cadrans ronds.
Le compte à rebours est effectué à la fois analogique (temps passé - secteurs blancs et jaunes, le reste - secteurs violets) et numérique. L'affichage en haut de l'écran affiche l'heure actuelle - les lectures de l'horloge interne de l'ordinateur. Avec la touche 5, la pendule d'échecs peut être temporairement arrêtée et redémarrée. En appuyant sur la touche 7, vous pouvez corriger les valeurs du compteur de coups de n'importe quel joueur (affiché dans les coins inférieurs de l'écran). Cela peut être nécessaire si le bouton de la montre est enfoncé par erreur. Dès qu'il reste moins d'1 minute au joueur, une barre blanche "dernier kilomètre" apparaît en bas de l'écran sous son cadran, se remplissant progressivement de bleu. C'est sur elle qu'ils sont guidés dans la pression du temps. Conformément aux règles de la FIDE, l'expiration du temps est indiquée par l'arrêt des pendules des deux adversaires, un signal sonore et l'inscription STOP sur l'écran. L'impossibilité de déterminer le vainqueur, inhérente au jeu avec une horloge mécanique, a été éliminée lorsque les "drapeaux" sont tombés presque simultanément, lorsque, quelle que soit la position sur l'échiquier, les juges enregistrent un match nul. L'ESCH informatisé peut également être utilisé dans d'autres jeux : dames, bridge sportif, go, renju. littérature
Auteur : S. Ryumik, Tchernihiv, Ukraine
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