Spielsteine auf Spielfeld erkennen

[Arkon]

Moin,

mir kam grade eine Idee für eine Bastelei. Eine Art Denkspiel. Dafür ist es notwendig, dass Spielsteine auf einem Spielfeld erkannt werden. Dabei geht es nicht um die Position (diese ist durch Vertiefungen im Spielfeld mechanisch vorgegeben) sondern um die Art des plazierten Spielsteins. Die Steine haben dabei die gleiche Form (ob Rund oder Eckig ist egal, noch nicht entschieden und kann für die Lösung meines Problems bei Bedarf frei gewählt werden. Sollte aber mit einfachen Werkzeugen herstellbar sein oder fertig zu kaufen sein). Insgesamt werden ca. 13 verschiedene Spielsteinarten! Das Spielfeld an Sich besteht aus ca. 20 Feldern. Hier kann man, falls der Lösungsvorschlag es erfordert aber auch ein wenig von Abweichen. Weniger als 14 Felder möchte ich aber vermeiden.

Und weil das ganze noch zu einfach ist XD sollte die Technik möglichst günstig, robust und "grobmotoriker"-tauglich sein.

Mein erster Gedanke ging in die Richtung Holzchips mit Widerständen zu versehen, welche über Kontakte im Spielfeld abgegriffen werden und mittels ADC zu Werten für einen µC verwertet werden. Jedoch komme ich auf grade nicht auf eine brauchbare Lösung, 20 Felder auszuwerten ohne 20 verschiedene ADCs zu nutzen. Hoffe einer der Elektronik-Profis kann mir einen Denkanstoß geben. Ich möchte aber um eine anfängerkompatible Formulierung bitten

Gruß
Christopher

[PICture]

Hallo Arkon !

Deine Idee mit Widerständen finde ich sehr gut !

Meine erste "verrückte" Idee wäre das Spielfeld in Matrix (z.B. 4 x 5) aufzuteilen und wie Tastatur mittels Konstantstromquellen (KSQ) und in µC multiplexten ADC auszuwerten. Bei gewichteten Widerstandswerten, wie beim DAC, sollte möglich sein die Position allen Spielsteine zu ermitteln.

Sollte trotz meiner Bemühung etwas unklar sein, bitte weiterfragen !

[BASTIUniversal]

Und wie wird der Spielstein elektrisch mit dem Brett verbunden? Das dürfte vielleicht auch noch eine Herausforderung werden.
Wenn es robust und tauglich für Grobmotoriker sein soll, dann fallen die "Standard" Steckerleisten jedenfalls raus. Zwei blanke Flächen aufeinander legen bringt Schwierigkeiten mit der Kontaktsicherheit und Übergangswiderständen.

Gruß
Basti

Edit: Man könnte auch Labor-Bananenstecker nehmen...die dürften nicht so leicht kaputt gehen

[PICture]

Das mit der Kontaktunsicherheit befürchte ich auch, fällt mir aber auf die schnelle nix besseres ein.

[robin]

Das einzige Problem bei den Widerständen ist die Kontaktfläche, hat man eine schlechte Verbindung, ist es eine andere Spielfigur.

Für erste Tests ist es aber Sicherlich nicht verkehrt. Nur müsste man da noch klären, was für ein Signal anliegt, wenn keine Spielfigur auf dem Feld steht.


Eine andere Möglichkeit wären ein Farbsensor+LED und jede Spielfigur hat einen andersfarbigen Boden.
Könnte man dann so regeln, Sensor bekommt licht -> LED aus, Sensor bekommt kein Licht -> LED an und eine Messung machen um die Figur zu bestimmen und die LED wieder ausmachen, damit das spielfeld nicht andauernd Leuchtet

[021aet04]

Ich könnte mir vorstellen das die Spielsteine wie wechselbare Jumper aufbaust (digital). Wenn es zu klein wird könnte es Probleme geben. Du nimmst z.B. in der Mitte einen Punkt an dem du eine Spannung anlegst. Nach außen hast du dann 4 Ringe (gesamt also 5 Kontaktflächen) die du je nach Spielsteinart mit der mittleren Fläche verbindest. Die Kontakte am Spielbrett würde ich mit Federn herstellen. Damit du einen besseren Kontakt hast kannst du einen Magneten in das Spielbrett oder den Spielstein geben. Im Gegenstück kannst du dann eine Metallscheibe o.Ä. verwenden.

MfG Hannes

[PICture]

Nur müsste man da noch klären, was für ein Signal anliegt, wenn keine Spielfigur auf dem Feld steht.

Bei KSQ's sind leere Felder unbedeutend, weil unendlicher Widerstand, also max. Spannung.

Federnde unter Gewicht der Figuren sich biegende Kontakte (wie bei Relais) müssten genügen.

Zuletzt ist mir eingefallen, dass um bessere Kontakte zu haben, man vielleicht zerlegte Schnapp- bzw, Microschalter verwenden könnte.

Bisher unbemerkte Gefahren: jeder Kurzschluss auf dem Spielfeld (z.B. durch Kontakte an einer Figur) macht ihre Erkennung unmöglich und mögliche Verletzung durch Kontakte.

Deshalb optimal wäre, falls möglich, alle Kontakte als Mikroschalter im Spielfeld zu plazieren. Die Spielfiguren ohne jeglicher Kontakte könnten dann, dank unterschiedlicher Form, in gleiche Öffnungen gesteckt werden und entsprechende Anzahl von seriell verbundenen gleichen Widerständen kurzschliessen (z.B. auf innerem Umfang der Öffnung). Ein Mikroschalter am Boden der Öffnung könnte man möglicherweise fürs Signalisieren ausnutzen, dass eine Figur richtig eingesteckt ist.

[vohopri]

Hallo Christopher,

je nach Anforderung würde ich einer der folgenden zwei Varianten wählen.
1.: Es ist gewährleistet, dass immer nur ein Stein bewegt wird.
Dann braucht der Controller / Computer die Art des Steins nicht wahr zu nehmen, sondern es reicht, wenn er weiss, welcher Stein bewegt wurde.
Zu beginn liegt jeder Stein in einer formschlüssig codierten Startposition.
Die Startposition und alle Spielfeldpositionen haben einen Hallsensor und jeder Spielstein einen Magneten. Jedes Entnehmen eines Steins wird registriert, und jedes neu platzieren danach ebenso. Nachdem bekannt ist, welche Figur entnommen wurde, weiss er auch welche Figur neu platziert wurde.
2.er strikte Ablauf von Aufheben eines Steins und neu Positionieren ist nicht gewährleistet.
Dann braucht es tatsächlich das Wahrnehmen der Figur.
Da würde ich 2 Dinge unbedingt vermeiden: Etwas analog codieren um es dann in digitale Info um zu wandeln. Und jede Art vom mechanischen Kontakten.
Darum würd ich in diesem Fall mit Hallsensoren und Magneten codieren. Das sind 4 Sensoren pro Spielfeldposition. Nachdem ein Sensor inclusive Auswertelektronik mit digitalem Ausgang weniger als 20 Cent kostet, ist das besser als alles andere: Preisgünstig, zuverlässig in der Funktion und Ausfallsicher. Nicht umsonst ist das heute Stand der Technik.

wünsche viel Bastel- und Spielspass.

[Arkon]

Danke schonmal für die Antworten!

Das Problem mit dem Übergangswiederstand und mechanischen Kontakten sehe ich auch. Daher kam auch mein Aufruf, bzw. meine Anfrage, für andere Lösungsvorschläge.

@vohopri: Variante 1 kann definitiv ausgeschlossen werden. Da es sich um ein Knobelspiel handelt wird viel nach dem Trial-and-Error-Prinzip gespielt. Da ist es nicht zu gewährleisten, dass immer nur ein Stein bewegt wird. Selbst wenn man das irgendwo nieder schreibt gibt es immer jemanden der es nicht beachtet und damit die aktuelle Positionierung verwirrt.

Die Idee die Steine mit Magneten zu kodieren halte ich für die beste Idee bisher. Allerdings habe ich bisher nur am Rande mit Hallsensoren zu tun gehabt, und dann auch nur vorhandene Verbaut die deutlich überdimensioniert waren. Es wäre ja bei der Auswahl zu beachten, dass der "Messbereich" so gewählt wird, dass benachbarte Magnete nicht erkannt werden. Werde mich mal in die Funktionsweise einlesen. Wenn die Kosten wirklich bei 20Cent/Sensor liegen wäre es ja ein bezahlbares Unterfangen.

Allerdings kommt da direkt die nächste Frage auf:

Bei 20 Spielfeldern und 4 Sensoren/Feld komme ich auf 80 Signale die ich auswerten muss. Zusammen mit ein paar Bedien- und Anzeigeelementen kommen da ein Haufen I/O-Signale zusammen. Kann ich die Hallsensoren auch matrixartig auswerten?

[PICture]

Kann ich die Hallsensoren auch matrixartig auswerten?

Sicher, wird aber kompliziert.

Jeder Bastler muss selber entscheiden können, ob einfach mit Nachteilen, oder perfekt unmachbar.