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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Orologio Fisher computerizzato. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Orologi, temporizzatori, relè, interruttori di carico Ci sono molti giocatori di scacchi tra i radioamatori. Molti di loro assemblano da soli gli orologi per gli scacchi. Tuttavia, i dispositivi fatti in casa non possono essere utilizzati in competizioni più o meno serie, principalmente a causa della loro non conformità ai requisiti FIDE. Questa situazione è spiegata non tanto dalla complessità dell'implementazione degli algoritmi di monitoraggio del tempo necessari utilizzando dispositivi su chip logici di bassa e media integrazione, ma dalla mancanza di consapevolezza degli sviluppatori sui tipi di orologi per gli scacchi e sui loro requisiti. Per colmare questa lacuna, all'inizio di questo articolo parliamo della storia degli orologi per gli scacchi, della loro classificazione e delle modalità di funzionamento. Considerando che oggi ogni ufficio, e molte case, dispongono di computer, l'autore offre ai lettori un programma da lui sviluppato che implementa tutte le funzioni richieste da un orologio per scacchi elettronico (ECC) con una visualizzazione della situazione sullo schermo, e parla di il design della semplice console necessaria per questo al computer. Un attributo integrale dei tornei e delle partite di scacchi è un orologio. Quelli più antichi erano a base di sabbia, furono sostituiti da quelli meccanici, elettrici e, infine, elettronici. Gli ESC moderni sono spesso chiamati “orologi Fischer”. Per comprendere le ragioni della comparsa di questo nome, diamo un'occhiata alla storia. Un tempo gli scacchi si giocavano senza controllo del tempo. È successo che un giocatore, trovandosi deliberatamente in una posizione perdente, facesse morire di fame il suo avversario. I giochi duravano molte ore, giorni. I luminari sono riusciti a pensare alle singole mosse per diverse ore. La goccia che fece traboccare la pazienza fu un incidente avvenuto in un torneo internazionale nel 1851. L'arbitro della partita, Williams-Maklowe, fece una nota storica: “La partita non è finita, entrambi gli avversari si sono addormentati...”. Due anni dopo, nella partita Harwitz-Leventhal, per la prima volta gli avversari avevano un tempo limitato, con 10 minuti per pensare a ogni mossa. C'era una clessidra, ogni avversario aveva la sua. È stata comminata una multa per aver superato il termine. Nel 1866, nella partita Andersen-Steinitz, la clessidra fu sostituita da una meccanica, anche se non ancora speciale per gli scacchi, ma ordinaria. L'orologio per gli scacchi a due quadranti fu inventato nel 1883 dall'inglese Thomas Bright Wilson. Il loro design era ancora tutt'altro che moderno, ma consentiva di avviarne un altro quando il meccanismo di un orologio si fermava. Un anno dopo, Amandus Shearwater ricevette un brevetto per la produzione industriale di orologi per scacchi. Nel 1886 potevano già essere acquistati nei negozi di Liverpool. Dal 1899, l'orologio degli scacchi ha una “bandiera” che indica che mancano meno di tre minuti alla scadenza del tempo limite. L'idea è stata proposta da DB Meyer. Nella fig. La Figura 1 mostra uno dei primi modelli di orologi per scacchi Ferranti.
Il prototipo dell'attuale orologio per scacchi meccanico apparve nel 1900 grazie ai miglioramenti di Veenhoff. Nello stesso periodo, l'americano Henry Warren inventò l'orologio elettrico. La loro versione degli scacchi apparve in vendita a metà degli anni '20 del secolo scorso (Fig. 2).
I primi ESC al mondo furono prodotti a Kiev nel 1964. L'algoritmo per il loro funzionamento non era diverso da quelli classici dei tornei. Per molto tempo, gli ESC sono stati migliorati solo in connessione con i progressi tecnologici nell'elettronica: i transistor sono stati sostituiti da microcircuiti, indicatori di vuoto e scarica di gas - LED e cristalli liquidi. Hanno contribuito anche i radioamatori. Le descrizioni di diverse varianti dell'ESC fatto in casa possono essere trovate in [1-3], e in [4] c'è un diagramma di un allegato che trasforma un normale microcalcolatore in un orologio per gli scacchi. Ma all'inizio degli anni '90 del secolo scorso, il corso calmo degli eventi fu interrotto dal gran maestro americano Robert James Fischer, l'undicesimo campione mondiale di scacchi. Uscito da un lungo isolamento, sorprese ancora una volta tutti offrendosi di giocare agli “scacchi Fischer” con l’aiuto di un “orologio Fischer”. Per riferimento: “Fischer Random Chess” si distingue per il fatto che i pezzi allineati, come di consueto, nella loro posizione originale vengono scambiati a sorte prima dell'inizio della partita. Di conseguenza, il cavallo potrebbe finire al posto della regina, la torre al posto dell'alfiere, ecc. Invece di uno solo, risultano 960 secondi bonus variabili per ogni mossa effettuata. Se, mentre pensi alla tua prossima mossa, incontri costantemente questo premio, la “bandiera” sull’orologio non cadrà mai. Inoltre, la riserva di tempo potrebbe aumentare. Un giocatore di scacchi esperto in tali condizioni porterà alla vittoria qualsiasi posizione teoricamente vincente. R. Fischer brevettò il suo orologio [5]. A differenza degli "scacchi casuali", hanno ricevuto il sostegno della FIDE. Il nuovo metodo di controllo del tempo è stato messo in pratica per la prima volta nella partita Fischer-Spassky (1992). E dal 1999, il “Timer scacchistico digitale ufficiale FIDE” (Fig. 3) nella modalità “Orologio Fischer” è stato utilizzato nei campionati europei e mondiali di scacchi a squadre. Gli orologi ufficiali forniscono anche altre modalità, non meno interessanti. Ce ne sono 12 in totale, i principali sono discussi di seguito.
Ritardo ("orologio ritardato", Andante) - dopo ogni mossa effettuata da uno degli avversari, il conto alla rovescia del tempo del suo avversario non inizia immediatamente, ma con un ritardo, ad esempio, di 5 secondi. Se durante questo tempo il giocatore riesce a fare una mossa, il suo orologio non cambierà la sua lettura.Il tempo bonus non speso non si accumula, quindi il gioco “superveloce” non fornisce alcun vantaggio. Questi regolamenti sono comuni nei tornei organizzati sotto gli auspici della American National Chess Federation (USCF). Con un ritardo pari a zero, il cronometraggio non è diverso da un tradizionale orologio per scacchi meccanico. Lo svantaggio degli “orologi ritardati” è che le loro letture rimangono invariate anche quando il gioco viene giocato abbastanza velocemente. I giocatori associano involontariamente questo a un meccanismo dell'orologio difettoso. L'aumento del tempo senza accumulo (“orologio di Bronstein”, Adagio) è una modalità equivalente a quella discussa sopra, ma il tempo viene aggiunto non prima, ma dopo la mossa effettuata (le frecce vengono spostate indietro). Se viene effettuata una nuova mossa prima che sia scaduta l'“addizione”, prima di darne un'altra, le letture dell'orologio ritornano automaticamente a quelle originali, senza aggiunte. Il metodo fu proposto negli anni '70 dal gran maestro sovietico D. Bronstein. Psicologicamente, l '"orologio di Bronstein" è più attraente dell'"orologio ritardato", poiché le sue letture cambiano costantemente, convincendo i giocatori di scacchi che il meccanismo funziona correttamente. Aumento del tempo con accumulo ("orologio Fischer", "orologio FIDE", bonus, progressivo) - un algoritmo simile all'"orologio Bronstein", ma il tempo bonus non utilizzato viene accumulato. La riserva di tempo dopo ogni mossa aumenta di un determinato numero di secondi, indipendentemente da quanto il giocatore abbia pensato a questa mossa. Una serie di mosse “superveloci” può accumulare tempo sufficiente per una lunga analisi di una posizione. Se questo sia positivo o negativo è qualcosa su cui i teorici degli scacchi discutono ancora oggi. Le modalità ausiliarie (“orologio divertente”, “clessidra”, “gong”) rendono l’EHS attraente per il consumatore. Almeno questo è quello che pensano i produttori. Infatti, dopo una partita seria, puoi permetterti di rilassarti e giocare, ad esempio, in una modalità in cui il tempo trascorso a pensare a una mossa viene automaticamente aggiunto a quello del tuo avversario. Un'altra modalità ausiliaria, il “gong”, risale agli anni '30 del secolo scorso, quando venivano praticati tornei di massa in cui tutti i partecipanti giocavano contemporaneamente. Venivano assegnati intervalli di tempo rigorosamente prestabiliti per riflettere su ogni mossa, informando immediatamente tutti della sua scadenza con i colpi di un vero gong. Un giocatore di scacchi che non aveva il tempo di fare una mossa un paio di volte prima del gong era considerato un perdente. È molto difficile ruotare avanti e indietro le lancette di un orologio meccanico. Pertanto, è possibile implementare con successo nuovi principi di controllo del tempo solo con l'aiuto dell'elettronica. Così, con la mano leggera di Fischer, l’ESH ha ricevuto un “secondo vento”. In conformità con le attuali regole FIDE, oggi i tornei internazionali si svolgono solo con l'uso di ECH. Di norma, le prime 40 mosse vengono giocate con il normale controllo del tempo, quindi viene acceso l'“orologio Fischer”. Molte federazioni scacchistiche nazionali, compresa quella russa, stanno sistematicamente sostituendo gli orologi meccanici con quelli elettronici. Sfortunatamente, a causa dell’elevato costo degli orologi FIDE, questi piani sono lungi dall’essere completi. In alternativa all'ESC si possono trovare su Internet numerosi programmi che trasformano un personal computer in un orologio per gli scacchi. Tra quelli gratuiti, i più famosi sono [6-8]. I loro svantaggi comuni: solo visualizzazione digitale dell'ora, imitazione della pressione dei pulsanti dell'orologio utilizzando una normale tastiera. Si trova sul lato della scacchiera, un giocatore usa il tasto ESC, l'altro usa il tasto ENTER. La pratica dimostra che quando si gioca a blitz, per alcuni giocatori di scacchi particolarmente espressivi, la forza della tastiera di un computer standard è chiaramente insufficiente. La visualizzazione digitale dell'ora rende molto difficile giocare sotto pressione. È estremamente difficile tenere traccia del numero di secondi rimanenti con la visione periferica senza essere distratti dalla scacchiera; mi viene subito in mente la comoda bandiera di un normale orologio da scacchi. Pertanto, oltre a quello digitale, è necessario un indicatore “analogico” sullo schermo. Ad esempio, come nel programma [9], nel cui stato iniziale sullo schermo del monitor sono visibili due cerchi verdi del quadrante. Man mano che ogni giocatore trascorre il tempo, i settori blu crescono sui quadranti. Il gioco termina quando uno dei quadranti diventa completamente blu. Se prendiamo come base un metodo di indicazione simile, aggiungendone uno digitale, fornendo moderne modalità di monitoraggio del tempo e la possibilità di controllare utilizzando pulsanti aggiuntivi abbastanza durevoli e convenienti, otterremo EHS che non sono inferiori a quelli ufficiali. Nella fig. 4 e fig. La Figura 5 mostra gli schemi più semplici in cui due pulsanti esterni (uno per ciascun avversario) possono essere collegati a un computer, rispettivamente ai connettori della porta LPT o COM. Una corrente di 1...2 mA scorrerà attraverso i contatti dei pulsanti SB2 e SB5 che si chiudono quando vengono premuti. Questo valore può essere considerato ottimale. Con una quantità maggiore, i contatti si bruceranno rapidamente, con una quantità inferiore, aumenta la probabilità di un funzionamento inaffidabile a causa dell'instabilità della resistenza del contatto.
I pulsanti possono essere posizionati sia in un alloggiamento comune che in due alloggiamenti separati con una lunghezza dei cavi di collegamento fino a diversi metri. Un'opzione è utilizzare due mouse per computer, anche quelli difettosi. In ciascuno di essi, i contatti di tutti i tasti disponibili sono collegati in parallelo, il che consente di premerne uno qualsiasi “senza guardare”. Il resto del "ripieno" non viene utilizzato. Per rendere la struttura meccanicamente stabile, rimuovere la sfera gommata. C'è solo un inconveniente: il metodo "non scacchistico" di premere i pulsanti (anche se alcuni lo considererebbero un vantaggio). Nella fig. La Figura 6 mostra uno schema di un blocco più complesso di pulsanti remoti (BVK). Le sue parti sono collocate all'interno dell'orologio per scacchi Yantar standard, i cui meccanismi dell'orologio e dei pulsanti non sono soggetti ad alcuna modifica. Ciò è stato possibile grazie all'utilizzo di sensori ottici di posizione senza contatto dei pulsanti già presenti nell'orologio. I sensori sono costituiti da diodi emettitori BI1, BI2 e doppi fototransistor BL1, BL2.
La presa XS1 BVK può essere collegata sia alla porta parallela che a quella seriale di un computer. E' sufficiente realizzare l'apposito cavo secondo gli schemi riportati in Fig. 7 (alla porta LPT) o in Fig. 8 (alla porta COM).
Mostrato nella fig. 5 e 8 prese XS1 (DB-9F) sono collegate alle spine DB-9M della porta COM1 installata nei computer moderni. La porta COM2 è solitamente dotata di un connettore DB-25M, la cui assegnazione dei pin è leggermente diversa. I connettori delle porte seriali e parallele dei tipi di computer obsoleti, fabbricati principalmente in URSS, sono molto diversi. DDR e Polonia. In tutti questi casi il BVK dovrà essere collegato al connettore del computer, facendo attenzione ai nomi delle linee di porta indicate nelle figure. Ritorniamo alla Fig. 6. La corrente attraverso i LED emittenti VI e BI2 è impostata dai resistori R1 e R4 (se collegati a LPT) o R1-R4 (se collegati a COM). Gli emettitori e i loro corrispondenti fotorilevatori (BL1, BL2) sono posizionati in modo tale che la connessione ottica tra loro venga interrotta dalla bascula del meccanismo a pulsante dell'orologio per scacchi, che si trova nella posizione appropriata. Ad esempio, quando si preme il pulsante destro, non dovrebbe esserci alcuna connessione tra VI1 e BL1 e i fototransistor del gruppo BL1 dovrebbero essere chiusi. Quando vengono premuti entrambi i pulsanti (l'orologio si ferma completamente), i fototransistor di entrambi i gruppi (BL1 e BL2) sono illuminati e aperti. Gli esperimenti hanno dimostrato che i segnali provenienti dai sensori ottici raggiungono ampiezze sufficienti per essere forniti direttamente agli ingressi delle porte dei computer solo a una distanza molto piccola tra gli emettitori e i fotorilevatori. Pertanto, la BVK fornisce amplificatori inverter per i segnali dei sensori: transistor VT1 e VT2. I carichi del loro collettore quando collegati alla porta COM sono i resistori R7 e R8. Non sono necessarie resistenze di carico per il funzionamento della porta LPT. Il diodo VD1 è un diodo protettivo in caso di inversione di tensione sulle linee RTS e DTR della porta COM. Il BVK è assemblato su un pannello in fibra di vetro con dimensioni di 95x15x1 mm. Come mostrato nella Fig. 9, questo pannello (4) è incollato dall'interno alla parete superiore della cassa dell'orologio Yantar. Tutte le parti e i conduttori stampati si trovano sul lato libero della scheda. Alle sue estremità opposte, ad una distanza di circa 85 mm l'uno dall'altro e in prossimità dei corrispondenti pulsanti 2, sono posizionati i sensori ottici 3. La distanza tra il diodo emettitore e il gruppo fototransistor con esso cooperante è di 6...8 mm. Gli altri elementi del BVK sono installati sulla tavola in modo tale da non interferire con il movimento del bilanciere 1.
La presa XS1 è montata sulla parete posteriore rimovibile della cassa dell'orologio ed è collegata alla scheda 4 tramite il cablaggio 5. A causa della mancanza di spazio sulla scheda, il diodo VD1 e i resistori R1, R4 sono saldati direttamente ai contatti della presa. Nel BVK, progettato per il collegamento solo alla porta LPT, il diodo VD1 e i resistori R2, R3, R7, R8 non possono essere installati. Elementi di sensori ottici - diodi emettitori e fototransistor - sono stati estratti dai mouse per computer Genius Easy Mouse. Quando li sostituisci con dispositivi simili di altri tipi di mouse, potrebbe essere necessario selezionare i valori dei resistori: R1-R4 per impostare una corrente di 4...8 mA attraverso i diodi emettitori e R5, R6 per ottenere un funzionamento affidabile dei sensori . Diodo VD1 e transistor VT1, VT2 - tutti quelli piccoli. Tutti i resistori sono MLT-0,125. La presa DB-9F può essere sostituita con una SNP101-9G o altra idonea come numero di contatti e dimensioni, modificando opportunamente le spine del cavo XP1 (vedi Fig. 7 e 8). Insieme ad una qualsiasi delle pulsantiere descritte oa BVK, il programmaOrologio per scacchi elettronico"Per chi fosse interessato ai dettagli dell'algoritmo del suo funzionamento, lì è disponibile anche il testo sorgente in C. Il programma è sviluppato per il sistema operativo MS DOS e l'adattatore video VGA (640x480 pixel), che consente di eseguirlo sui computer più "antichi", che spesso raccolgono polvere negli armadi. Può funzionare sotto Windows in modalità di emulazione DOS. Subito dopo l'avvio, dovresti dire al programma come controllare l'orologio (pulsanti, sensori ottici, tasti ESC e ENTER sulla tastiera del computer), a quale delle porte sono collegati i pulsanti o BVK (LPT1, LPT2, COM1, COM2) e selezionare la modalità di controllo del tempo (orologio con ritardo, "orologio Bronstein", "orologio Fischer", clessidra). Non resta che impostare il tempo assegnato a ciascun giocatore per l'intera partita e indicare l'entità del ritardo o dell'aumento del tempo. Il computer fornisce istruzioni per tutti i passaggi per impostare le modalità. La schermata principale del programma, mostrata in Fig. 10, contiene due quadranti rotondi.
Il tempo viene conteggiato sia in modo analogico (tempo trascorso - settori bianchi e gialli, tempo rimanente - settori viola) che digitale. Il display nella parte superiore dello schermo mostra l'ora corrente, ovvero le letture dell'orologio interno del computer. Usando il tasto 5, l'orologio per gli scacchi può essere temporaneamente fermato e riavviato. Utilizzando il tasto 7, puoi regolare i valori del contatore delle mosse di qualsiasi giocatore (visualizzato negli angoli inferiori dello schermo). Ciò potrebbe essere necessario se il pulsante dell'orologio viene premuto per errore. Non appena al giocatore rimane meno di 1 minuto di tempo, nella parte inferiore dello schermo sotto il quadrante appare una barra bianca "ultimo miglio", che si riempie gradualmente di blu. È ciò che usano per navigare nella pressione del tempo. Secondo le regole FIDE, lo scadere del tempo viene indicato fermando il cronometro di entrambi gli avversari, un segnale acustico e la parola STOP sullo schermo. È stata eliminata l'incapacità intrinseca di un gioco con un orologio meccanico di determinare il vincitore quando le “bandiere” cadono quasi simultaneamente, quando, indipendentemente dalla posizione sul tabellone, i giudici registrano un pareggio. L'EHS computerizzato può essere utilizzato anche in altri giochi: dama, bridge sportivo, Go, Renju. Letteratura
Autore: S.Ryumik, Chernihiv, Ucraina
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