ساعت شطرنج دیجیتال

ساخت یک ساعت شطرنج دیجیتالی به جای ساعت های عقربه ای کنونی ایده جالبی است. مشخصات ساعت بازی شطرنج به شرح زیر می باشد:

1- دو ساعت مستقل برای هر بازیکن وجود داشته باشد.

2- داور توانایی تنظیم دو ساعت با یک زمان مبنا را داشته باشد.

3- پس از فکر کردن و حرکت کردن بازیگر با فشار یک اهرم ساعت خود را متوقف و ساعت حریف را فعال کند.

4- دو بازیگر بتوانند حرکت ساعت را مشاهده نمایند.

5- اگر یکی از بازیگران همه حرکاتش را بیش از 150 دقیقه طول دهد باید یک اعلام کننده پایان وقت وجود داشت باشد.

6- ساعت باید دقیق و قابل اعتماد باشد.

شکل 1 نمودار بلوکی ساعت شطرنج دیجیتال

اساس کار مدار

نمودار بلوکی ساعت شطرنج با در نظر گرفتن مشخصات بالا در شکل (1) نشان داده شده است. برای داشتن یک ساعت دقیق و قابل اطمینان از یک نوسان ساز اصلی کنترل شده – کوارتز جهت تحریک هر دو ساعت استفاده شده است. کلید reset ساعت را به 000 تنظیم می کند. به کمک کلید S2، یک زنگ هشدار دهنده پیش از شروع مسابقه روی 2.5 ساعت بعد در هر ساعت تنظیم می شود. یک زنگ اخبار پیزو مشترک پس از گذشت 150 دقیقه (2.5 ساعت) برای هر بازیگر به صدا در خواهد آمد. نقطه روی ساعت روشن، به عنوان نمایشگر ثانیه چشمک خواهد زد. بدین ترتیب همه مشخصات خواسته شده در بالا برآورده خواهد شد.

نمودار مداری

شکل (2) نمودار کامل مدار ساعت شطرنج را نشان می دهد. از دو تراشه 40 پایه قابل دسترس در بازار LM8361 یا معادل آن برای ساعت های سفید و سیاه استفاده می شود. تراشه 5369 IC MM به همراه کریستال کوارتز به عنوان نوسان ساز اصلی به کار رفته اند که فرکانس 60Hz را برای تحریک ساعت ها تولید می نمایند. کلید S8 فرکانس تحریک را به یک ساعت وصل و از دیگری قطع می نماید. از آن جا که معمولا ساعت شطرنج برای 2.5 ساعت مورد نیاز است، یک نمایشگر 3 رقم کافی می باشد. خروجی های زنگ اخبار از طریق دو دیود با هم OR شده اند و سپس به پایه های تحریک (TRG) یک زنگ اخبار پیزو وصل می گردند. کلید Reset فشاری S1 باعث می شود که V_cc به تنظیم کند (SLOW SET)، تنظیم سریع (FAST SET) و نمایشگر ثانیه (یعنی پایه های 33، 34 و 32) وصل گردد. این کلید ساعتی را که تحریک دارد، reset می نماید. بنابراین هر یک از ساعت ها را می توان به کمک کلیدهای S1 و S8 به 000 تنظیم (reset) نمود. یادآور می شود که پایه 38 از تراشه های IC2 و IC3 به V_cc وصل شده است که باعث می شود هر دو ساعت در حالت 24 ساعته کار نمایند. اگر پایه 38 باز باشد، ساعت ها در حالت 12 ساعتی کار می نمایند و reset آنها باعث تنظیم آنها به 12:00 می گردد. دیودهای D5 و D12 و کلیدهای مشابه S3 و S2 به ترتیب برای عملکرد نمایش زنگ/خاموشی زنگ ساعت های سیاه و سفید به کار رفته اند. تغذیه dc مدار از طریق یک ترانسفورماتور  12-0-12 ولت و یک پل تمام موج تأمین می گردد. باتری 9V، تغذیه پشتیبان را در صورت قطع برق شهر تأمین می نماید. بنابر این دو خط تغذیه وجود دارد: خط تغذیه A) V_cc) (دارای باتری پشتیبان) و خط تغذیه (V_cc (B (بدون باتری پشتیبان). مصرف جریان کل مدار برابر 300mA در 12V است.

شکل 2 نقشه شماتیک پروژه ساعت شطرنج دیجیتال

ساخت مدار

مدار کامل شکل (2) به آسانی روی دو صفحه مدار چاپی به ابعاد 12cm x 10cm و 12cm x 3cm قابل سوار کردن می باشد. اندازه واقعی این دو فیبر مدار چاپی در شکل (3) و (4) نشان داده شده است. فیبرهای مدار چاپی به گونه ای طراحی شده اند که نمایشگرهای 7- قسمتی ضمن این که روی قاب دستگاه در یک راستا قرار می گیرند تقیما به فیبر مدار چاپی نیز وصل می گردند. فضاهای اضافی دیگر در فیبر مدار چاپی امکان فشرده تر شدن مدار را فراهم می سازد به گونه ای که می توان ترانسفورماتور، زنگ اخبار پیزو و … را مستقیما روی فیبر مدار چاپی نصب نمود. پیش از هر کاری، سلامت همه قطعات را به وسیله یک مولتی متر آزمایش کنید. بدین منظور، شش نمایشگر هفت قسمتی را روی صفحه مدار چاپی مربوطه نصب کنید. سپس به کمک یک منبع تغذیه 12-9 ولت از طریق یک مقاومت 1KΩ سری بررسی کنید که همه قسمت های نمایشگرها روشن می شود یا خیر. پس از آن روی صفحه مدار چاپی اصلی، ابتدا همه مقاومت، سپس دیودها و سرانجام سه تراشه را نصب کرده لحیم کاری نمایید. اکنون فیبر اصلی و فیبر نمایشگرها را عمود بر هم داخل قاب دستگاه نصب نمایید. این دو قاب به وسیله 43 سیم نازک به هم وصل می گردند. از سیم های نرم به طول 15cm برای اتصال کلیدهای گوناگون به فیبر اصلی مدار استفاده نمایید.

شکل 3 نقشه مدار چاپی ساعت شطرنج

شکل 4 نقشه مدار چاپی نمایشگرهای ساعت

شکل 5 نقشه قطعات مدار چاپی شکل (3)

شکل 6 نقشه قطعات مدار چاپی شکل (4)

آزمایش مدار

برق را وصل و مدار کامل را آزمایش کنید. به محض وصل تغذیه، ساعتی که دارای تحریک است، شروع به چشمک زدن می نماید و با فشار کلید reset به 000 تنظیم می گردد. وضعیت کلید S8 را تغییر داده ساعت دیگر را نیز reset نمایید. به کمک کلیدهای تنظیم FAST SET ، SLOW SET عملکرد هر دو ساعت را بررسی کنید. دقت نمایید که نقطه نمایشگر ثانیه برای ساعت روشن باید چشمک بزند و برای ساعت خاموش باید خاموش باشد. اکنون زنگ را تنظیم نمایید و بررسی کنید که در زمان مورد نظر برای هر دو ساعت به صدا در می آید یا خیر. کل مدار را در یک جعبه اکریلیکی جای دهید. همه کلیدها به خاطر رفاه بیشتر در بالای محفظه قرار بگیرند. بهتراست کلید های RESET ،SET SLOW و FAST SET بیرون از محفظه قرار نگیرند. بلکه تنها با یک مداد یا خودکار قابل دسترس باشند و این از فشار دادن آنها به صورت تصادفی به وسیله هر کسی جلوگیری می کند. بنابراین زمان ساعت به هم نخواهد خورد.

شکل 7 محفظه پیشنهاد شده برای ساعت دیجیتال شطرنج

لیست قطعات ساعت شطرنج دیجیتال

آموزش مدار

1- ساعت را به برق شهر وصل کنید و یک باتری 9V را بین محل پایه های باتری قرار دهید.

2- یکی از ساعت ها بسته به موقعیت کلید S8 شروع به چشمک زدن می کند. کلید SLOW SET یا FAST SET را بسته به نیاز برای قطع چشمک زدن فشار دهید. کلید S8 را در موقعیت دیگر قرار داده به همین ترتیب چشمک زدن ساعت دیگر را متوقف نمایید.

3- با فشار همزمان کلیدهای S3 ، S2 و RESET نمایشگر زنگ 000 می شود. حال با نگاه داشتن کلیدهای S2 و S3، به کمک کلیدهای SLOW SET و FAST SET نمایشگر را در 2:30 تنظیم کنید. تک تک ساعت ها را بدین ترتیب برای زنگ 2:30 تنظیم نمایید.

4- کلید S8 را در وضعیت بازیگر سفید قرار دهید و کلید RESET را برای داشتن زمان 000 فشار دهید. به محض رها کردن کلید RESET، زمان برای بازیگر سفید آغاز می شود.

5- بازیگر سفید، پس از انجام حرکتش، باید کلید S8 را به طرف دیگر منتقل کند. در این صورت ساعت خودش متوقف و ساعت بازیگر سیاه شروع به کار می نماید.

6- اگر یکی از بازیگران بیش از 150 دقیقه طول دهد، زنگ به صدا در آمده و نشان می دهد که وقت بازیش به پایان رسیده است.

ساعت های آنالوگ موجود در بازار دارای یک تأخیز ذاتی هستند که به خاطر تأخیر ناشی از انرژی پسماند اهرم می باشد. این تأخیر که می تواند تا 2.5 ثانیه طول بکشد در این ساعت دیجیتالی حذف شده است.