- Ghost Chess -

Dans le cadre du projet Maker, ce projet vise de crée à partir d'une ancienne imprimante 3D une machine capable de lire une partie d’échecs enregistrée sur carte SD, et de la jouer physiquement, en déplaçant chaque pièce sur l’échiquier comme par magie.

Principe:

L’utilisateur place une carte SD contenant les coups d’une partie d’échecs. Ces données sont ensuite lues par une carte Arduino, qui convertit chaque coup en un mouvement mécanique. La tête de l’imprimante, modifiée pour embarquer un électroaimant, se déplace sous les pièces et les attire pour les faire glisser sur l’échiquier.

Pour que cela fonctionne, les pièces ont été spécialement conçues : elles sont découpées au laser dans du bois et alourdies avec des écrous en métal. Cela permet à l’aimant de les saisir sans effort excessif, tout en gardant un aspect esthétique.

1. Geeetech i3 Pro (or any similar 3D printer)
2. Arduino mega
3. lecteur carte SD
4. Electro-aimant 6v
5. 32 écrous

Avant de pouvoir utiliser l’imprimante comme système de déplacement pour les pièces, il a fallu effectuer quelques ajustements afin de l’adapter à notre usage spécifique.

Tout d’abord, plusieurs composants devenus inutiles dans notre projet ont été retirés pour simplifier l’ensemble :

1. Le moteur de l’axe Y (mouvement horizontal du plateau), puisque nous n’avons besoin que de deux axes pour déplacer la tête.
2. L’écran LCD et les autres interfaces utilisateur, inutiles dans le cadre d’un fonctionnement automatique basé sur carte SD.

Ensuite, une modification plus technique a été apportée au firmware de l’imprimante, pour lui permettre de gérer les déplacements de manière plus souple et adaptée à notre application. Nous avons opté pour une configuration en mode CoreXY, qui permet un contrôle plus simple et rapide de la tête d’impression sur le plan vertical (X et Z uniquement).

Le firmware utilisé est une version modifiée de Marlin 1.1.x, spécifique à la carte GT2560 de notre imprimante. Le code est disponible ici :

🔗 Marlin-1.1.X pour Geeetech I3 Pro X sur GT2560

La surface d’impression de notre imprimante, de 200 x 200 mm, nous impose certaines contraintes. Avec une grille standard de 8x8 cases, cela donne des cases de 2 cm de côté, ce qui est relativement petit pour des pièces mobiles.

Pour éviter que les pièces ne se gênent entre elles lors des déplacements (notamment lors des captures ou des mouvements complexes comme ceux du cavalier) nous avons dû limiter leur diamètre à 1 cm maximum. Cette contrainte de taille nous a également poussés à utiliser des écrous en guise de poids à la base des pièces, plutôt que des aimants. En effet, si nous avions utilisé des aimants dans chaque pièce, leur proximité aurait provoqué des interactions indésirables (attraction mutuelle), rendant les déplacements imprécis, voire impossibles.

Le plateau de jeu ainsi que les pièces sont découpés au laser :

1. Le plateau est fabriqué en contreplaqué (CTP).
2. Les pièces sont découpées dans du MDF, en deux moitiés que l’on colle ensemble après avoir inséré un écrou à la base de chaque pièce.

Pour améliorer la glisse des pièces sur le plateau, nous avons également appliqué une couche de vernis brillant sur toute la surface de jeu. Cela réduit les frottements et permet à l’électroaimant de déplacer les pièces de manière fluide et silencieuse.

Nous avons conçu un boîtier sur mesure, découpé au laser, qui vient entourer l’imprimante et soutenir le plateau de jeu.

Ce boîtier remplit plusieurs fonctions :

1. Il maintient le plateau d’échecs en position de manière stable.
2. Il cache les éléments mécaniques (rails, câbles, tête d’impression), pour ne laisser visible que le jeu en surface.
3. Il donne à l’ensemble une forme de table circulaire, plus agréable à regarder et plus immersive pendant une partie.

Le boîtier est conçu pour être ouvert par le dessus, ce qui permet d’accéder facilement à l’imprimante en cas de besoin (maintenance, ajustements, remplacement de pièces, etc.).

L’ensemble est pensé pour allier fonctionnalité et finition, et créer l’illusion que les pièces se déplacent seules, sans trahir les mécanismes cachés à l’intérieur.

Nous avons été confrontés à plusieurs contraintes techniques, en plus du temps limité dont nous disposions.

L’un des principaux défis a été lié aux dimensions de la zone de déplacement XY de l’imprimante. Avec une surface utile de 200 x 200 mm, nous avons été contraints de réduire la taille des cases (2 cm) et, par conséquent, celle des pièces. Cela a directement impacté le choix des composants pour la manipulation magnétique.

En effet, bien que nous ayons utilisé les plus petits électroaimants à notre disposition, ceux-ci restaient légèrement trop gros pour manœuvrer de manière fiable des pièces aussi petites, surtout lorsqu’il s’agissait de captures ou de mouvements rapprochés.

A cette échelle, les tolérances mécaniques étaient aussi problématique pour couper les differentes pièces.