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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Relógio Fisher baseado em computador. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Relógios, temporizadores, relés, interruptores de carga Existem muitos jogadores de xadrez entre os rádios amadores. Muitos deles montam relógios de xadrez por conta própria. Porém, dispositivos caseiros não podem ser utilizados em competições mais ou menos sérias, principalmente devido ao seu não cumprimento dos requisitos da FIDE. Esta situação é explicada não tanto pela complexidade de implementação dos algoritmos de rastreamento de tempo necessários utilizando dispositivos em chips lógicos de baixa e média integração, mas pela falta de conhecimento dos desenvolvedores sobre os tipos de relógios de xadrez e seus requisitos. Para preencher esta lacuna, no início deste artigo falamos sobre a história dos relógios de xadrez, sua classificação e modos de funcionamento. Considerando que hoje todos os escritórios, e muitos em casa, possuem computadores, o autor oferece aos leitores um programa que desenvolveu que implementa todas as funções exigidas de um relógio eletrônico de xadrez (ECC) com exibição visual da situação na tela, e fala sobre o design do console simples necessário para isso no computador. Um atributo essencial dos torneios e partidas de xadrez é um relógio. Os mais antigos eram à base de areia, foram substituídos pelos mecânicos, elétricos e, por fim, eletrônicos. Os ESCs modernos são frequentemente chamados de “relógios Fischer”. Para entender os motivos do surgimento desse nome, vejamos a história. Era uma vez, o xadrez era jogado sem controle de tempo. Aconteceu que um jogador, tendo se encontrado em uma posição deliberadamente perdedora, faria seu oponente morrer de fome. Os jogos duraram muitas horas, dias. Os luminares conseguiram pensar em movimentos individuais por várias horas. A palha que transbordou o copo da paciência foi um incidente num torneio internacional em 1851. O árbitro do jogo, Williams-Maklowe, fez uma nota histórica: “O jogo não acabou, os dois adversários adormeceram...”. Dois anos depois, na partida Harwitz-Leventhal, pela primeira vez os adversários tiveram um tempo limitado, tendo 10 minutos para pensar em cada movimento. Havia uma ampulheta, cada oponente tinha a sua. Foi aplicada multa por ultrapassar o prazo. Em 1866, na partida Andersen-Steinitz, a ampulheta foi substituída por uma mecânica, embora ainda não especial de xadrez, mas comum. O relógio de xadrez com dois mostradores foi inventado em 1883 pelo inglês Thomas Bright Wilson. Seu design ainda estava longe de ser moderno, mas possibilitava acionar outro quando um mecanismo de relógio parasse. Um ano depois, Amandus Shearwater recebeu a patente para a produção industrial de relógios de xadrez. Em 1886 já podiam ser adquiridos nas lojas de Liverpool. Desde 1899, o relógio de xadrez tem uma “bandeira” indicando que faltam menos de três minutos para o prazo expirar. A ideia foi proposta por DB Meyer. Na Fig. A Figura 1 mostra um dos primeiros modelos de relógios de xadrez Ferranti.
O protótipo do atual relógio mecânico de xadrez apareceu em 1900 graças a melhorias de Veenhoff. Na mesma época, o americano Henry Warren inventou o relógio elétrico. Sua versão xadrez apareceu à venda em meados da década de 20 do século passado (Fig. 2).
Os primeiros ESCs do mundo foram fabricados em Kiev em 1964. O algoritmo para seu funcionamento não era diferente dos clássicos dos torneios. Por muito tempo, os ESCs foram aprimorados apenas em conexão com os avanços tecnológicos da eletrônica: transistores foram substituídos por microcircuitos, indicadores de vácuo e descarga de gás - LED e cristal líquido. Os radioamadores também contribuíram. Descrições de diversas variantes de ESC caseiro podem ser encontradas em [1-3], e em [4] há um diagrama de um anexo que transforma uma microcalculadora comum em um relógio de xadrez. Mas no início dos anos 90 do século passado, o curso calmo dos acontecimentos foi perturbado pelo grande mestre americano Robert James Fischer, o décimo primeiro campeão mundial de xadrez. Saindo de uma longa reclusão, ele mais uma vez surpreendeu a todos ao se oferecer para jogar “xadrez Fischer” usando um “relógio Fischer”. Para referência: “Fischer Random Chess” distingue-se pelo facto de as peças alinhadas, como de costume, na sua posição original serem trocadas por sorteio antes do início do jogo. Como resultado, o cavalo pode acabar no lugar da rainha, a torre no lugar do bispo, etc. Em vez de apenas um, são 960 segundos de bônus variáveis para cada movimento realizado. Se, enquanto pensa no seu próximo movimento, você encontrar constantemente esse bônus, a “bandeira” do relógio nunca cairá. Além disso, a reserva de tempo pode aumentar. Um jogador de xadrez experiente em tais condições levará à vitória qualquer posição teoricamente vencedora. R. Fischer patenteou seu relógio [5]. Ao contrário do “xadrez aleatório”, eles receberam apoio da FIDE. O novo método de controle de tempo foi colocado em prática pela primeira vez na partida Fischer-Spassky (1992). E desde 1999, o “Temporizador Oficial de Xadrez Digital da FIDE” (Fig. 3) no modo “Relógio Fischer” tem sido usado em campeonatos europeus e mundiais de xadrez por equipes. Os relógios oficiais também oferecem outros modos não menos interessantes. São 12 no total, os principais são discutidos a seguir.
Atraso de tempo (“relógio atrasado”, Andante) - após cada movimento realizado por um dos adversários, a contagem regressiva do tempo do seu adversário não começa imediatamente, mas com um atraso, por exemplo, de 5 segundos. Se durante este tempo o jogador conseguir fazer um movimento, o seu relógio não mudará a sua leitura.O tempo de bónus não gasto não acumula, pelo que o jogo “super-rápido” não oferece quaisquer vantagens. Esses regulamentos são comuns em torneios realizados sob os auspícios da Federação Nacional Americana de Xadrez (USCF). Com atraso zero, a cronometragem não é diferente de um relógio de xadrez mecânico convencional. A desvantagem dos “relógios atrasados” é que suas leituras permanecem inalteradas mesmo quando o jogo é jogado com rapidez suficiente. Os jogadores involuntariamente associam isso a um mecanismo de relógio defeituoso. O aumento de tempo sem acumulação (“relógio de Bronstein”, Adagio) é um modo equivalente ao discutido acima, mas o tempo é adicionado não antes, mas depois do movimento realizado (as setas são movidas para trás). Se um novo movimento for feito antes que o “acréscimo” expire, antes de dar outro, as leituras do relógio voltam automaticamente às originais, sem acréscimos. O método foi proposto na década de 70 pelo grande mestre soviético D. Bronstein. Psicologicamente, o “relógio de Bronstein” é mais atraente do que o “relógio de atraso”, pois suas leituras mudam constantemente, convencendo os enxadristas de que o mecanismo está funcionando corretamente. Aumento de tempo com acumulação (“relógio Fischer”, “relógio FIDE”, bônus, progressivo) - um algoritmo semelhante ao “relógio Bronstein”, mas o tempo de bônus não utilizado é acumulado. A reserva de tempo após cada movimento aumenta em um determinado número de segundos, independentemente de quanto o jogador pensou sobre esse movimento. Uma série de movimentos “super-rápidos” pode acumular tempo suficiente para uma análise demorada de uma posição. Se isso é bom ou ruim é algo que os teóricos do xadrez debatem até hoje. Os modos auxiliares (“relógio divertido”, “ampulheta”, “gongo”) tornam o EHS atraente para o consumidor. Pelo menos é o que pensam os fabricantes. Na verdade, depois de um jogo sério, você pode relaxar e jogar, por exemplo, em um modo onde o tempo gasto pensando em uma jogada é automaticamente adicionado ao seu oponente. Outra modalidade auxiliar, o “gong”, remonta à década de 30 do século passado, quando eram praticados torneios de massa em que todos os participantes disputavam jogos simultaneamente. Intervalos de tempo estritamente fixos foram concedidos para pensar em cada movimento, informando a todos sobre seu vencimento de uma só vez com os golpes de um gongo real. Um jogador de xadrez que não teve tempo de fazer um movimento algumas vezes antes do gongo foi considerado um perdedor. É muito difícil girar os ponteiros de um relógio mecânico para frente e para trás. Portanto, é possível implementar com sucesso novos princípios de controle de tempo apenas com a ajuda da eletrônica. Assim, com a mão leve de Fischer, a ESH recebeu um “segundo fôlego”. De acordo com as regras atuais da FIDE, hoje os torneios internacionais são realizados apenas com o uso do ECH. Via de regra, os primeiros 40 lances são jogados com controle de tempo normal e, em seguida, o “relógio Fischer” é acionado. Muitas federações nacionais de xadrez, incluindo a russa, estão sistematicamente substituindo os relógios mecânicos por eletrônicos. Infelizmente, devido ao alto custo dos relógios FIDE, estes planos estão longe de estar completos. Como alternativa ao ESC, você pode encontrar na Internet diversos programas que transformam um computador pessoal em um relógio de xadrez. Dos gratuitos, os mais famosos são [6-8]. Suas desvantagens comuns: apenas exibição digital da hora, imitação de pressionar os botões do relógio usando um teclado normal. Ele é colocado na lateral do tabuleiro de xadrez, um jogador usa a tecla ESC, o outro usa a tecla ENTER. A prática mostra que, ao jogar blitz, para alguns jogadores de xadrez particularmente expressivos, a força de um teclado de computador padrão é claramente insuficiente. A exibição digital da hora torna muito difícil jogar sob pressão do tempo. É extremamente difícil acompanhar o número de segundos restantes com a visão periférica sem se distrair do tabuleiro; a conveniente bandeira de um relógio de xadrez normal vem imediatamente à mente. Portanto, além do digital, é necessário um indicador “analógico” na tela. Por exemplo, como no programa [9], em cujo estado inicial dois círculos verdes são visíveis na tela do monitor. À medida que cada jogador passa o tempo, setores azuis crescem nos mostradores. O jogo termina quando um dos mostradores fica completamente azul. Se tomarmos como base um método de indicação semelhante, adicionando um digital a ele, fornecendo modos modernos de rastreamento de tempo e a capacidade de controlar usando botões adicionais bastante duráveis e convenientes, obteremos EHS que não são inferiores aos oficiais. Na Fig. 4 e fig. A Figura 5 mostra os diagramas mais simples nos quais dois botões externos (um para cada oponente) podem ser conectados a um computador - respectivamente aos conectores da porta LPT ou COM. Uma corrente de 1...2 mA fluirá através dos contatos dos botões SB2 e SB5 que fecham quando pressionados. Este valor pode ser considerado ótimo. Com mais, os contatos queimarão rapidamente; com menos, a probabilidade de operação não confiável aumenta devido à instabilidade da resistência do contato.
Os botões podem ser colocados em um invólucro comum ou em dois invólucros separados com fios de conexão de até vários metros de comprimento. Uma opção é usar dois mouses de computador, mesmo os defeituosos. Em cada uma delas, os contatos de todas as teclas disponíveis estão conectados em paralelo, o que permite pressionar qualquer uma “sem olhar”. O resto do “recheio” não é aproveitado. Para tornar a estrutura mecanicamente estável, remova a bola emborrachada. Há apenas uma desvantagem - o método “não xadrez” de pressionar botões (embora alguns considerem isso uma vantagem). Na Fig. A Figura 6 mostra um diagrama de um bloco mais complexo de botões remotos (BVK). Suas peças são colocadas dentro do relógio de xadrez Yantar padrão, cujos mecanismos de relógio e botão não estão sujeitos a nenhuma modificação. Isso se tornou possível graças à utilização de sensores ópticos de posição sem contato dos botões já presentes no relógio. Os sensores consistem em diodos emissores BI1, BI2 e fototransistores duplos BL1, BL2.
O soquete XS1 BVK pode ser conectado a portas paralelas e seriais de um computador. Basta fazer o cabo apropriado de acordo com os diagramas mostrados na Fig. 7 (para a porta LPT) ou na Fig. 8 (para a porta COM).
Mostrado na Fig. Os soquetes 5 e 8 XS1 (DB-9F) são conectados aos plugues DB-9M da porta COM1 instalada em computadores modernos. A porta COM2 geralmente é equipada com um plugue DB-25M, cuja atribuição de pinos é ligeiramente diferente. Os conectores de portas seriais e paralelas de tipos de computadores obsoletos, fabricados principalmente na URSS, são muito diversos. RDA e Polónia. Em todos esses casos, o BVK deverá ser conectado ao conector do computador, focando nos nomes das linhas das portas mostradas nas figuras. Voltemos à Fig. 6. A corrente através dos LEDs emissores VI e BI2 é definida pelos resistores R1 e R4 (quando conectado ao LPT) ou R1-R4 (quando conectado ao COM). Os emissores e seus correspondentes fotodetectores (BL1, BL2) estão localizados de forma que a conexão óptica entre eles seja interrompida pelo balancim do mecanismo de botão do relógio de xadrez, estando na posição adequada. Por exemplo, quando o botão direito é pressionado, não deve haver conexão entre VI1 e BL1, e os fototransistores do conjunto BL1 devem estar fechados. Quando ambos os botões são pressionados (o relógio para completamente), os fototransistores de ambos os conjuntos (BL1 e BL2) acendem e abrem. Experimentos mostraram que os sinais dos sensores ópticos atingem amplitudes suficientes para serem fornecidos diretamente às entradas das portas do computador apenas a uma distância muito pequena entre os emissores e os fotodetectores. Portanto, a BVK fornece amplificadores inversores para sinais de sensores - transistores VT1 e VT2. Suas cargas de coletor quando conectadas à porta COM são os resistores R7 e R8. Os resistores de carga não são necessários para operar a porta LPT. O diodo VD1 é um diodo de proteção em caso de inversão de tensão nas linhas RTS e DTR da porta COM. O BVK é montado sobre uma placa de fibra de vidro com dimensões de 95x15x1 mm. Como mostrado na Fig. 9, esta placa (4) é colada por dentro na parede superior da caixa do relógio Yantar. Todas as peças e condutores impressos estão localizados no lado livre da placa. Nas suas extremidades opostas, a uma distância de aproximadamente 85 mm entre si e próximos aos botões correspondentes 2, estão localizados os sensores ópticos 3. A distância entre o diodo emissor e o conjunto fototransistor trabalhando em conjunto com ele é de 6...8 mm. Os demais elementos do BVK são instalados na placa de forma a não interferir na movimentação do balancim 1.
O soquete XS1 é montado na parede traseira removível da caixa do relógio e conectado à placa 4 pelo chicote de fios 5. Devido à falta de espaço na placa, o diodo VD1 e os resistores R1, R4 são soldados diretamente aos contatos do soquete. No BVK, projetado para conexão apenas à porta LPT, o Diodo VD1 e os resistores R2, R3, R7, R8 não podem ser instalados. Elementos sensores ópticos - diodos emissores e fototransistores - foram extraídos de mouses de computador Genius Easy Mouse. Ao substituí-los por dispositivos semelhantes de outros tipos de mouse, pode ser necessário selecionar valores de resistores: R1-R4 para definir uma corrente de 4...8 mA através dos diodos emissores, e R5, R6 para obter uma operação confiável dos sensores . Diodo VD1 e transistores VT1, VT2 - qualquer um dos pequenos. Todos os resistores são MLT-0,125. O soquete DB-9F pode ser substituído por um SNP101-9G ou outro que seja adequado em número de contatos e dimensões, alterando adequadamente os plugues do cabo XP1 (ver Fig. 7 e 8). Juntamente com qualquer um dos painéis de botões descritos ou com BVK, o programarelógio de xadrez eletrônico“Para os interessados nos detalhes do algoritmo de seu funcionamento, o texto fonte em C também está disponível lá. O programa foi desenvolvido para o sistema operacional MS DOS e o adaptador de vídeo VGA (640x480 pixels), o que permite executá-lo nos computadores mais “antigos”, muitas vezes acumulando poeira nos armários. Pode funcionar no Windows no modo de emulação DOS. Imediatamente após iniciar, você deve informar ao programa como controlar o relógio (botões, sensores ópticos, teclas ESC e ENTER no teclado do computador), a qual das portas os botões ou BVK estão conectados (LPT1, LPT2, COM1, COM2) e selecione o modo de controle de tempo (relógio com atraso, "relógio Bronstein", "relógio Fischer", ampulheta). Resta definir o tempo atribuído a cada jogador durante todo o jogo e indicar a quantidade de atraso ou aumento de tempo. O computador fornece instruções para todas as etapas de configuração dos modos. A tela principal do programa, mostrada na Fig. 10, contém dois mostradores redondos.
O tempo é contado tanto analógico (tempo gasto - setores branco e amarelo, tempo restante - setores roxos) quanto digitalmente. O display na parte superior da tela exibe a hora atual - as leituras do relógio interno do computador. Usando a tecla 5, o relógio de xadrez pode ser temporariamente parado e reiniciado. Usando a tecla 7, você pode ajustar os valores do contador de movimentos de qualquer jogador (exibido nos cantos inferiores da tela). Isto pode ser necessário se o botão do relógio for pressionado por engano. Assim que o jogador tiver menos de 1 minuto restante, uma barra branca de “última milha” aparecerá na parte inferior da tela, sob o mostrador do relógio, preenchendo-se gradualmente de azul. É o que eles usam para navegar na pressão do tempo. De acordo com as regras da FIDE, o término do tempo é indicado pela parada do relógio de ambos os oponentes, um sinal sonoro e a palavra STOP na tela. Foi eliminada a incapacidade inerente a um jogo com relógio mecânico de determinar o vencedor quando as “bandeiras” caem quase simultaneamente, quando, independentemente da posição no tabuleiro, os juízes registam um empate. O EHS baseado em computador também pode ser usado em outros jogos: damas, bridge esportivo, Go, Renju. Literatura
Autor: S.Ryumik, Chernihiv, Ucrânia
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