Khóa luận tốt nghiệp Kỹ thuật máy tính: Thiết kế bàn cờ điện tử hỗ trợ tự động ghi nhận và hướng dẫn nước đi

Thách thức và cơ hội trong việc sử dụng công nghệ trong cò vua Cờ vua đã trải qua sự phát triển đáng ké trong việc sử dụng công nghệ dé nâng cao trảinghiệm chơi và học cờ.. Dé giải quyết

ĐẠI HỌC QUOC GIA TP HO CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

KHOA KỸ THUẬT MÁY TÍNH

NGUYÊN CÔNG THÀNH - 18521407

TRAN TRƯƠNG TRONG - 18521518

KHOA LUAN TOT NGHIEP

NGHIEN CUU VA THIET KE BAN CO DIEN TU HO

TRO TU DONG GHI NHAN VA HUONG DAN NUOC DI

RESEARCH AND DESIGN OF ELECTRONIC CHESS BOARD SUPPORTING AUTOMATIC RECORDING AND RIGHT MOVE

GUIDING

KỸ SƯ KỸ THUAT MAY TÍNH

GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

TS ĐOÀN DUY

TP HÒ CHÍ MINH, 2023

Đặc biệt, chúng em xin chân thành cảm ơn thầy TS Đoàn Duy, người thầy đã tận

tình hướng dẫn nhóm trong suốt quá trình thực hiện đề tài, luôn quan tâm, giúp đỡ, giải đáp những thắc mắc, cũng như cung cấp cho chúng em nhiều kiến thức chuyên môn quý

báu đề nhóm có thé thực hiện khóa luận này.

Với những kiến thức cũng như kinh nghiệm còn hạn chế nên báo cáo của chúng em

không thể tránh khỏi nhiều thiếu sót Chúng em rất mong nhận được sự góp ý nhận xét từ

quý thầy cô.

Một lần nữa, chúng em xin chân thành cảm ơn!

TP Hồ Chí Minh, ngày 18 tháng 06 năm 2023

Sinh viên thực hiện

Nguyễn Công Thành

Trần Trương Trọng

MỤC LỤC

CHUONG 1 GIỚI THIỆU VE DE TÀI -2-©2£2+2EE2EEESEEEeEEEerEkerrkerrrre 2

1.1 Giới thiệu VỀ CO VUA 5G St St SE EEK E111 1111111111111 11111 ce, 21.2 Tầm quan trọng và ứng dụng của CO VUA -2- 5c ©22+x+2££+Ext£EvExzreerxerrrers 31.3 Những thách thức và van dé trong việc học và chơi cờ Vua -:-5:5¿ 3

1.3.1 Khó khăn khi học va nâng cao trình độ chơi cờ vua ‹ -<+-+2 3

1.3.2 Thách thức va cơ hội trong việc sử dụng công nghệ trong cờ vua 4

L.A Lý do chọn đề tài c-5cc 25c csE1151112112110211211211221211 1111111211111 5CHUONG 2 TONG QUAN DE TÀI -: 552sttcstEEkvtrrrrrrtrtrrrrrrrtrirrrree 6

2.1 Đặt van dé đẾP đP cớ Áo r1 eterkisrrrredee 62.2 Mục tiêu và ý nghĩa của đề tài ¿ -5- 27c 22c2Cx2 E2 EEEEEEEEEErerkrrrrerkrrred 8

2.2.1 RC 0> €Ấ ^ 8

2.2.2 Ý nghĩa Ă.2Q2 SH TH H0111121 11 reo 82.3 Đối tượng nghiên CUU ooeccccceccccccccssessessessessessvssssssessessessessessessessessessessessessessesseesess 8

2.4 Phạm vi nghiÊn CỨU - ó- 2G 221911 11 53 11 911 1v HH gi ng nh 9

CHƯƠNG 3 CO SỞ LÝ THUYẾT 222c+vcccrrrrrrrtrrrrrrrrrrrrre li

3.1 Cờ vua và sự phát triển của môn thể thao 2-2 2 s++££E+£E++EzEzz+zxzzzez 11

3.2 Công nghệ va ứng dung trong CO VUA G11 SH HH Hư 12

3.2.1 Công nghệ hỗ trợ học và chơi CO Vua ¿5+ 2©s+5++x+£+z++xezzxezezxe 12

3.2.2 Hệ thống ghi chép và lưu trữ lịch sử các nước i -‹ -«++<<<++ 123.3 Các hướng nghiên cứu có liên quan đến đề tài trong và ngoài nước 13

3.3.1 Phan tích và đánh giá trong NƯỚC - - - + SĂ 3t + vkEseeserrssereerre 13

3.3.2 Phan tích va đánh gid ngoai NƯỚC - - 5 c1 3E seEsseseeeseeske 14

3.4 Cơ sở lý thuyết về luật chơi CO VUa 2-2 2 ESE+EE+EEeEEEEEEEEEEEEEEEEEkrrkerkrred 14

3.4.1 Giới thiệu về luật chơi cơ bản ¿- + s++2++2E++Extzxrerxrzrxerxrzrxerxee 143.4.2 Quy tắt di chuyên và tấn công của từng quân cờ - s5: 143.4.3 Quy tắt về thăng thua và hòa trong CO VUa -22+c2+cs+cs+rxsrxees 15

3.5 Công nghệ và linh kiện sử dụng trong bàn cờ điện tỬ -. -«-+ <++<+2 16

3.5.1 Kit Arduino mega+WiFi R3 ATmega2560 + ESP8266 32MB l6

3.5.2 Công tắc từ MKA14103 2xI4mm -¿- 2+ ©+++++++cxtzzxerx+zzxersez 233.5.3 Module giao tiếp kỹ thuật số CD74HC4067 16 kênh - 26

3.5.4 LED ARGB WS2812P 5V 3Pin ¿22c cc+ckcckvEkerkerkerreerkerreee 27

3.5.6 Giao tiếp UART 22.222 S2 21221221011 211 0211111111111 xe 29

CHƯƠNG4 THIET KE VÀ XÂY DUNG BAN CO ĐIỆN TỬ HỖ TRỢ TỰ ĐỘNG GHI NHAN VÀ HƯỚNG DAN NƯỚC ĐI -2-©-2©s2+zz+£xczzxrrxeees 33

4.1 Tổng quan về thiết kẾ -¿- 22 ©2222++2E+22E12E122211271127312711211 221221221 re, 33

4.2 Chỉ tiết về các bộ phận của bàn cờ hỗ trợ tự động ghi nhận và hướng dẫn nước đi

35

4.2.1 Tắm mica mặt trên của bàn CỜ -¿- + s+x+Et+E+E£EE+EEEE+EeEEEEerererrererxee 35

4.2.2 — Khung của bàn CỜ Gs HH H Hg 36

4.2.3 Phần để của bàn cờ -©-+22kc2EESEEEEEEEEErrrrrrrrrrrerrvee 374.2.4 Hộp điều khiển của bàn cỜ - + s+SE+EE‡EESEEEEEEEEEEEEEEEEEerkerkrred 38

CHUONG 5 THIẾT KE HE THONG DIEU KHIỂN BAN CO HO TU DONGGHI NHAN VA HUONG DAN NƯỚC DI o csscsssessssssesssesssssessesssessesssesssssecstssseesees 40

5.1 Tổng quan hệ thống diều khiển bàn cờ 2-2-2 2 x++£x+zEezxzEzzzzrecree 40

5.2 Hệ thống xử lý tín hiệu từ trường -¿©++©++E++Ex++Extrkerkerkerrkrrrrerkees 425.3 Phương pháp đọc cảm biến sử dung Arduino -2- 2-2 s2s+sz£+zzxezcxee 445.4 Vòng lặp chính của hệ thống điều khiển bàn cờ và cơ sở dit liệu chơi cờ 46

5.5 Chương trình chính của hệ thống điều khiển bàn cờ 2 2 255252 47

5.6 Phương pháp tìm đường đi cho các quân cờ ở trạng thái hiện tại của nó 49

5.7 Thiết kế hệ thống ghi lại lịch sử ván đấu - 2 ¿-++x++zx+zx+zxerxszrxezxs 50CHUONG 6 KỊCH BẢN THỰC NGHIỆM -22-©5222Scccxzccrxrrrxrrrxee 52

6.1 Kịch bản dé có thé bắt đầu ván cờ -2¿ + ++2cx+EE++ExerErerxrrrrerxrrrrerreee 526.2 Kịch bản khi lượt đi đầu tiên bi di chuyển nhằm là quân đen 536.3 Kịch bản khi bắt đầu ván cờ là bên trắng -¿- 2-2 s++xz+zx+zxe+rxzresrxeee 54

6.4 Kịch bản khi một bên đi rồi mà vẫn tiếp tục đi nước tiếp theo 54

6.5 Kịch bản khi 1 quân ăn 1 quân khác - - - ¿5+2 +5 **+*£+s£+eE+exeereeexeerese 55

6.6 Kịch bản vua đi nước di đặc biệt là nước nhập thành - 5+++<<++<<+ 56

6.7 Kịch bản khi 1 quân di chuyên sai đường đi - 2-2-5 z++2x£+zxzxeezxeez 576.8 Kịch bản khi vua di chuyền vào 6 đang có sự kiểm soát của quân đối phương 57

6.9 Kịch bản khi vua đang vị chiếu nhưng người choi di chuyển một nước khác nước

00:00:01 4 58

6.10 Kịch bản khi chiếu hết và kết thúc 1 ván CO .ccecsecsssesssesssessssesssesssecssecssecsseceses 586.11 _ Kịch bản ghi lại lịch sử ván đấu -2©++++EE2EkeEESEEerkrerkrrrrerkeee 59

6.12 Nhận xét và đánh giá kịch bản thực nghiệm - 5 +55 *++x£+es+ersss 61

CHUONG 7 THUC NGHIỆM VÀ KET QUÁ -2-©2225<2cscczxcersee 62

7.1 Nội dung thực nghiỆm 5 <6 213 E111 911910 E91 911v ng ngư ưy 62

7.1.1 Khảo sát ván cờ thứ l -©-+2-+t2EktSEkEEEerkerrrerrrrrrrerrvee 62 7.1.2 Khảo sát ván CO thứ 2 - << -cc c1 1S 1111111119953 01 111kg 351k 62

7.1.3 Khảo sát ván cờ thứ 3 - - -c Lc LH HH5 011kg 555 ke 63

7.2 KẾtquả - 5c St E2E221211211211211211211 2111111111121 ee 63

CHUONG 8 KET LUẬN VA HƯỚNG PHAT TRIEN 5 sz+5se2 65

SL KGt am hhếŸễïíii$Ö(Ö.444 658.2 Hướng phát tien ccecececcccccccsscssesseessscsscsscssessessessessessessessessessecsscsesssessessessesseees 66

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1 Một bàn cờ vua với 32 QUAN CỜ - + 1111k Hưng 2

Hình 1.2 Một biên bản viết tay của tuyển thủ cờ vua chuyên nghiệp - 5Hình 2.1 Kiện tướng cờ vua số 1 Việt Nam Lê Quang Liêm & Kiện tướng cờ vua số 1 thế

2[Ù8)/E120)864.2)i00nnrr((‹((.:(ớ(:i:: 7 Hình 3.1 Arduino MEGA + WiFi R3 ATmega2560 + ESP8266 -S-cccsessee 16 Hình 3.2 Chip ATmega 256 - - HH HT TH gu TH HH HH HT Hi ng 18

Hình 3.3 Pinout của vi xử lí ESP8266 - c2 301122111112 2v vn nen ven 19

Hình 3.4 Công tắc từ MA 14103 -2-©22-©2+¿22+222E2212221122112711211 2212212 crkcee 24

Hình 3.5 Nguyên lí hoạt dong của cảm biến từ -2- 2-22 2+2++2x+£EeEEeEEzEezxezreereee 25

Hình 3.6 Module giao tiếp kỹ thuật số CD74HC4067 ¿- 5-5522 2czvzxecreerxecrs 26

Hình 3.7 LED ARGB WS2812P 22:©22222222221221122112211211271127112211 11 1c 28

Hình 3.8 Nam châm - + c 613311883111 111111181 11119111111 9031 11115801111 1n 1 ng vế 29

Hình 3.9 Sơ đồ kết nối UART giữa 2 thiết bị 2: ©522xc2EE£EECEEEEEESExerkerkerrcee 30

Hình 3.10 Mô tả cách truyền dữ liệu băng UART 2 + s2 s+£x+£x+zxzxzzxezzsez 31Hình 3.11 Mô tả gói tin trong giao tiếp UARTT 2 2+2s+2++£E+£++EEezEzxzxezxeerxee 31Hình 4.1 Sản phẩm bàn cờ hỗ trợ tự dộng ghi nhận và hướng dẫn nước đi 33

Hình 4.2 Hình ảnh mặt trên của Dan CỜ - - - - c6 2211111333251 1 111885 1111155511112 35

Hình 4.3 Khung của Dan CỜ - G1 131121191119 1H HH HH nhi, 36

Hith 8628 CO Nn aa.4< 37

Hình 4.5 Hộp điều khiển của bàn CỜ - -2- ¿5£ ©S£2E£+E£EEEEESEEEEEEEEEEEEEEEEErrkrrrrrree 38

Hình 5.1 Hệ thong điều khiển bàn cờ - ¿5£ £+E£+E£+EE£EE+EE£EEEEEEEEEEEEEErrerrrrrkee 40

Hình 5.2 Schematic của Dan CỜY c1 1111211111112 11111 9111111110011 1 1g 1 kg vế 41

Hình 5.3 sơ đồ hệ thống xử lí tín hiệu từ treuONg woe eeceeseeceeseeseesessessessessesseeseeseeseeeees 42Hình 5.4 Nguyên lý nhận biết sự xuất hiện của quân cờ - 2-2 2z sz+sz+s++xz+cs+z 43Hình 5.5 Số hóa vị trí của các quân cỜ - ¿2 x+++++Ek+2EE£EESEEEEEEEEEEErrkrrkrrrkrres 45Hình 5.6 Sơ đồ khối vòng lặp chính của bàn cờ - 2 s¿<+++2zz+£x+z++zx+zzxersez 46

Hình 5.7 Quá trình chính của hệ thống điều khiển 2-2 2 22 s£x+£xzxezxecsee2 47

Hình 5.8 So đồ hệ thống hiển thị nước đi hợp lệ -2- 2¿©+z2++22+z+zx+zzx+zxcee 50Hình 5.9 Sơ đồ hệ thống ghi lại lich sử ván đấu -2-©2¿©+22++zxvzzxsrxcee 50Hình 5.10 Thành phần chính và kết nối của hệ thống ghi lại lịch sử -. - 51Hình 6.1 Trạng thái khởi đầu của 1 vấn CỜ ¿- 22 2+++E++Ek+EE+EEeEEerkerErrerrerreee 52Hình 6.2 Bàn cờ báo lỗi là di chuyên nhầm lượtt - 2: 22 2£ £2+£xz+zx+zxzzzxezes 53

Hình 6.3Chức năng hướng dẫn nước đi của bàn cờ ¿- ¿+ ++c++x+>x+zzz+zxerxee 54 Hình 6.4 Bàn cờ báo lỗi khi vi phạm luật chơi 2- 25c + 22S£+x+£++£+zxezxezxzzezsee 55

Hình 6.5 Thao tác của kịch bản ăn 1 quân của đối thủ - 2-2: 22++sz+z++£xz+zxezsz 56

Hình 6.6 Các thao tác của kịch bản quân vua di nhập thành - - «+55 <+<x++<+ 56

Hình 6.7 Bàn cờ báo lỗi khi một quân di sai đường chỉ dẫn ¿5 55z+s55+2 57

Hình 6.8 Ban cờ báo lỗi và chỉ ra quân đang kiểm soát đường vi trí ma vua đặt chân đến

DANH MỤC BANG

Bang 1 Bảng chân tri của Module giao tiếp kỹ thuật số CD74HC4067 27Bảng 2 Thông số kỹ thuật của bàn cờ hỗ trợ tự động ghi nhận và hướng dẫn nước đi 64

DANH MỤC TỪ VIET TAT

Light Emitting Diode (Điốt phát sáng)Reduced Instruction Set Computer (Máy tính tập lệnh rút gon)

Microprocessor without Interlocked PIpeline Stages (Bộ xử lý vi mạch không có các giai đoạn pipeline không khóa)

Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory

(Bộ nhớ chỉ đọc có thé xóa điện tử và được lập trình)

Static Random-Access Memory (Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên tĩnh)

Transmission Control Protocol/Internet Protocol

(Giao thức kiêm soát truyền tai/ Giao thức Internet)

Read-Only Memory (Bộ nhớ chỉ đọc) Instruction Bus (Bus lệnh)

Data Bus (Bus dữ liệu)

Advanced High-performance Bus (Bus hiệu năng cao tiên tiến)Serial Peripheral Interface (Giao diện ngoại vi tuần tự)

Wired Equivalent Privacy (Bảo mật tương đương dây)

Wi-Fi Protected Access (Truy cập Wi-Fi được bảo vệ)

Low-Noise Amplifier (Bộ khuếch đại tín hiệu ít nhiễu)Over-The-Air (Truyền tải không dây)

Inter-Integrated Circuit (Giao tiép nội vi mach tích hợp)Inter-IC Sound (Âm thanh nội vi mạch tích hợp)

Universal Asynchronous Receiver-Transmitter

(Bộ nhận và truyền không đồng bộ da năng)Pulse Width Modulation (Điều chế độ rộng xung)Infrared (Hồng ngoại)

General Purpose Input/Output (Đầu vào/đầu ra đa năng)Frame Rate Control (Điều khiến tốc độ khung hình)

23.SDIO/SPI: Secure Digital Input/Output/Serial Peripheral Interface

(Giao diện ngoại vi tuân tự dau vao/dau ra an toàn)

24.SDA: Serial Data Line (Đường dữ liệu tuần tự)

25.SCL: Serial Clock Line (Đường xung clock tuần tự)

26 DMA: Direct Memory Access (Truy cap truc tiép vào bộ nhớ)

27.ADC: Analog

28 -to-Digital Converter (Bộ chuyên đổi tương tự sang số)

29.UI: User Interface (Giao diện người dùng)

30.IC: Integrated Circuit (Mạch tích hợp)

31.S1G: Special Interest Group (Nhóm quan tâm đặc biệt)

32.LED ARGB: Light Emitting Diode Addressable RGB

(Điốt phat sáng địa chi RGB có thé điều chỉnh)

33 HTTP: Hypertext Transfer Protocol (Giao thức truyền tải siêu văn bản)

34 AI: Artificial Intelligence (Trí tuệ nhân tao)

35.Wi-Fï: Wireless Fidelity (Kết nối không dây)

TÓM TÁT KHÓA LUẬN

Cờ vua là một môn thê thao đòi hỏi sự phát triển của tư duy, óc sáng tạo, và nhữngphẩm chat tốt đẹp như tính quyết đoán, tính kỷ luật, và sự bình tĩnh, của người chơi, rấtphù hợp với người Việt Nam bộ môn cờ vua đang dan phát triển mạnh mẽ và phổ biếnrộng rãi, nhất là sau sự kiện Covid 19 Hàng loạt hệ thống giải dau quy mô lớn đã và đangthu hút được rất nhiều sự quan tâm của công chúng

Đề tài lay cảm hứng từ nhu cầu trong các giải đấu cờ vua thực tế, khi người chơi gặpkhó khăn trong việc ghi chép và theo dõi diễn biến trận đấu Công nghệ được áp dụng dégiải quyết vấn đề này bao gồm sử dụng các hệ thống tự động và trí tuệ nhân tạo trong cờ

vua.

Bàn cờ vua tự động sẽ giúp người chơi tuân thủ đúng luật và đi đúng nước cờ thôngqua hướng dẫn tự động Nó cũng sẽ có khả năng lưu trữ lại lịch sử của ván đấu, giúp ngườichơi có thể xem lại và phân tích sau trận đấu Điều này giúp cải thiện chất lượng và tậptrung của người chơi trong ván đâu.

Sau nghiên cứu có thê đánh giá được hiệu quả của hệ thống, từ đó phát triển và triểnkhai ứng dụng trong các giải đâu cờ vua đề hỗ trợ việc ghi chép và theo dõi lịch sử của vándau Điều này giúp cải thiện tính chính xác và tiết kiệm thời gian cho người chơi và trọngtài Nó cũng có thê tạo ra một trải nghiệm chơi cờ vua mới cho người chơi và khán giả.

Trang I

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VE DE TÀI

1.1 Giới thiệu về cờ vua

Cờ vua là một trò chơi thé thao trí tuệ và chiến lược có từ lâu đời, được coi là mộttrong những trò chơi bàn phong cách nhất trên thế giới Nó xuất phát từ Án Độ cổ đại và

đã lan rộng khắp thé giới, trở thành một biểu tượng của sự thông minh, sự tư duy va sự cân

Cờ vua đã trở thành một trò chơi phô biến và có nhiều giải dau quốc tế và khu vực

Cờ vua đã trở thành một trò chơi phổ biến và có nhiều giải đấu quốc tế và khu vực.Ngoài việc là một môn thể thao, cờ vua còn được ứng dụng trong giáo dục, nghiên cứu

khoa học và thậm chí trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo.

Trang 2

1.2 Tầm quan trọng và ứng dụng của cờ vua

Cờ vua có tâm quan trọng vô cùng đặc biệt và có nhiêu ứng dụng trong nhiêu lĩnh

vực khác nhau Dưới đây là một sô điêm về tâm quan trọng và ứng dụng của cờ vua: Tâm

quan trọng trong phát trién trí tuệ:

e Cờ vua là một trò chơi trí tuệ đòi hỏi người chơi phải suy nghĩ, phân tích và lập kế

hoạch chiến lược Việc chơi cờ vua giúp rèn luyện tư duy logic, sáng tạo, tăng cường

khả năng tập trung và cải thiện khả năng quyết đoán

e Giáo dục và dao tao: Cờ vua được sử dung trong giáo dục như một công cụ giảng

dạy Nó giúp phát triển kỹ năng tư duy logic, khả năng phân tích và lập luận, cảithiện khả năng giải quyết van đề và kỹ năng quản lý thời gian Ngoài ra, cờ vua còngiúp rèn luyện sự kiên nhẫn, kiên trì và tinh thần thi đấu

e Khoa học và nghiên cứu: Cờ vua đã trở thành một mô hình dé nghiên cứu va phát

triển các thuật toán trí tuệ nhân tạo Các nhà khoa học sử dụng cờ vua dé nghién cuucác thuật toán choi cờ thông minh, tìm hiểu về trí tuệ nhân tạo và phát triển các hệthống thông minh

e Giải trí và thé thao: Cờ vua là một trò chơi giải trí phô biến, không chi trong cộng

đồng chuyên nghiệp mà còn ở cấp độ cá nhân Nó tạo ra một môi trường cạnh tranh

và thú vị cho người chơi, đồng thời mang lại sự thoải mái và thư giãn

e Hỗ trợ phát triển cá nhân: Choi cờ vua có thé giúp phát triển những phẩm chất tích

cực như sự kiên nhẫn, tự tin, tỉnh thần chiến đấu và khả năng quản lý áp lực Nócũng góp phần vào việc nâng cao khả năng tư duy chiến lược, sự nhạy bén trongquan sát và khả năng đánh giá tình huống

1.3 Những thách thức và vấn đề trong việc học và chơi cờ vua

1.3.1 Khó khăn khi học và nâng cao trình độ chơi cờ vua

Trong quá trình học và nâng cao trình độ choi cờ vua, người chơi thường gặp phải

một số khó khăn như phải nắm vững các quy tắc và chiến thuật cơ bản, đồng thời khám

Trang 3

phá va hiêu sâu hơn vê các mở đâu, chiên thuật phòng thủ và tân công, đánh giá vi trí và

tính toán các nước đi tiếp theo

Co vua là một lĩnh vực không ngừng phát triên, với việc xuât hiện các mở dau mới,

chiên thuật mới va kỹ thuật chơi mới Dé nâng cao trình độ, người chơi phải dành thời gian

nghiên cứu và cập nhật kiên thức liên quan, theo dõi các trận đầu và phân tích các ván cờ

của các kỳ thủ hàng đầu

1.3.2 Thách thức và cơ hội trong việc sử dụng công nghệ trong cò vua

Cờ vua đã trải qua sự phát triển đáng ké trong việc sử dụng công nghệ dé nâng cao trảinghiệm chơi và học cờ Tuy nhiên, cũng có những thách thức và cơ hội đáng chú ý trong

việc áp dụng công nghệ vào cờ vua.

1.3.2.1 Thách thức

Về độ phức tạp của thuật toán chơi cờ việc phát triển các chương trình máy tinh chơi

cờ thông minh đòi hỏi thuật toán phức tạp như thuật toán minimax hay thuật toán học tăng cường Điêu nay đòi hỏi nguôn lực và kiên thức sâu rộng về lập trình và trí tuệ nhân tạo.

Sự thay đôi trong thê giới thực: Công nghệ đã mở ra cơ hội cho việc chơi cờ vua trực

tuyến và qua mang xã hội Tuy nhiên, việc chơi cờ với máy tính và người chơi xa lạ có thé

làm mat di sự tương tác trực tiép và thú vi của việc đôi đâu trên bàn cờ vật lý.

1.3.2.2 Cơ hội

Công nghệ cho phép phát triển các phần mềm hỗ trợ học và chơi cờ với các tính năng

như phân tích nước di, tài liệu hoc tập, và chê độ huân luyện Điêu này giúp người chơi cờ

có cơ hội nâng cao trình độ và hiêu rõ hơn về chiên thuật cờ vua.

Công nghệ kết nôi đã mở ra cơ hội đê người chơi cờ kêt nôi va chia sẻ thông tin, nâng

cao mỗi quan hệ và khám phá thế giới cờ vua Các cộng đồng trực tuyến và diễn đàn cờ

vua giúp người chơi giao lưu, học hỏi và thử thách nhau.

Trang 4

Công nghệ đã cung câp công cụ phân tích và đánh giá hiệu suât của người chơi cờ.

Nhờ đó, người chơi có thê theo dõi tiên bộ của mình, tìm hiéu điêm mạnh và yêu, và điêuchỉnh chiến lược chơi dé cải thiện trình độ

1.4 Lý do chọn đề tài

Xuất phát từ việc nhận thấy sự cần thiết và tiềm năng của việc kết hợp công nghệthông minh và cờ vua trong việc cung cấp trải nghiệm chơi cờ tốt hơn và lưu trữ thông tinván dau chúng tôi quyết định thiết kế và xây dựng Bàn cờ điện tự hỗ trợ tự động ghi nhân

và hướng dan nước di.

CHƯƠNG 2 TONG QUAN DE TÀI

2.1 Đặt van đề

Trò chơi cờ vua đã tồn tai hàng ngàn năm và trở thành biểu tượng của trí tuệ và tưduy trong xã hội Với yêu cầu cao về tư duy chiến thuật, khả năng dự đoán va sự kiênnhẫn, cờ vua thu hút được sự quan tâm của nhiều người trên toàn thé giới Dac biệt, ởViệt Nam, cờ vua không chỉ là một trò chơi mà còn là một môn thể thao được coi trọng

và phát triển mạnh mẽ

Trong những năm gần đây, cờ vua đã trở thành một môn thê thao phô biến và thuhút sự quan tâm ngày càng tăng của công chúng Các giải đấu cờ vua quy mô lớn và các

kỳ thủ noi tiéng như Carlsen [1] va Nakamura [2] đã trở thành những ngôi sao được

ngưỡng mộ Sự phát trién của cờ vua cũng được thúc đây bởi tình hình toàn cầu hóa và

sự phổ biến của các nền tảng trực tuyến, cho phép người chơi trao đổi và tham gia vàocác trận đấu trực tuyến với người chơi khác trên toàn thế giới qua các phần mềm chơi

cờ trực tuyến như Chess.com [3] và Lichess [4]

Tuy nhiên, trong quá trình chơi cờ vua, việc ghi chép và theo dõi diễn biến trận dauvan là một thách thức đối với người chơi Việc xác định các 6 quân cờ có thé di chuyểntới trong nước cờ cũng đòi hỏi người mới chơi cờ phải nắm rõ luật chơi và quy tắc dichuyên của từng quân cờ Điều này đặc biệt phức tạp khi tham gia vào các trận đấu cấpcao với diễn biến nhanh và nhiều lựa chọn Dé giải quyết van đề này và tạo điều kiệnthuận lợi cho người chơi, nhóm tác giả quyết định xây dựng một bàn cờ vua thông minh

có khả năng hướng dẫn người chơi về các 6 quân cờ có thé di chuyền tới trong nước cờ

tập trung trong quá trình chơi.

Trang 6

Ngoài ra, đề tài cũng nhằm mục đích nghiên cứu về công nghệ và phương pháphướng dẫn cờ vua Từ việc phân tích các quy tắc đi chuyền và quy luật chơi, nhóm tácgiả sẽ thiết kế giao diện và hệ thống cảm biến dé hiển thị thông tin cho người chơi.

Đồng thời, đề tài cũng đặt ra mục tiêu nghiên cứu về khả năng mở rộng và tích hợpcông nghệ trong bàn cờ vua, tạo điều kiện cho việc phát triển và nâng cấp trong tương

lai.

Từ những nghiên cứu và phát triển của đề tài này, hy vọng rằng sẽ có những đóng

góp tích cực cho cộng đông cờ vua.

Hình 2.1 Kiện tướng cờ vua số 1 Việt Nam Lê Quang Liêm & Kiện tướng cờ vua số 1

thế giới Magnus Carlsen

Bàn cờ vua tự động thông minh không chỉ giúp người chơi tiết kiệm thời gian vàtập trung hơn vào trận đấu, mà còn mang lại trải nghiệm thú vi và thuận lợi cho việc ghichép và theo dõi diễn biên của trận đâu.

Trang 7

2.2 Mục tiêu và ý nghĩa của dé tài

Xây dựng công cụ hỗ trợ ghi chép và lưu trữ lịch sử các nước di trong trận đấu,

giúp người chơi có thể theo dõi và phân tích lại các diễn biến quan trọng

Đảm bảo tính ôn định và độ chính xác của hệ thông, đồng thời tối ưu hóa thời gian phảnhồi dé đáp ứng nhanh những yêu cầu di chuyền của người chơi.

2.3 Đối tượng nghiên cứu

Đôi tượng nghiên cứu của dé tài "Phát triển bàn cờ hướng dẫn di chuyển quân cờ

và ghi lại lịch sử nước di" bao gôm ba nhóm chính: người chơi cờ vua, nhà phát triên và

nghiên cứu cờ vua, và cộng đông chơi cờ vua.

Trang 8

Đối với người chơi cờ vua, đề tài nhắm đến việc cung cấp trải nghiệm chơi cờ vua tốt hơn Bàn cờ được thiết kế dé hướng dẫn di chuyên quân cờ và ghi lại lịch sử nước đi.Điều này giúp người chơi, đặc biệt là những người mới bắt đầu hoặc người chơi trungbình muốn nâng cao trình độ, hiểu rõ hơn về quy tắc và chiến thuật chơi cờ vua Bằngcách hỗ trợ hướng dẫn và ghi lại lịch sử nước đi, bàn cờ này giúp người chơi phát triểnkhả năng tư duy, đánh giá tình huống và nâng cao trình độ chơi cờ.

Với nha phát triển và nghiên cứu cờ vua, dé tài này cung cấp một cơ hội dé tìmhiểu và phát triển công nghệ trong lĩnh vực cờ vua Họ có thể nghiên cứu các phươngpháp hướng dẫn di chuyền quân cờ, ghi lại lịch sử nước đi và ứng dụng công nghệ déphân tích và đánh giá ván đấu Điều này đóng góp vào việc mở rộng kiến thức và khảnăng ứng dụng công nghệ trong việc cải tiên trải nghiệm chơi cờ vua.

Cuối cùng, đề tài cũng mang lại lợi ích cho cộng đồng chơi cờ vua Bàn cờ pháttrién có thê được chia sẻ và sử dụng trong cộng đồng, tạo ra một môi trường chơi cờ vuatương tác và giao lưu Người chơi có thê trao đôi kinh nghiệm, tham gia thách đấu vàchia sẻ lịch sử nước đi của ván đấu Điều này góp phần xây dựng một cộng đồng chơi

cờ vua đoàn kết và thúc day sự phát trién của môn thé thao nay

vi trí của các quân cờ, và khả năng ghi lại lich sử nước đi của van dau

Loại cờ vua này sẽ đi kèm với một hệ thông thông minh, có khả năng cung câp hướngdẫn di chuyên quân cờ một cách tự động và hiệu quả Bằng cách sử dụng đèn LED và các

Trang 9

chỉ báo ánh sáng, người chơi sẽ nhận được thông tin chỉ tiết về các nước đi hợp lệ và cácquy tắc chơi cờ vua.

Hệ thống ghi lại lịch sử nước đi của ván dau cũng là một phần quan trọng của loại cờnày Thông qua việc tự động lưu trữ các nước đi vào file excel hoặc hệ thống ghi chép,người chơi có thé theo dõi và phân tích lại ván cờ đã chơi

Trang 10

CHƯƠNG 3 CƠ SỞ LÝ THUYET

3.1 Cờ vua và sự phát triển của môn thể thao

Cờ vua là một môn thể thao có nguồn gốc từ hàng ngàn năm trước và đã trở thànhmột trò chơi phô biến trên toàn thé giới Trò chơi này đòi hỏi người chơi có kiến thức vềcác quy tắc và chiến thuật, đồng thời phải có khả năng đọc hiểu và suy luận trong quá trình

chơi.

Trong quá trình phát triển của cờ vua, quy tắc và luật chơi đã được phát triển và hoànthiện Có nhiều biến thê và cách chơi khác nhau của cờ vua trên khắp thế giới, nhưng quytắc cơ ban vẫn giữ nguyên Các giải dau cờ vua cấp cao, như Giải Vô địch Thế giới, Giải

Vô địch Quốc gia và Giải Vô địch Các vị vua cờ, đã thu hút sự quan tâm của hàng triệu

người chơi và người hâm mộ.

Cờ vua không chi là một trò chơi mà còn là một môn thé thao có ý nghĩa to lớn Nó

giúp phát triển tư duy logic, tăng cường khả năng quan sát, tập trung và phân tích Cờ vua

còn giúp rèn luyện sự kiên nhẫn, kiên trì và quyết đoán Đồng thời, trò chơi nay còn tạo ra

một môi trường cạnh tranh và thú vi, khuyến khích sự sáng tạo và khéo léo trong việc xây

dựng chiến thuật và kế hoạch

Sự phát triển của cờ vua không chỉ ảnh hưởng đến người chơi mà còn đóng góp vàonền văn hóa và giáo dục Nó đã trở thành một phương tiện giáo dục độc đáo dé giúp trẻ emphát triển tư duy logic, khám phá khả năng sáng tạo và rèn luyện kỹ năng xã hội Cờ vuacũng có vai trò quan trọng trong nghiên cứu về trí tuệ nhân tạo và phát triển công nghệthông tin liên quan đên cờ vua.

Việc nghiên cứu và hiệu rõ về sự phát triên của cờ vua là cơ sở quan trọng đê xây dựng các giải pháp và ứng dụng mới trong lĩnh vực này.

Trang 11

3.2 Cong nghệ và ứng dụng trong cờ vua

3.2.1 Công nghệ hỗ trợ học và chơi cờ vua

Công nghệ ngày càng phát triển đã anh hưởng đến mọi lĩnh vực của đời sông, và cờvua cũng không ngoại lệ Có nhiều công nghệ hỗ trợ được áp dụng trong việc học và chơi

cờ vua, từ các ứng dụng trên điện thoại di động cho đên phân mêm máy tính tiên tiên.

Một trong những công nghệ quan trọng trong cờ vua là trí tuệ nhân tạo Thuật toán

minimax và các biến thể của nó đã được áp dụng để phát triển các chương trình chơi cờ

vua với trình độ cao Nhờ đó, các chương trình như Deep Blue của IBM [5] đã thành công

trong việc đánh bại các kỳ thủ hàng đầu thế giới Công nghệ trí tuệ nhân tạo cũng đã được

sử dụng đề phân tích và đánh giá các ván cờ, giúp người chơi nâng cao kỹ năng và chiến

thuật.

Ngoài ra, các ứng dụng đi động và phần mềm máy tính đã cung cấp nền tảng tuyệtvời để học và chơi cờ vua Các ứng dụng đi động cho phép người dùng chơi cờ vua trên

điện thoại di động và máy tinh bảng, dé dàng truy cập và chia sẻ với mọi người Ngoài ra,

các phần mềm máy tính như ChessBase [6] và Eritz cung cấp công cụ phân tích, cơ sở dữliệu ván cờ và khả năng tương tác với các động tác trên bàn cờ.

Công nghệ hỗ trợ học va chơi cờ vua đã đem lại nhiều lợi ích cho người chơi Nócung cấp cơ hội học tập và rèn luyện kỹ năng một cách tự động và linh hoạt Ngoài ra, côngnghệ cũng mở ra cánh cửa cho việc khám phá và phát triển các phương pháp và chiến thuật

mới trong cờ vua.

3.2.2 Hệ thống ghi chép và lưu trữ lịch sử các nước di

Truyền thống trong cờ vua là ghi chép và lưu trữ lịch sử các nước đi trong các ván

cờ quan trọng Việc ghi chép và lưu trữ này không chỉ giúp theo dõi quá trình phát triểncủa một ván cờ mà còn đóng góp vào việc nghiên cứu và phân tích chiến thuật cũng như

lịch sử cờ vua.

Trang 12

Hệ thống ghi chép và lưu trữ này có thé được thực hiện bằng cách sử dụng các biểu

đồ và bảng ghi chép trên giấy hoặc bằng cách sử dụng phần mềm máy tính Trong các giảidau chuyên nghiệp, thường có các nhà cầm quân hoặc người ghi chép chuyên nghiệp thựchiện công việc này Các bàn cờ và các nước đi quan trọng có thể được ghi chép và lưu trữ

trong cơ sở dữ liệu dé tiện tra cứu và phân tích sau này.

Hệ thống ghi chép và lưu trữ lịch sử các nước đi đóng vai trò quan trọng trong việcphân tích và nghiên cứu cờ vua Nhờ vào việc lưu trữ và chia sẻ thông tin về các nước đitrong quá khứ, người chơi có thể nắm bắt được các chiến thuật và phương pháp chơi củacác kỳ thủ hàng đầu Đồng thời, hệ thống này cũng giúp theo dõi sự phát triển và tiến bộcủa một người chơi qua thời gian.

Việc sử dụng hệ thống ghi chép và lưu trữ lich sử các nước đi trong cờ vua mang lạinhiều lợi ích như là một công cụ học tập và nghiên cứu, cung cấp thông tin quý giá về chiếnthuật và phương pháp chơi, và góp phần vào việc phát triển và khám phá thêm về cờ vua

3.3 Các hướng nghiên cứu có liên quan đến dé tài trong và ngoài nước

3.3.1 Phân tích và đánh giá trong nước

Hiện nay trong nước,đã có khá nhiều nghiên cứu trong nước liên quan đến đề tàinhư luận án "Phát triển phần mềm hỗ trợ học cờ vua cho người mới hoc" của tác gia Dang

Thị Huyền Trang, luận án tập trung vào việc phát triển một phần mềm g1úp người mới học

cờ vua nắm bắt luật chơi và thực hành các nước đi cơ bản Luận án "Tích hợp công nghệ

học máy trong việc đánh giá và dự đoán trình độ chơi cờ vua" của tác giả Nguyễn Văn

Hùng, luận án nghiên cứu về việc sử dụng công nghệ hoc máy dé đánh giá trình độ chơi cờvua và dự đoán kêt qua trận dau.

Bài báo "Phân tích và cải thiện chiến thuật tron ø cờ vua sử dụng thuật toán di truyền"

của tác giả Trần Văn Trung, bài báo trình bày phương pháp sử dụng thuật toán di truyền

đê phân tích và cải thiện chiên thuật chơi cờ vua.

Trang 13

3.3.2 Phân tích và đánh giá ngoài nước

Hiện nay trên quốc tế đã có khá nhiều nghiên cứu liên quan và sản phẩm liên quanđến đề tài như sản phâm, DGT Electronic Chess Boards [7] là bàn cờ điện tử được phát

triển với mục đích ghi lại và theo đõi các nước đi trong trận đấu Bàn cờ này kết hợp công

nghệ và truyền thông để tạo ra một trải nghiệm chơi cờ vua tiện lợi và thông minh Bài báo

"Chess Endgame Databases: Past, Present, Future" của tác gia Guy Haworth, bai báo này

tập trung vào nghiên cứu và phát triển cơ sở dữ liệu về ván cờ vua cuối trò choi (endgame).Nghiên cứu nhằm cung cấp thông tin và chiến thuật chơi hiệu quả trong giai đoạn cuối của

trận đấu

3.4 Cơ sở lý thuyết về luật chơi cờ vua

3.4.1 Giới thiệu về luật chơi co bản

Cờ vua là một trò chơi bàn đối khá phổ biến trên toàn thế giới Dé hiểu và thực hiệnthành công đề tài nghiên cứu này, cần phải nắm vững các luật chơi cơ bản của cờ vua

Trong phan này, chúng ta sẽ tiễn hành giới thiệu về những quy định cơ bản trong luật chơi

cờ vua.

Co vua được chơi trên một bàn cờ gôm 64 6 vuông có kích thước 8x8 Bàn cờ được

chia thành hai màu: màu trang và màu đen Mỗi màu chơi có 16 quân cờ, bao gồm Vua,

Hậu, Xe, Tượng, Ngựa và Tôt Mục tiêu của trò chơi là chiêm được Vua của đôi thủ băng cách thực hiện các nước đi hợp lệ và tân công.

3.4.2 Quy tắt di chuyển và tắn công của từng quân cờ

Trong luật chơi cờ vua [8], mỗi quân cờ có quy định riêng về cách di chuyên và tân công.

Trang 14

Hậu có quyền di chuyển theo đường thắng trên các hàng, cột và đường chéo Hậu

có khả năng tấn công mọi ô trên đường đi của nó

3.4.2.3 Xe (Rook)

Xe di chuyền theo đường thắng trên các hàng và cột Xe cũng có khả năng tan côngquân đối phương trên đường đi của nó

3.4.2.4 Tượng (Bishop)

Tượng di chuyên theo đường chéo trên bàn cờ Tượng cũng có khả năng tan công

mọi ô trên đường đi của nó.

3.4.2.5 Ngựa (Knight)

Ngựa di chuyền theo hình chữ L và có khả năng nhảy qua các quân cờ khác Ngựa

có thé di chuyên đến ô cách nó 2 ô theo chiều ngang và | 6 theo chiều dọc hoặc ngược lại.

3.4.2.6 Tốt (Pawn)

Tốt di chuyên một ô về phía trước Tuy nhiên, trong nước đi đầu tiên, tốt có thể di

chuyên một hoặc hai ô Tôt có khả năng ăn quân đôi phương ở các ô chéo trước mặt của

Z

no.

3.4.3 Quy tắt về thang thua và hòa trong cờ vua

Trong luật chơi cờ vua, có một số quy định về thắng thua và hòa Dưới đây là nhữngquy tắc quan trọng:

e Thắng: Người chơi chiếm được Vua của đối thủ bằng cách đặt Vua của đối thủ vào

tình trạng bị chiếu hết (bị chiếu không còn nước nào dé Vua có thé di chuyền).

Trang 15

e Hòa: Có nhiều trường hợp dẫn đến trận đấu hòa, bao gồm hòa cờ do quân Vua

không thé bị chiếu cờ (Vua của cả hai bên không thé chiếu cờ nhau) Hòa cờ bằngcách thống nhất của cả hai người chơi Hòa cờ do quân cờ và tình huống không thétiễn triển thêm

3.5 Công nghệ và linh kiện sử dung trong bàn cờ điện tử

3.5.1 Kit Arduino mega+ WiFi R3 ATmega2560 + ESP8266 32MB

Giới thiệu: Arduino MEGA + WiFi R3 ATmega2560 + ESP8266 là sự kết hợphoàn hảo giữa Arduino Mega 2560 và ESP8266 trên một bo mạch duy nhất, với kích thướctiêu chuẩn của Arduino Mega 2560 Sản phẩm này tự nhiên kết nối Vi điều khiếnATmega2560 và ESP8266 trên cùng board, tiết kiệm diện tích Kit được thiết kế với việc

sử dụng và cau hình đơn giản, linh kiện được lựa chọn kỹ càng và quá trình gia công đượcthực hiện tốt, tạo nên sản phâm thích hợp cho nhiều dự án liên quan đến IoT và kết nốiWifi bằng Arduino Đặc biệt, sản phẩm này phù hợp cho những ứng dụng đòi hỏi tính nhỏ

gọn và tích hợp cao.

Hình 3.1 Arduino MEGA + WiFi R3 ATmega2560 + ESP8266

Trang l6

Thông số kỹ thuật:

« Vi điều kiến chính: ATmega2560 + ESP8266

e - Điện áp hoạt động: 6~16VDC (Bang mach đã tích hợp mạch nguồn xung giảm áp

đầu vào cho phạm vi điện ap tối đa 16VDC).

« - Bộ nhớ Flash ESP8266: 32Mb

¢ Str dụng mạch chuyển đổi USB UART CH340G tích hợp.

¢ _ Bố trí chân va cách sử dụng tương tự như Arduino Uno

« Cac chân của ESP8266 được sắp xếp day đủ và thuận tiện

« (C6 Dip Switch tích hợp để linh hoạt trong cau hình:

o CH340G <-> ATmega328P (Nạp mã cho ATmega2560 qua công USB)

o CH340G <-> ESP8266 (Nạp mã cho ESP8266 qua cổng USB)

o CH340G <-> ESP8266 (Kết nối ESP8266 với công USB máy tính (không

nạp code)).

o ESP8266 <->ATmega2560(Kết nỗi UART giữa ESP8266 và ATmega2560)

Trang 17

3.5.1.1 Vi xử lí ATmega 2560

AT mega2560

Hinh 3.2 Chip ATmega 2560

* Bộ điều khiển AVR® 8 bit hiệu suất cao, tiêu thụ năng lượng thấp

+ Sử dụng kiến trúc RISC tiên tiến

o_ Bao gồm 135 hướng dẫn mạnh mẽ - Thực thi một chu kỳ đồng hồ duy nhất

o Sử dụng thanh ghi làm việc 32 x 8 chung

o Hoạt động hoàn toan tĩnh

o Đạt được tối đa 16 Thông lượng MIPS tại 16 MHz

o Hệ số nhân 2 chu kỳ trên chip

¢ Bộ nhớ dữ liệu và chương trình tích hợp

o Cung cấp 64K/128K/256K Byte Flash Tự Lập Trình Trong Hệ Thống

o Tuổi thọ: 10.000 chu kỳ ghi/xóa

o Có tùy chọn mã khởi động với Bit khóa độc lập

o Hỗ trợ lập trình trong hệ thống thông qua chương trình khởi động trên chip

©_ Thực hiện việc đọc và ghi cùng lúc thực sự

Trang 18

o Bao gồm 4K byte EEPROM

o_ Tuổi thọ: 100.000 chu kỳ ghi/xóa

o Bộ nhớ SRAM nội bộ 8K byte

o_ Có khả năng mở rộng bộ nhớ ngoài lên đến 64K byte

Thông số kỹ thuật:

Trang 19

Bộ xử ly: ESP8266EX được trang bị lõi vi xử lý L106 32-bit RISC, dựa trên Tiêu

chuẩn Tensilica Xtensa Diamond Bộ xử lý này hoạt động ở tan số 80 MHz và

được hỗ trợ bởi SRAM tích hợp trên chip.

Bộ nhớ nội: ESP8266EX bao gồm SRAM và ROM trong bộ nhớ nội Dé truy cập

vào các bộ nhớ này, ESP8266EX sử dụng các giao diện iBus, dBus va AHB Kíchthước SRAM thay đôi tùy theo chế độ hoạt động, ví dụ như ở chế độ station thìkích thước SRAM nhỏ hơn 36kB ROM của ESP8266EX không thé lập trình, vi

vậy chương trình thường được lưu trữ trong bộ nhớ Flash ngoại.

Bộ nhớ Flash ngoại: ESP8266EX sử dụng bộ nhớ Flash ngoại dé lưu trữ chươngtrình và boot, với khả năng chạy chương trình trực tiếp từ bus SPI Kích thướcFlash ngoại mặc định khác nhau tùy thuộc vào loại module ESP8266, ví dụ như

ESP-01 có kích thước Flash ngoại là IMB, còn ESP-12E có kích thước Flash

ngoại là 16MB.

Trong trường hợp chương trình lớn hơn kích thước mặc định, cần sử dụng bộFlash ngoại lớn hơn Tuy nhiên, kích thước Flash ngoại tối đa lý thuyết là 16 MB,với kích thước bộ nhớ Flash nhỏ nhất có thê là 512 kB (khi tắt chế độ OTA) hoặc

1 MB (khi bật chế độ OTA)

IEEE 802.11 b/g/n Wi-Fi:

- Bao gom cac thanh phan như TR switch, balun, LNA, bộ khuếch đại cong

suat va mang két hop

- H6 trợ các phương thức xác thực như WEP, WPA/WPA2 hoặc mạng mở

không có mật khẩu

Có 17 chân GPIO: Các chân này có thể được cấu hình cho nhiều chức năng như

PC, I2S, UART, PWM, IR - điều khiển từ xa,

Có 2 bộ định thời phan cứng 23 bit: FRCI và FRC2

Có 3 giao diện SPI: Giao diện Slave/Master SPI chung, giao diện Slave SDIO/SPI

va giao diện Slave/Master HSPI.

Trang 20

e Có giao diện C: Hỗ trợ giao diện I2C hoạt động ở cả chế độ master và slave Vì

các chân GPIO có thé được cấu hình ở chế độ ngõ vao nên chúng có thể được cấuhình làm các chân SDA hay SCL của giao diện I2C thông qua phần mềm

e Có giao diện I2S với DMA (chia sẻ chân với GPIO).

e Hỗ trợ 2 UART là UARTO và UART1 UARTO sử dụng GPIO3 (RX) và GPIOI

(TX) UARTI sử dụng GPIO2 (TX) và GPIO8 (TX) Tuy nhiên, GPIO8 thường

được sử dụng dé kết nối bộ nhớ Flash của chip nên UARTI chỉ có thể sử dụng

GPIO2 để truyền đữ liệu

e Có khả năng đo ADC 10 bit

3.5.1.3 Mục đích sử dụng trong dự án

Kit Arduino Mega + WiFi R3 ATmega2560 + ESP8266 32MB được sử dung trong

đồ án này với vai trò làm đơn vị điều khiển cho bàn cờ điện tử, cho phép quản lý va vậnhành các chức năng của nó Bảng Arduino Mega đảm nhận việc kết nối và giao tiếp vớicác thành phần và cảm biến tích hợp trong bàn cờ

Thứ hai, mô-đun ESP8266 tích hợp cho phép giao tiếp không dây thông qua việc

thiết lập kết nối WiFi Tính năng này cho phép truyền và nhận dữ liệu giữa bàn cờ điện tử

và các thiết bị hoặc ứng dụng bên ngoài Thông qua kết nối WiFi, dữ liệu như lịch sử nước

đi và gợi ý nước đi có thé được trao đổi một cách dễ dàng, nâng cao trải nghiệm người

dùng chung.

Hơn nữa, bộ nhớ flash 32MB trên mô-đun ESP8266 giúp ghi và lưu trữ dữ liệu quan

trọng, bao gồm lịch sử nước đi và thông tin liên quan khác Giải pháp lưu trữ tiện lợi nàycho phép truy cập dé dàng vào dit liệu đã lưu mà không cần đến các thiết bị ngoại vi bổ

quan đến trò chơi Bằng cách tận dụng khả năng của Arduino Mega, việc điều khiển chính

xác đèn LED trở nên dễ dàng, nâng cao tính tương tác và tính hướng dẫn của bàn cờ.

Hơn nữa, sự tương tác của người dùng được tạo điều kiện thông qua giao diện người dùng (UI) và các nút bam tích hợp vào thiết kế Các nút nay cho phép người chơi thực hiệncác chức năng khác nhau, chăng hạn như bắt đầu trò chơi, chọn nước đi và điều chỉnh cài

đặt trên bàn cờ điện tử.

Cuối cùng, tính linh hoạt của bộ kit Arduino Mega cho phép tích hợp và mở rộngcác chức năng một cách dé dàng Các thành phan và cảm biến ngoại vi bỗ sung có thể đượckết nỗi và tương tác một cách linh hoạt, mở rộng khả năng và các khả năng của bàn cờ điện

tử.

Bằng cách tận dụng các tính năng và kha năng của Kit Arduino Mega + WiFi R3

ATmega2560 + ESP8266 32MB, trở nên có thê thiết kế và phát triển một bàn cờ điện tử

thông minh và thân thiện với người dùng, nâng cao trải nghiệm chơi game chung và hỗ trợ

quá trình nghiên cứu và phát triển các công nghệ chơi cờ tự động

3.5.1.4 Ưu điểm

Kit Arduino Mega + WiFi R3 ATmega2560 + ESP8266 32MB được sử dung trong

đồ án này mang lại nhiều ưu điểm quan trọng Đầu tiên, vi điều khién ATmega2560 có khảnăng điều khiển va quản lý các chức năng của bàn cờ điện tử một cách hiệu quả Nó cungcấp các chân I/O, SPI, I2C và UART để giao tiếp với các thành phần khác và cảm biến

Mô-đun ESP8266 tích hợp kết nối WiFi cho phép bàn cờ điện tử kết nối và truyền

dữ liệu không dây Điều này mở ra khả nang giao tiếp với các thiết bị và ứng dụng bênngoài, cũng như truy cập vào các dịch vụ trực tuyến hữu ích

Với bộ nhớ flash 32MB tích hợp trong ESP8266, bàn cờ điện tử có thé lưu trữ lịch

sử nước đi và thông tin quan trọng khác một cách dễ dàng Điều này giúp tiện lợi trongviệc lưu trữ và truy xuất đữ liệu mà không cần phải sử dụng các thiết bị lưu trữ bên ngoài

Trang 22

Kit Arduino Mega cũng hỗ trợ đèn LED, cho phép điều khiển các đèn LED tích hợptrong bàn cờ điện tử Điều này có thé được sử dụng dé hướng dẫn người chơi, hiển thịthông tin và làm nôi bật các nước đi hợp lệ và không hợp lệ Điều này tăng cường trải

nghiệm chơi cờ và ho trợ người chơi.

Cuối cùng, Kit Arduino Mega + WiFi R3 ATmega2560 + ESP8266 32MB là mộtlựa chọn linh hoạt và có khả năng mở rộng Bạn có thé kết nối và tích hợp các thành phần

và cảm biến ngoại vi khác dé nâng cao tính năng của bàn cờ điện tử và đáp ứng các yêucầu đặc biệt của đề tài.

Tóm lại, sự kết hợp giữa Kit Arduino Mega, mô-đun WiFi ESP8266 và vi điều khiển

ATmega2560 mang lại nhiều ưu điểm quan trọng, bao gồm khả năng điều khiến, kết nỗiWiFi, lưu trữ và tính linh hoạt Điều này giúp đáp ứng tốt các yêu cầu và mục tiêu của đồ

án và tạo ra một bàn cờ điện tử tiện dụng.

3.5.2 Công tắc từ MKA14103 2x14mm

Công tắc từ MKA14103 2x14mm được sử dụng trong đề tài nhằm xác định vị trí và

tình trạng của các quân cờ trên bàn cờ điện tử.

Trang 23

3.5.2.1 Nguyên lí hoạt động

ee SS

OPEN CLOSE

Hình 3.5 Nguyên lí hoạt déng của cảm biến từ

Nguyên lí hoạt động khi không có cực nam châm gần cảm biến từ, công tắc từ sẽ ởtrang thái mở, không dẫn điện Khi cực nam châm tiến đến gần cảm biến từ, lực từ của namchâm sẽ làm cho cảm biến từ tạo ra một trường từ và gây ra hiện tượng đóng công tắc Khicông tắc từ đóng, nó trở thành một mạch dẫn điện và cho phép dòng điện chạy qua

3.5.2.2 Ưu điểm

Đây là một loại công tắc từ nhỏ gọn và nhạy bén, có khả năng phát hiện sự tươngtác từ tính khi có quân cờ đặt lên hoặc di chuyên trên bàn cờ Công tắc từ MKA141032x14mm có kích thước nhỏ, dễ dàng lắp đặt và tích hợp vào bàn cờ điện tử một cách thuậntiện Ngoài ra, tính tin cậy và độ bền cao của công tắc từ này cũng đảm bảo hoạt động ôn

định trong quá trình xác định vi trí của các quân cờ.

3.5.2.3 Nhược điểm

Công tắc từ có kích thước nhỏ có thê làm cho việc gắn kết và lắp đặt trở nên khókhăn và phức tạp hơn MKA14103 2x14mm có thé bị ảnh hưởng bởi từ trường bên ngoàihoặc các yếu tố khác, gây ra sai sót trong việc ghi nhận vị trí và di chuyền của quân cờ.Điều này có thể làm giảm độ chính xác và đáng tin cậy của hệ thống.Công tắc từ

MKA14103 2x14mm có thé có giá thành khá cao, đặc biệt khi sử dụng số lượng lớn trong

đồ án.

Trang 25

3.5.3 Module giao tiếp kỹ thuật số CD74HC4067 16 kênh

CD74HC4067 là một IC (integrated circuit) mở rộng kênh đa năng có khả năng

chuyên đổi tín hiệu analog hoặc digital từ 16 nguồn đến một nguồn duy nhất.

INPUT CHANNEL

Xe rt

ENABLE SELECT OUTPUT PIN PIN PIN

Hinh 3.6 Module giao tiép kỹ thuật số CD74HC4067

Module giao tiếp kỹ thuật số CD74HC4067 16 kênh giúp nâng cao khả năng mởrộng và linh hoạt trong việc giao tiếp với các thành phần cảm biến và linh kiện trong đồ

án, giúp tiết kiệm chân và tối ưu hóa sử dụng vi điều khiển CD74HC4067 cũng có khảnăng chuyền đổi tín hiệu analog và digital, phù hợp cho việc đọc các cảm biến trong đồ án

Trong đồ án này Multiplexers được sử dụng để giảm số chân điều khiển cảm biếncủa vi điều khiển Chi cần sử dụng 9 pin dé có thé đọc giá tri từ tất cả 64 cảm biến từ

MKA14103 2xI4mm

Khi một kênh cụ thê kênh được chọn, tín hiệu cua cảm biên đó sẽ được truyén tới

chân SIG trên Module giao tiếp kỹ thuật số CD74HC4067 16 kênh

Trang 26

Cs

i

H= High Level L= Low Level

X= Don't Care

Bang 1 Bang chân trị của Module giao tiếp kỹ thuật số CD74HC4067

3.5.4 LED ARGB WS2812P 5V 3Pin.

LED ARGB WS2812P 5V 3Pin là một linh kiện quan trọng trong đồ án của bàn cờ,giúp tạo ra hiệu ứng ánh sáng và hỗ trợ trong việc hướng dẫn người chơi cờ Băng cáchđiều khiển màu sắc của LED có thé tạo ra các hiệu ứng sáng động và thu hút, tăng tính

tương tác và trải nghiệm cho người chơi.

Trang 27

LED ARGB WS2812P có đầu vào dữ liệu 3 chân (3Pin), bao gồm chân nguồn(VCC), chân dữ liệu (Data), và chân đất (GND).

Đèn LED này hoạt động ở điện áp 5V và sử dụng giao thức truyền dữ liệu dạng

chuỗi (serial data) dé điều khiến mau sắc và hiệu ứng

Mỗi LED trong chuỗi có khả năng hiển thị một màu sắc riêng, do đó có thể tạo ra

nhiều hiệu ứng ánh sáng và biến đổi màu sắc theo ý muốn

LED ARGB WS2812P cũng có khả năng kết hợp và điều khiển nhiều LED cùng

lúc, tao ra các hiệu ứng ánh sáng phức tạp va đa dạng trên bàn cờ

Đề điều khiển LED này cần sử dụng một nguồn cấp 5V đủ mạnh và kết nối chân dữliệu với vi điều khiến (trong trường hợp này là Arduino Mega) đề truyền tín hiệu điều khiểnmầu sắc

3.5.5 Nam châm

Nam châm là một vật liệu có khả năng tạo ra lực hút hoặc lực đây đối với các vật

chứa tính từ.

Trang 28