Het aansluiten van (heel) veel sensoren op een Raspberry Pi

[iFre4ked]

Hallo allemaal!

Sinds een tijdje ben ik aan het kijken om zelf een slim schaakbord te maken. Ik weet dat er al een aantal kant-en-klare bestaan, maar die zijn duur en werken vaak niet helemaal lekker. Ook lijkt het mij gewoon een heel leuk project om me mee bezig te houden. (Het gaat om de weg ernaartoe, niet het einddoel ). De software komt wel goed, maar de hardware is voor mij iets onbekender terrein.

Ik had het idee om mijn schaakstukken te herkennen met RFID lezers aan de onderkant van het bord. Meer specifiek de RC522. Ik zou deze willen aansluiten op, bijvoorbeeld, een Raspberry Pi.

Maar dan zit ik met het probleem dat ik niet één vakje heb, maar 64. Is er iemand bekend met een manier om 64 ICS aan te sluiten op een RPI of vergelijkbaar? Ik zou niet graag voor elk vakje een losse controller kopen, dan loopt het allemaal wel heel erg de papieren in...

Alle ideeën worden zeer gewaardeerd!
Lars

[SA007]

Ik zou eerder problemen verwachten dat 64 rfid lezers met elkaar gaan storen.

Dat gezegd, je kan met multiplexer, bijvoorbeeld de 4051 prima schakelen tussen meerdere sensoren, zo'n beetje onafhankelijk van welk soort sensor dat is.

Ik zou voor iets anders gaan, bijvoorbeeld een kleursensor en een gekleurd vakje onderop de stukken of misschien iets wat elektrisch contact maakt als een 1-wire button oid.

[Verwijderd]

Als je hem over I2C aansluit zou je er in theorie tot 128 aan moeten kunnen sluiten.
Denk alleen dat je een uitdaging gaat krijgen om je schaakstuk niet door meerdere RFID readers tegelijk te laten lezen, meestal is een stuk maar iets kleiner dan het vakje.
2e probleem zal zijn dat de meeste RC522 modules maar een beperkt aantal adressen beschikbaar heeft.

[Verwijderd]

Je zou ook nog 1 reader met 64 antennes kunnen gebruiken, welke je continu het bord laat scannen.
Maar of je snel genoeg 64 rfid scans kunt registreren betwijfel ik even. Al is dat natuurlijk ook nog weer te behappen om 4x16 velden te scannen.

Soort multiplexer over je antennes heen leggen dus. Bijhouden welk veld je scant en wat daar staat.
Waarschijnlijk voordeliger dan 64 rfid lezers

[ Voor 6% gewijzigd door Verwijderd op 21-09-2022 17:06 ]

[wouter6022]

Ik raad je aan om machine learning met 1 camera te gebruiken. Hier is heel veel over te vinden op internet.

Zoals je zelf al zegt is RFID duurder en ik denk dat een camera nauwkeuriger is omdat elk stuk waarschijnlijk door 9 antennes geregistreerd wordt in het geval van RFID. En dat is bijna niet te filteren voor een beginner.

Het voordeel van machine learning is dat je de beeld verwerking met je eigen ogen kan debuggen en verbeteren. Bij RFID gaat dat niet tenzij je een 6e zintuig hebt dus dat is geen leuk leerproces.

Als je iets met RFID wil doen, begin dan met 1 ontvanger en kijk eens of dat leuk is.

[iFre4ked]

Allereerst bedankt voor jullie reacties.

Het storen tussen de readers/antennes is wel een heel goed punt, denk ik. De aangegeven range is vaak 3 centimeter, en ze zouden 4 centimeter uit elkaar staan. Eventueel kan ik er 5 centimeter van maken. Maar dan loop ik natuurlijk alsnog het risico. Ik denk dat ik er 2 ga bestellen (ze zijn toch maar 5 euro per stuk) en eens ga kijken of ik storing krijg als ik ze zo ver uit elkaar laat werken.

Van de andere opties (camera en fysieke contact modules) ga ik eens onderzoeken wat de voor- en nadelen zijn.

[Verwijderd]

iFre4ked schreef op donderdag 22 september 2022 @ 09:06:
(ze zijn toch maar 5 euro per stuk)

Dat is dus 320,- aan alleen al RFID readers als je er 64 gaat gebruiken
Schaakbord van 500,- ?

[iFre4ked]

Schaakbord van 500,- ?

Sommige mensen hebben twee auto's, dat heb ik dan weer niet...

[Webgnome]

Kun je niet werken met een soort van 'mechanisch/electrisch' sensoren? Bijvoorbeeld door contactpunten onder je schaakstukken te maken in een bepaald patroon die je dan weer uit kan lezen via sensoren? Ik was even aan het denken over hoe old school core memory geheugne werkte. Aangezien er maar 6 soorten stukken zijn (dacht ik ) is je complexiteit hiermee beperkt. Het enige dat je hoeft te weten is

a) wat voor stuk staat er op plek a
b) wat mag dat stuk en wat was zijn vorige zet
c) controleer

dus een stuk minder geavanceerd dan beeldherkenning en dat soort zaken. Een gemiddeld 'slim' schaakbord doet dat namelijk ook niet met beeldherkenning

p.s. ik ben totaal niet bekend met electrotechniek etc maar denk wel graag even mee want lijkt mij een supergaaf project

[ Voor 8% gewijzigd door Webgnome op 22-09-2022 09:58 ]

[Juup]

out-of-the-box:
Camera onder een glasplaat en dan @SA007's idee van een kleur (sticker) onderop de stukken?
Is wel lastig met vlakverdeling, waar je het glas zwart maakt zal de camera niet veel zien ;-)

[jmzeeman]

De RC522 werkt over een SPI bus, de MOSI, MISO, SCK en RESET pinnen kunnen gedeeld worden over alle sensoren. Alleen voor de SS (slave/chip select) pin zal je een lijn per sensor nodig hebben. Ik zou daar enkele I2C IO expanders voor gebruiken. Bijvoorbeeld de 4 x de MCP23016 of 8x de MCP23008, deze heeft 16 outputs en heeft 3 configureerbare adres pins zodat je er 8 op één I2C bus kan gebruiken. Je gebruikt dan deze IO expanders om steeds één chip select tegelijk hoog te maken zodat je steeds met MOSI, MISO, SCK tegen een chip tegelijk praat.
Voor wat betreft storing zou ik even uitzoeken of je de signaal sterkte van de sensors kan bijstellen. Desnoods kan je misschien met afscherming tussen de sensoren storing voorkomen.

[ Voor 15% gewijzigd door jmzeeman op 22-09-2022 10:38 ]

[iFre4ked]

Kun je niet werken met een soort van 'mechanisch/electrisch' sensoren? Bijvoorbeeld door contactpunten onder je schaakstukken te maken in een bepaald patroon die je dan weer uit kan lezen via sensoren? Ik was even aan het denken over hoe old school core memory geheugne werkte. Aangezien er maar 6 soorten stukken zijn (dacht ik ) is je complexiteit hiermee beperkt.

Dit is inderdaad een soort 'plan B'. Het liefste zou ik vanuit een leeg bord kunnen beginnen om een paar stukken neer te zetten om zo een eindspel na te bouwen. En dat dan zonder dat ik eerst de begin-state te moeten ingeven in de computer. (en voor het Harry Potter-gehalte, natuurlijk). En dat is lastig in dit geval.. Ook moet er rekening gehouden worden met dat stukken vaak niet exact in het midden van het vakje worden gezet, zeker niet in spellen met tijdsdruk. Vandaar dat RFID mij ideaal leek (maar dat is het zo te lezen waarschijnlijk niet).

out-of-the-box:
Camera onder een glasplaat en dan @SA007's idee van een kleur (sticker) onderop de stukken?

Oh, creatief! Gaaf! Ik heb toevallig nog een glazen schaakbord liggen. De witte vlakken zijn dan transparant, en de zwarte vlakken zijn mat glas. Een gekleurde sticker (of LEDje op het stuk), komt hier wel doorheen, denk ik.
Het liefst zou ik werken met een houten bord, voor het echte authentieke gevoel, maar deze gaat zeker op de lijst.

De RC522 werkt over een SPI bus, de MOSI, MISO, SCK en RESET pinnen kunnen gedeeld worden over alle sensoren. Alleen voor de SS (slave/chip select) pin zal je een lijn per sensor nodig hebben. Ik zou daar enkele I2C IO expanders voor gebruiken. Bijvoorbeeld de 4 x de MCP23016 of 8x de MCP23008, deze heeft 16 outputs en heeft 3 configureerbare adres pins zodat je er 8 op één I2C bus kan gebruiken. Je gebruikt dan deze IO expanders om steeds één chip select tegelijk hoog te maken zodat je steeds met MOSI, MISO, SCK tegen een chip tegelijk praat.
Voor wat betreft storing zou ik even uitzoeken of je de signaal sterkte van de sensors kan bijstellen. Desnoods kan je misschien met afscherming tussen de sensoren storing voorkomen.

Hier ga ik even rustig voor moeten zitten, dus vergeef me als ik iets verkeerd begrijp, haha .
Dit is wel exact iets waar ik naar zou zoeken. Ik ga me eens verdiepen in deze technieken; weet jij of het mogelijk zou zijn om de I2C bus met 8 sensoren te besturen met een Raspberry Pi of een vergelijkbaar 10-euro-achtige machine?

[jmzeeman]

Vrijwel al dit soort bordjes hebben de mogelijkheid om een I2C bus en een SPI bus aan te sturen. Dit zijn de meest basis bus technologieën die gebruikt worden voor bijna alle communicatie tussen chips op een printplaat. Dus elke Raspberri Pi, Arduino en vrijwel elke microcontroller zal I2C en SPI ondersteunen. Zolang de verschillende I2C sensoren allemaal een eigen adres hebben kan je er in theorie tot 128 aansluiten. De praktijk is wat lastiger, Het adres moet via hardware toegewezen worden of staat vast in de chip. Vaak kan je aan één soort chip 2 tot 8 verschillende adressen toewijzen door pinnen aan de ground of + (VDD) te hangen. De hoeveelheid sensoren hangt dus vooral af van hoeveel adressen je toe kan wijzen. En anders moet je met bus switches gaan werken maar dat is nog weer een stapje ingewikkelder.

[ Voor 45% gewijzigd door jmzeeman op 22-09-2022 11:43 ]

[iFre4ked]

Gaaf, dan ga ik er eens een paar bestellen en kijken of ik een werkend (2x2 of 3x3) prototype kan maken. Zijn er specifieke merken/winkels die je aanraadt?

[jmzeeman]

Niet echt, ik bestel de meest dingen die ik nodig heb via mijn werk bij een groothandel. De MCP23016 IO expander is een vrij courante chip die ook in DIP vorm te bestellen is waardoor je hem zelf makkelijk in een breadboard kan prikken.
Met een raspberry pi, één MCP23016 en negen RC522 zou je dan prima een 3x3 prototype moeten kunnen maken.

[iFre4ked]

Met een raspberry pi, één MCP23016 en negen RC522 zou je dan prima een 3x3 prototype moeten kunnen maken.

Nog een vraagje, voor ik bestel: ik lees op veel plekken (Waaronder hier: https://www.teachmemicro.com/arduino-rfid-rc522-tutorial/ ) dat de RC522 bij het instellen op I2C altijd hetzelfde adres (0x3C) krijgt. Gaat dit een probleem opleveren bij gebruik met de MCP23016?

[dirkus7]

Je moet hem via SPI gebruiken, dan heb je geen adressen nodig. Je moet dan de slave select pinnen (SS) aansluiten op de IO expanders.

[jmzeeman]

De bedoeling is ook niet om de RC522 via I2C aan te sluiten. Je gebruikt daar nog steeds SPI voor. De SPI bus hang je gewoon direct aan alle RC522s. Voor SPI heb je alleen ook een slave select of chip select pin nodig die individueel per chip is aan te sturen. Om daar niet 64 gpio's van je Raspberry pi voor nodig te hebben gebruik je de IO expander. Daarmee selecteer je over I2C met welke RC522 je via SPI wil communiceren.

Zoiets:

code:

 ____                              _______     _______     _______ 
|RPi |----SPI(MOSI)---------------|       |---|       |---|       |
|    |----SPI(MISO)---------------| RC522 |---| RC522 |---| RC522 |
|    |----SPI(CLK)----------------|_______|---|_______|---|_______|
|    |            ________          |             |           |
|    |---I2C-----|MCP23016|-----SS--/             |           |
|____|           |        |-----SS----------------/           |
                 |________|-----SS----------------------------/

dirkus7 schreef op donderdag 22 september 2022 @ 15:46:
Je moet hem via SPI gebruiken, dan heb je geen adressen nodig. Je moet dan de slave select pinnen (SS) aansluiten op de IO expanders.

Dit dus idd.

[ Voor 11% gewijzigd door jmzeeman op 22-09-2022 16:30 ]

[TimDJ]

Qua rfid ga je sowieso storing krijgen. ik heb ooit een project gedaan waar je via tag mocht kiezen uit een aantal keuzes. Hoe we het toen hebben opgelost is om ze zo snel mogelijk om en om te wisselen zodat tussen gelegen rfid readers even uit stonden.

[DexterDee]

Even out-of-the-box denkend, wat als je nu 64 magneetveld sensors gebruikt en in de schaakstukken verschillende diameters en aantallen neodymium magneetjes stopt. Daar kun je denk ik wel 32 variaties van maken? Een magneetveld lijkt me makkelijker te controleren dan RFID interferentie.

[TimDJ]

Of een half transparante plaat gebruiken als schaakbord en aan de onderkant van schaakstukken een kleine (QR?) code plaatsen en deze met een webcam van onderen inlezen. Je zou een soort schaaktafel kunnen maken.

[sypie]

DexterDee schreef op donderdag 22 september 2022 @ 16:10:
Even out-of-the-box denkend, wat als je nu 64 magneetveld sensors gebruikt en in de schaakstukken verschillende diameters en aantallen neodymium magneetjes stopt.

Of... Simpelweg met reedcontacten. Daar zijn die dingen toch voor gemaakt?

Het enige nadeel: je kunt de schaakstukken niet onderscheiden van elkaar...

[ Voor 0% gewijzigd door sypie op 23-09-2022 06:35 . Reden: Tikfout verbeterd. ]

[memphis]

Juup schreef op donderdag 22 september 2022 @ 10:05:
out-of-the-box:
Camera onder een glasplaat en dan @SA007's idee van een kleur (sticker) onderop de stukken?
Is wel lastig met vlakverdeling, waar je het glas zwart maakt zal de camera niet veel zien ;-)

QR codes onder de stukken.

[RobIII]

sypie schreef op donderdag 22 september 2022 @ 21:56:
Of... Simpelweg met readcontacten.

offtopic:
Reed

iFre4ked schreef op donderdag 22 september 2022 @ 09:06:
Ik denk dat ik er 2 ga bestellen (ze zijn toch maar 5 euro per stuk) en eens ga kijken of ik storing krijg als ik ze zo ver uit elkaar laat werken.

Je kunt wel testen met 2, maar dat is natuurlijk een hele andere situatie dan wanneer je er 8 om elk vakje heen hebt en 64 die allemaal door elkaar staan te schreeuwen. Multiplexen is dan key, maar ik verwacht dat je dan behoorlijke latencies krijgt. Ik zeg niet dat 't onmogelijk is, maar ik zou 't in een andere hoek zoeken. Er zijn talloze 'digitale' schaakborden. Hoe doen die 't (even aangenomen dat ze stukken herkennen, en niet alleen maar of een positie bezet is of niet).

Wat nou als je elk vakje opdeelt in 2 (geleidende) delen, met in 't midden een hele fijne naad en tussen de vlakken in een wat grotere naad. Hell, je zou een schaakbord van een PCB zélf kunnen maken met zwart masker. Maak ze alle 64 identiek. Dan kun je met het afplakken van de helft van de vlakken de andere helft een 'brushed look' ofzo geven door 't op te schuren en heb je daarmee de 'zwart'/'wit' vlakken. En elk schaakstuk geef je een (andere) weerstand intern en die uiteindes maak je met een mooi 'loopvlakje' aan beide kanten van een schaakstuk. Zet er een magneet in zodat de stukken altijd noord/zuid staan et voila.

Zoiets:

Vergeef me even mijn paint skillz

[ Voor 41% gewijzigd door RobIII op 22-09-2022 23:18 ]

[Accretion]

In theorie begint elk schaakspel met de stukken op hetzelfde startpunt en kun je door het spel heen bijhouden welk stuk verplaatst wordt?
Durf niet te zeggen hoe stabiel dat blijft werken, maar maakt de sensoren een stuk makkelijker.

Voor unieke identificatie:

- Camera/beeld, maar dat past niet echt 'in' het schaakbord.

- Kleur sensoren is nog best een goed idee, je hebt 6 unieke stukken van twee verschillende teams, dus 12 kleuren?

- Als de schaakstukken een IR emitter met een bepaalde frequentie ingebouwd hebben, zou je voor elk vakje alleen een IR ontvanger nodig hebben.

- En anders, ja contactjes op het bord en magneetjes om ze juist uit te lijnen op elk vakje.

Edit:
Deze is ook wel leuk je kunt een "LED Tafel" maken met ingebouwde magneet (of IR sensoren).

Dan kun je d'r ook pong op spelen met een (magnetisch) blokje.

[ Voor 16% gewijzigd door Accretion op 22-09-2022 23:15 ]

[RobIII]

Accretion schreef op donderdag 22 september 2022 @ 23:08:
In theorie begint elk schaakspel met de stukken op hetzelfde startpunt en kun je door het spel heen bijhouden welk stuk verplaatst wordt?

Ik begrijp dat TS en willekeurige startopstelling wil maken:

iFre4ked schreef op donderdag 22 september 2022 @ 10:54:
Het liefste zou ik vanuit een leeg bord kunnen beginnen om een paar stukken neer te zetten om zo een eindspel na te bouwen. En dat dan zonder dat ik eerst de begin-state te moeten ingeven in de computer. (en voor het Harry Potter-gehalte, natuurlijk).

[ Voor 37% gewijzigd door RobIII op 22-09-2022 23:14 ]

[Accretion]

RobIII schreef op donderdag 22 september 2022 @ 23:13:
[...]

Ik begrijp dat TS en willekeurige startopstelling wil maken:

[...]

Hmm, fair; alleen 'items' detecteren is wel een stuk sneller, makkelijker en goedkoper.

En dan zou je bijvoorbeeld ook pong kunnen spelen met bierviltjes op en neer schuiven (als d'r ook in elk vakje een lesje zit), denk dat TS die optie niet overwogen heeft, maar misschien wel interessant vindt.

Als TS niet veel ervaring heeft met dit soort projecten, zal dammen wellicht ook een beter starter project zijn?

[ Voor 26% gewijzigd door Accretion op 22-09-2022 23:27 ]

[memphis]

sypie schreef op donderdag 22 september 2022 @ 21:56:
[...]

Of... Simpelweg met reedcontacten. Daar zijn die dingen toch voor gemaakt?

Het enige nadeel: je kunt de schaakstukken niet onderscheiden van elkaar...

Is het?
Bij de start weet je waar je schaakstukken staan dus uiteindelijk kan je volgen waar iets verdwijnt en waar een nieuwe positie opkomt, dus je kunt je schaakstukken volgen. En het is ook maar net hoe intelligent je de software maakt kan je ook de stap die erbij gemaakt wordt controleren of het voor het stuk klopt/mag..

[iFre4ked]

Als TS niet veel ervaring heeft met dit soort projecten, zal dammen wellicht ook een beter starter project zijn?

Inderdaad niet veel ervaring, maar de magie zit hem voor mij in het schaakspel, daar draait het natuurlijk allemaal om.

Je kunt wel testen met 2, maar dat is natuurlijk een hele andere situatie dan wanneer je er 8 om elk vakje heen hebt en 64 die allemaal door elkaar staan te schreeuwen. Multiplexen is dan key, maar ik verwacht dat je dan behoorlijke latencies krijgt.

Ik ben inderdaad bang dat ik de storingen heb onderschat bij het fantaseren over het project. Toch laat ik me niet uit het veld slaan: Ik vind hier: https://forum.arduino.cc/...tag-read-tag-value/652553 dat een scanpoging max 35ms duurt.
Stel: ik zou het bord verdelen in vier vlakken van 4x4, en ik kan er voor zorgen dat deze simultaan op dezelfde volgorde worden gescand. Dan is de afstand tussen elke actieve scanner die aan staat steeds 3 speelvlakken, oftewel 12 tot 15 centimeter. Het scannen van een volledig bord zou dan een halve seconde duren, dat is een latency waar ik zeker mee kan leven.

Wat nou als je elk vakje opdeelt in 2 (geleidende) delen, met in 't midden een hele fijne naad en tussen de vlakken in een wat grotere naad. Hell, je zou een schaakbord van een PCB zélf kunnen maken met zwart masker. Maak ze alle 64 identiek. Dan kun je met het afplakken van de helft van de vlakken de andere helft een 'brushed look' ofzo geven door 't op te schuren en heb je daarmee de 'zwart'/'wit' vlakken. En elk schaakstuk geef je een (andere) weerstand intern en die uiteindes maak je met een mooi 'loopvlakje' aan beide kanten van een schaakstuk. Zet er een magneet in zodat de stukken altijd noord/zuid staan et voila.

Dit is ook een mooie invalshoek. Eventueel kan ik gaan zoeken naar materiaal wat op hout lijkt, maar het niet is, en stroom geleidt.. Hmm..

[iFre4ked]

jmzeeman schreef op donderdag 22 september 2022 @ 15:55:
De bedoeling is ook niet om de RC522 via I2C aan te sluiten. Je gebruikt daar nog steeds SPI voor. De SPI bus hang je gewoon direct aan alle RC522s. Voor SPI heb je alleen ook een slave select of chip select pin nodig die individueel per chip is aan te sturen. Om daar niet 64 gpio's van je Raspberry pi voor nodig te hebben gebruik je de IO expander. Daarmee selecteer je over I2C met welke RC522 je via SPI wil communiceren.

Zoiets:

code:

 ____                              _______     _______     _______ 
|RPi |----SPI(MOSI)---------------|       |---|       |---|       |
|    |----SPI(MISO)---------------| RC522 |---| RC522 |---| RC522 |
|    |----SPI(CLK)----------------|_______|---|_______|---|_______|
|    |            ________          |             |           |
|    |---I2C-----|MCP23016|-----SS--/             |           |
|____|           |        |-----SS----------------/           |
                 |________|-----SS----------------------------/

[...]

Dit dus idd.

Dit maakt het duidelijk. Bedankt, dit helpt veel!

[jmzeeman]

Accretion schreef op donderdag 22 september 2022 @ 23:08:
[...]
- Kleur sensoren is nog best een goed idee, je hebt 6 unieke stukken van twee verschillende teams, dus 12 kleuren?
[...]

Van alle alternatieve ideeën vind ik dit nog de beste, deze lijkt me heel goed te doen met een glazen bord en net als bij rfid hoef je de stukken niet significant aan te passen.

De andere met contactjes en magneten klinken mischien simpeler maar zijn waarschijnlijk in de praktijk lastig echt lekker werkend te krijgen. Alles moet perfect recht zijn, goed uitlijnen en wat stof tussen de contactjes kan al gezeur geven. Je hebt al snel wat lastiger te maken mechanische oplossingen nodig om dat te omzeilen.

Het mooie van de RFID oplossing ten opzichte van de andere oplossingen is dat het altijd duidelijk is of het werkt of niet werkt. Misschien ziet je bord een keer een stuk niet meteen maar hij zal nooit zeggen dat een paard een koningin is. Misschien is het mijn achetergrond in medische hulpmiddelen maar ik vind dat een heel fijne eigenschap.

Uiteindelijk is het voor een hobby project vooral belangrijk wat je leuk vind om te doen en met welke technieken je bezig wil zijn.

Ik zag trouwens bij aliexpress RC522 bordjes voor ongeveer 1 euro. Dan wordt het prijs technisch ook weer een stukje leuker.

TimDJ schreef op donderdag 22 september 2022 @ 16:00:
Qua rfid ga je sowieso storing krijgen. ik heb ooit een project gedaan waar je via tag mocht kiezen uit een aantal keuzes. Hoe we het toen hebben opgelost is om ze zo snel mogelijk om en om te wisselen zodat tussen gelegen rfid readers even uit stonden.

Met dit idee lijkt me het ook realistisch om storing te voorkomen en snel genoeg een respons te krijgen.

[memphis]

Zijn die RFID lezers niet met een I2C bus te krijgen, dan kan je max 128 apparaten op 1 bus hangen.

[FietsCAD]

Leuk idee, ik wilde dit met magnetische stukken en "reed switches" (vergelijkbaar met spoel, merken verstoring door magnetisch veld) doen, maar liep tegen problemen als dat de witte vakken van het glazen bord niet doorschijnend waren voor licht. Qua nauwkeurigheid leek het in het klein redelijk te gaan, maar heb vanwege een gebrek aan interesse dit niet verder uitgewerkt. Het zou natuurlijk mooier zijn om zelfs de individuele stukken te detecteren, maar dan zou ik zoals aangegeven naar camera's gaan. Het nadeel is dat deze ook weggewerkt moeten worden en ik ken de uiterlijke afwerking van mezelf en daarmee zou het geen show product worden en dus niet veel gebruikt worden.

Qua techniek kan je met I2C er echt wel uitkomen

[jmzeeman]

memphis schreef op vrijdag 23 september 2022 @ 18:09:
Zijn die RFID lezers niet met een I2C bus te krijgen, dan kan je max 128 apparaten op 1 bus hangen.

Het lastige is dat je bij I2C over het algemeen niet genoeg vrijheid hebt om de adressen van slaves^* targets te veranderen. Meestal houd het in de praktijk bij een maximum van 16 dezelfde devices op een bus echt wel op als het niet bij 8, 4, 2 of 1 al ophoud. Je kan dan weer gebruik maken van een i2c bus switch maar dat maakt het ook weer niet makkelijker. Zeker bij dingen als RFID lezers waarvoor de aanname geld dat er maar één in een systeem zal zitten zal er weinig prioriteit gegeven worden om meer als één i2c adres te ondersteunen.

^*Master/slave is ook hier recent aangepast in I2C v7, in dit geval naar controller/target door het "NXP Inclusive Language Project"

[ Voor 25% gewijzigd door jmzeeman op 28-09-2022 10:25 ]

[iFre4ked]

De sensors die ik vind, hebben in I2C mode maar 1 "hard-coded" adres (0x3C). Koop je er dertig, staan ze allemaal op 0x3C..

Ik ga binnenkort mijn lezertjes en toebehoren bestellen. Ik hou jullie op de hoogte van de ontwikkelingen, tot over een week of twee..

[Accretion]

iFre4ked schreef op woensdag 28 september 2022 @ 14:51:
De sensors die ik vind, hebben in I2C mode maar 1 "hard-coded" adres (0x3C). Koop je er dertig, staan ze allemaal op 0x3C..

Ik ga binnenkort mijn lezertjes en toebehoren bestellen. Ik hou jullie op de hoogte van de ontwikkelingen, tot over een week of twee..

Meestal wordt het I2C adres gezet door een aantal weerstandjes te verbinden met 5V of GND.
Als je de datasheet kunt vinden van de chip zelf, kun je wellicht het printje aanpassen om toch wat andere adressen te kunnen gebruiken.

In het ergste geval moet je met bijvoorbeeld een I/O expander de enable input van de lezers ze aan/uit zetten. Maar dat kan ook wel weer gunstig zijn om interferentie te voorkomen.

[SA007]

Heb even in de datasheet gekeken en zie een potentieel probleem.

Om die chip in I2C mode te krijgen moet je de I2C configuratiepin aansluiten, maar de module heeft die pin niet naar de connector of een jumper gezet lijkt het.
Ik vind nergens een foto van de onderkant dus wellicht zit die daar maar hij is erg afwezig.


Eigenlijk is spi voor dit project toch geschikter, het is een stuk sneller en met 64 lezers boeit snelheid wat meer.
Ik zou dan aanraden de reset en ss pinnen via expanders aan te sluiten, of dat i2c expanders zijn of schuifregisters maakt niet veel uit, maar dan kan je de modules compleet uitzetten voor minder inteferentie.

[jnr24]

Geef elk veld een fototransistor in het midden. Als deze donker wordt door het schaakstuk dan maak je alleen die rfid lezer korte tijd actief.

Je kan een lagere resolutie accepteren: 4 rfid lezers lezen elk 16 velden of zelfs 1 lezer. Schuif je een stuk binnen één lezer dan moet je op geheugen en de fototransistoren bepalen welk stuk het is, maar het opzetten van een eindspel gaat prima om dat je bij het activeren van de fototransistor het nieuwe stuk inleest.

1 lezer zal praktisch lastiger zijn met stukken die in de hand worden gehouden of naast het bord staan.

[Verwijderd]

jnr24 schreef op vrijdag 30 september 2022 @ 02:36:
Geef elk veld een fototransistor in het midden. Als deze donker wordt door het schaakstuk dan maak je alleen die rfid lezer korte tijd actief.

Je kan een lagere resolutie accepteren: 4 rfid lezers lezen elk 16 velden of zelfs 1 lezer. Schuif je een stuk binnen één lezer dan moet je op geheugen en de fototransistoren bepalen welk stuk het is, maar het opzetten van een eindspel gaat prima om dat je bij het activeren van de fototransistor het nieuwe stuk inleest.

1 lezer zal praktisch lastiger zijn met stukken die in de hand worden gehouden of naast het bord staan.

Zou ik dan doen met een reed contact en een magneetje.

[iFre4ked]

Interessant. In elk stuk een klein magneetje en een nfc tag verwerken, bij het verdwijnen van het contact binnen in de reed-contact weten we altijd welk stuk er verdwijnt: namelijk het stuk wat er eerder is neergezet. Bij het opstarten van het bord (na een power outage bv.) kunnen we een volledige scan van het bord laten doen in een paar seconden, om een initiele (random) staat in het systeem te krijgen en vanaf daar te vertrekken.

Bij het neerzetten van een stuk kunnen we ongetwijfeld meten dat het reed-contact sluit, en dat kan een signaal zijn voor de nfc lezer om een scan te doen. Hmm.

Lijkt mij een zeer, zeer mooie toevoeging. Gaat zeker op de lijst voor wanneer ik de nfc's werkend heb. Ik denk dat dit wel veel trial and error gaat worden om te kijken hoe sterk de magneten mogen/moeten zijn. Maargoed. Daar deinzen we niet voor terug natuurlijk.

Bedankt allemaal voor de zeer waardevolle reacties.

[ Voor 18% gewijzigd door iFre4ked op 30-09-2022 09:21 ]

[jnr24]

Verwijderd schreef op vrijdag 30 september 2022 @ 08:29:
[...]


Zou ik dan doen met een reed contact en een magneetje.

Kan zeker. Ik dacht foto vanwege het feit dat je dan alleen maar rfid in de stukken hoeft te sleutelen. Een magneet erbij in de stukken maakt de elektronica in het bord weer eenvoudiger, maar een klein rfid spoeltje met een metalen magneet erbij is misschien weer minder handig.

[Verwijderd]

jnr24 schreef op donderdag 6 oktober 2022 @ 02:08:
[...]


Kan zeker. Ik dacht foto vanwege het feit dat je dan alleen maar rfid in de stukken hoeft te sleutelen. Een magneet erbij in de stukken maakt de elektronica in het bord weer eenvoudiger, maar een klein rfid spoeltje met een metalen magneet erbij is misschien weer minder handig.

Reed is een sluitcontact, zo kun je de + op je RFID lezer al schakelen...
Makkelijker dan 64 analoge waardes multiplexen, want een foto sensor gedraagt zich als weerstand, waarbij omgevingslicht ook nog een rol speelt.

[Paitor]

Geen idee of het kan, maar ik zie dat je nog in de brainstormfase zit
Ik dacht dankzij de genoemde camera aan een optische (IR) oplossing, waarbij je ook zou kunnen kijken dat ieder stuk een eigen morse-code krijgt. Zo kun je ze heel eenvoudig uit elkaar houden en middels een camera tracken welk stuk waar is? Dan zou ik 1 led plaatsen voor wit/zwart en een andere voor het stuk.

Enige nadeel, je zult ook een batterijtje in het stuk moeten plaatsen om de leds aan te houden

[iFre4ked]

Zo, tijd voor een eerste update! Ik ben naar TinyTronics.nl gegaan en ik heb een aantal dingen besteld.
Om te beginnen, de RC522 lezers. Deze werken als een zonnetje. Voorlopig heb ik ze nog niet geprobeerd te verbinden met de MCP23016, dat komt omdat ik per ongeluk een MCP23017 heb besteld (oeps, rookie mistake?) en die ondersteunt geen SPI expansion maar I2C expansion. De MCP23016 hebben ze bij TinyTronics niet, dus bestel ik binnenkort ergens anders.

Het aansluiten van één lezer tegelijk gaf exact het gewenste resultaat: een read slaagde pas binnen een afstand van ongeveer 2cm van het midden van de scanner. Dat betekent dat er genoeg plek is om door een houten plank (het bord) te scannen, zonder dat ik per ongeluk een stuk op een aangrenzend vakje scan.
Het uitvoeren van 1000 reads in een loop kostte 35 seconden. 5% van deze scans gaven een auth error. Het reproduceren van deze auth error is met losse reads niet gelukt, dus hier maak ik me niet druk om.
Schrijven naar de tags was een plug-and-play ervaring.
Dit geeft mij alvast goede hoop dat ik later de identificatie van stukken op een strakke manier kan afwerken.

Dan, de detectie van stukken via de reed-contacten. Ik heb twee 'reed relais modules' besteld, omdat deze via een digital output (DO) met maar 1 kabeltje naar de RPi kunnen. Deze modules bevatten zelf ook twee ledjes: één PWR en een voor wanneer de DO spanning geeft. De threshold van de DO kan ik aanpassen met een potmeter. Tot zover werkt alles feilloos.

Het aansluiten van de DO op de RPi is een ander verhaal. Ik heb de DO aangesloten op een GPIO pin, en de betreffende pin zijn pull-up-down op down gezet. Elke 100ms lees ik het signaal: geen succes, altijd 0 (op een sporadische 1 door wat storing na*), ondanks dat mijn LEDjes wel doen wat ze moeten doen.
Sluit ik een tweede module aan op dezelfde wijze, uiteraard op een andere pin, dan gebeurt er pas echt iets vreemds. Het sluiten van module A geeft een 1-signaal op de pin van module B en andersom. Als er iemand nu denkt: "ah, je maakt deze beginnersfout", dan hoor ik het graag. Vanavond ga ik weer verder prutsen, en kan ik eventueel een foto maken van de opstelling.

Op het moment is de opstelling als volgt:
1. Breadboard met losse USB-powered voeding op 3.3V (links en rechts worden apart gevoed door dezelfde voeding)
2. + van de voeding naar 3.3 van de module
3. - van de voeding naar GND van de module
4. DO van de module naar pin 20 van de RPi

De andere module zit aan de andere kant van het breadbord, met een identieke verdeling behalve dat de DO verbonden is met pin 21 van de RPi. Dus: Beide modules geven een 0 wanneer ze gelezen worden zonder magneetje in de buurt. Als ik de module verbonden met pin 20 sluit met een magneet, krijg ik een 1 wanneer ik pin 21 lees, en vice-versa. Ik weet 99.9% zeker dat ik de pins niet door elkaar heb gehaald. Wanneer ik de module aangesloten op pin 20 ook aansluit op pin 16 door een extra kabeltje erin te prikken vanuit het breadboard, en ik sluit vervolgens de module op pin 21, geven zowel pin 16 als pin 20 een 1-waarde.

Seems like magic to me! Mocht iemand het weten, dan hoor ik het graag.


* Weet er iemand of ik deze storing kan weghalen met bijvoorbeeld een weerstandje?

[SA007]

Hangt de ground van het breadboard wel aan de ground van de raspberry? dat zie ik niet terug in je beschrijving.

Overigens kan je waarschijnlijk meer dan 1 rfid lezer tegelijk uitlezen als je die met i/o expanders hebt zitten.
De tijd die het duurt om uit te lezen kan je vaak een andere lezer hetzelfde vragen.

Overigens is volgens mij de MCP23017 de opvolger van de MCP23016, en redelijk uitwisselbaar.

[runeazn]

Ik zou in elk veld een magnetische sensor plaatsen, en in elk schaakstuk een magneet.

Vallen ze ook niet eens om!

[jmzeeman]

iFre4ked schreef op donderdag 6 oktober 2022 @ 10:49:
Zo, tijd voor een eerste update! Ik ben naar TinyTronics.nl gegaan en ik heb een aantal dingen besteld.
Om te beginnen, de RC522 lezers. Deze werken als een zonnetje. Voorlopig heb ik ze nog niet geprobeerd te verbinden met de MCP23016, dat komt omdat ik per ongeluk een MCP23017 heb besteld (oeps, rookie mistake?) en die ondersteunt geen SPI expansion maar I2C expansion. De MCP23016 hebben ze bij TinyTronics niet, dus bestel ik binnenkort ergens anders.
[...]

De MCP23017 is het wat geavanceerdere broertje van de MCP23016 en gaat prima werken. Je gebruikt de de I2C IO expander om de SPI chip select van de RC522 aan te sturen en daarmee dus meer SPI devices aan te kunnen sturen (Zie jmzeeman schreef op donderdag 22 september 2022 @ 15:55) daarmee wordt de I2C IO expander dus een SPI expander. De chip select zit op de RC522 in SPI mode op de RX/SDA/NSS pin. In dit geval is het een NSS (Not Slavechip Select), dat betekend dus dat deze laag moet zijn om de SPI communicatie in te schakelen. Je zal dus de SDA pinnen van de RC522s aan de IO expander moeten hangen. Al de chip selects van de RC522s behalve één maak je hoog. Degene waarvan je de chip select laag maakt is de RC522 waarmee je communiceert.

iFre4ked schreef op donderdag 6 oktober 2022 @ 10:49:
Het aansluiten van de DO op de RPi is een ander verhaal. Ik heb de DO aangesloten op een GPIO pin, en de betreffende pin zijn pull-up-down op down gezet. Elke 100ms lees ik het signaal: geen succes, altijd 0 (op een sporadische 1 door wat storing na*), ondanks dat mijn LEDjes wel doen wat ze moeten doen.
Sluit ik een tweede module aan op dezelfde wijze, uiteraard op een andere pin, dan gebeurt er pas echt iets vreemds. Het sluiten van module A geeft een 1-signaal op de pin van module B en andersom. Als er iemand nu denkt: "ah, je maakt deze beginnersfout", dan hoor ik het graag. Vanavond ga ik weer verder prutsen, en kan ik eventueel een foto maken van de opstelling.

Op het moment is de opstelling als volgt:
1. Breadboard met losse USB-powered voeding op 3.3V (links en rechts worden apart gevoed door dezelfde voeding)
2. + van de voeding naar 3.3 van de module
3. - van de voeding naar GND van de module
4. DO van de module naar pin 20 van de RPi

De andere module zit aan de andere kant van het breadbord, met een identieke verdeling behalve dat de DO verbonden is met pin 21 van de RPi. Dus: Beide modules geven een 0 wanneer ze gelezen worden zonder magneetje in de buurt. Als ik de module verbonden met pin 20 sluit met een magneet, krijg ik een 1 wanneer ik pin 21 lees, en vice-versa. Ik weet 99.9% zeker dat ik de pins niet door elkaar heb gehaald. Wanneer ik de module aangesloten op pin 20 ook aansluit op pin 16 door een extra kabeltje erin te prikken vanuit het breadboard, en ik sluit vervolgens de module op pin 21, geven zowel pin 16 als pin 20 een 1-waarde.

Seems like magic to me! Mocht iemand het weten, dan hoor ik het graag.


* Weet er iemand of ik deze storing kan weghalen met bijvoorbeeld een weerstandje?

Ik ken de specifieke module niet maar het zou kunnen zijn dat het een open drain output is en je een pull up in plaats van pull down moet gebruiken. Maar als dingen verwisseld lijken te zijn is mijn ervaring, dat over het algemeen, je zelf iets verwisseld hebt .

[iFre4ked]

jmzeeman schreef op vrijdag 7 oktober 2022 @ 16:11:
De MCP23017 is het wat geavanceerdere broertje van de MCP23016 en gaat prima werken. Je gebruikt de de I2C IO expander om de SPI chip select van de RC522 aan te sturen en daarmee dus meer SPI devices aan te kunnen sturen (Zie jmzeeman schreef op donderdag 22 september 2022 @ 15:55) daarmee wordt de I2C IO expander dus een SPI expander. De chip select zit op de RC522 in SPI mode op de RX/SDA/NSS pin. In dit geval is het een NSS (Not Slavechip Select), dat betekend dus dat deze laag moet zijn om de SPI communicatie in te schakelen. Je zal dus de SDA pinnen van de RC522s aan de IO expander moeten hangen. Al de chip selects van de RC522s behalve één maak je hoog. Degene waarvan je de chip select laag maakt is de RC522 waarmee je communiceert.

Super, dan ga ik met deze aan de slag. Ik heb hem al verbonden gekregen via I2C, allen de NSS had ik nog niet gevonden. Ik heb geprobeerd via de module wiringpi hoge en lage waardes uit te sturen, maar daar doe ik nog iets fout. Maar dat hoort er bij en is deel van het plezier.

Voor het deel met de reed-contactjes: Dit is opgelost door de 'relais module' variant aan de kant te schuiven en zelf een simpele schakeling te maken met de losse buisjes (die maar 40 cent kosten ipv 2 euro). Zo hoef ik me niet helemaal te verdiepen in hoe die specifieke module werkt. Waar ik bij de reed contactjes wel tegenaan liep, was dat zij een soort deadzone hebben in het midden, omdat dat loodrecht staat op de richting van het magnetisch veld. (zie: hier). Dit ga ik oplossen door de reed contactjes onder een hoek onder het bord te zetten.

De grootste uitdaging wordt dus: hoe ga ik dat allemaal onder het bord doen passen...

Dank jullie wel voor alle nuttige reacties, ik kan hier weer even mee vooruit. Een goede vriend van mij zal verantwoordelijk zijn voor het houtwerk, hij gaat ook beginnen. Hopelijk kunnen we binnenkort (binnen een paar maanden) een prototype van 3 bij 3 laten zien!

[skimine]

Leuk project!

Ik zou aanraden om voor je eigen overzicht een schakelschema te maken. (Projecten als deze lopen al heel snel uit de hand als het gaat om draadjes kriskras door elkaar heen etc. en dan is het fijn om een overzicht te hebben van hoe alles aangesloten moet worden) Dit kan bijv. met iets als EasyEDA, of gewoon op papier. Daarnaast is het ook een makkelijke manier om andere te laten zien hoe dingen aangesloten (zouden moeten) zijn.

[iFre4ked]

Dat is geen slecht idee.. Ik heb ooit tijdens (onverhoopte) studies aan de universiteit wat gewerkt in Logisim, ik was al aan het overwegen om daar iets in te maken. EasyEDA ziet er een stuk meer easy uit om zoiets in vast te leggen..