Eine Schachuhr fürs Freischach

Beim letztjährigen Stadtteilfest in Dürrlewang erfreute sich unser Freischach vor allem bei den Kindern großer Beliebtheit. Irgendwann kam irgendwer auf die Idee, dass man ja eigentlich auch mal Blitzschach mit den großen Figuren spielen könnte. Um den Vorteil der besseren Spieler etwas auszugleichen, könnte man dazu die Uhr ein paar Meter wegstellen (ziehen – laufen – ziehen – laufen). Vielleicht haben dann die besseren Läufer eher eine Chance. Das hat nur einen ganz großen Nachteil: man sieht die Uhr nicht mehr – was beim Blitzen irgendwie doof ist….

Und wie das dann so ist mit solchen Ideen, findet man das zwar „echt ne coole Sache“, aber dabei bleibt es dann oft – jedoch nicht diesmal… Als wir im März mit der diesjährigen Terminplanung beschäftigt waren und das Stadtteilfest in Dürrlewang wieder auf dem Plan stand, waren wir wieder beim Thema. Und die Lösung stand schnell fest: wir brauchen eine „Riesen-Schachuhr“ die der Größe der Freischachfiguren entspricht und die auch noch aus 15m Entfernung gut zu erkennen ist. Gesagt, getan: einmal google befragt wo es so was zu kaufen gibt: 0 Treffer. Amazon hat doch immer alles: 0 Treffer. Kann das sein, dass noch niemand so eine Schachuhr haben wollte? Als auch nach länglicher Suche keine Riesen-Schachuhr zu finden war, wurde beschlossen: wir bauen selbst eine! Und das war die erste Skizze nach einem guten Glas Wein:

Analog oder Digital?

Tatsächlich war die erste Idee eine mehr oder weniger „normale“ Bahnhofsuhr zu nehmen und dann dort ein Fallblättchen einzubauen. Aber das haben wir schnell verworfen. Letztlich kommt nur eine digitale Anzeige in Betracht. 20cm hohe Ziffern erschienen geeignet. Richtig gut wäre ein Flipdot Display. Ist aber leider „unbezahlbar“. Auch gut sind elektromagnetische 7-Segmentanzeigen wie sie oft bei Tankstellen verwendet werden, aber auch diese Anzeigen sind leider viel zu teuer. Bleiben 7-Segmentanzeigen auf LED Basis, die es in größter Vielfalt im Elektronik Fachhandel gibt. Leider sind die aber alle deutlich zu klein und zu dunkel (maximal 10cm hoch und vielleicht bei Nacht gut lesbar – aber nicht bei Sonnenschein).

Was nun?

Da bleibt nur eins: Selber bauen! Inspiriert durch diverse Youtube Videos wurde eine 7-Segmentanzeige mit Sketchup konstruiert und Testweise mit einem 3-D Drucker ausgedruckt (vielen Dank Matthias).

Berauscht von diesem Ergebnis, wurde kurzerhand beschlossen, die Uhr auf dieser Basis zu bauen. Dafür benötigt man aber 8 solcher 7-Segment Anzeigen. Dazu sinnvollerweise noch einen Trenner zwischen Minuten und Sekunden. Als „Leuchtmittel“ haben wir uns für einen LED Streifen entschieden. Die populären Neopixel sind leider nicht 100%ig geeignet, da weißes Licht nur durch Mischen von Rot, Grün und Blau erzeugt werden kann. Das führt zu recht hohem Stromverbrauch. Wir haben daher SK6812 Streifen verwendet. Hier gibt es neben RGB auch noch eine separate weiße LED pro Pixel. Dadurch werden pro Pixel „nur“ 20mA Strom verbraucht. Da wir aber pro Segment 3 Pixel nutzen möchten, braucht die Uhr insgesamt 172 Pixel (8*7*3 für alle Segmente in allen Ziffern-Anzeigen, dazu noch 2*2 für die blinkenden Punkte, die Minuten von Sekunden trennen). Man kommt somit auf eine maximale Stromaufnahme von immerhin fast 3.5 Ampere. Dazu kommt dann noch der Strom, den der Raspberry benötigt, der die Uhr steuern soll.

Die einzelnen Segmente müssen auch noch mit Acryl-Glas in Milchglasoptik abgedeckt werden. Die entsprechenden Abdeckungen haben wir von einem Lasercutter ausschneiden lassen. Das Ergebnis ist durchaus überzeugend wie wir fanden. Wir haben nun 2 separate Displayelemente entworfen (mit je 4 der 7 Segmentanzeigen und einem „Trenner“). Als „Trägermaterial“ haben wir 2 Sperrholzplatten genutzt. Dort wurden die SK6812 Pixel aufgeklebt und verlötet. Wichtig dabei ist, dass zum Schluss wieder ein einzelner, durchgängiger „Streifen“ entsteht, da der Raspberry nur einen Streifen ansteuern kann. Also müssen die beiden Displayelemente zum Schluss wieder „irgendwie“ verbunden werden.

Thema Stromversorgung


Wie schon ausgeführt, „zieht“ die Uhr zum Schluss nicht ganz wenig Strom. Da wir die Uhr einigermaßen mobil gestalten wollten um sie auf Festen nutzen zu können, lag die Nutzung eines Akkus als Stromversorgung nahe. Wir haben uns für eine Powerbank mit 25000 mAh entschieden. Wichtig ist, dass die Powerbank 3 USB-A Buchsen hat, die auch alle gleichzeitig genutzt werden können (jedes Displayelement hat eine separate Stromversorgung, dazu kommt noch der Raspi). In die einzelnen Displayelemente haben wir eine Hohlsteckerbuchse eingebaut. Der Strom kommt dann vom Akku über ein USB-Hohlstecker Kabel. So „zieht“ jedes Displayelement max. 1,75A (was über USB kein Problem ist).

Datenverbindung

Für die Datenverbindung zwischen dem Display und dem Raspi haben wir RJ-45 Kabel (Ethernet) genutzt. Die entsprechenden Buchsen wurden in die Displays mit eingebaut (mit Heißkleber eingeklebt – genau wie die Hohlsteckerbuchsen). Für den Raspi haben wir ein recht großes Gehäuse genutzt da hier insg. 3 der RJ-45 Buchsen mit hinein müssen. Außerdem braucht man an dieser „Kontrolleinheit“ noch 4 Taster zum Einstellen der Uhr (Zeit, Increment, Start und Reset).

Die Buttons

Dann braucht man natürlich noch Taster auf die die Spieler drücken. Wir haben uns für einen roten und einen grünen Taster mit 12cm Durchmesser entschieden, die ebenfalls per RJ-45 Kabel angeschlossen werden.

Was fehlt noch?

Damit daraus dann noch eine Schachuhr wird, braucht man noch ein „Gestell“. Das haben wir aus Sonnenschrimständern, PVC und Alu-Rohren zusammengesteckt. Dazu gibts noch einen Transportkoffer um alle Komponenten vernünftig zu verstauen… Fertig ist die Riesenschachuhr! Ach nein, man braucht noch ca. 500 Zeilen python Code (gar nicht so viel, oder?). Aufgebaut sieht das dann so aus:

Und hier die Uhr in Action:

Wir verleihen die Riesenschachuhr auch gern! Wenn es also ein Event gibt, auf dem z.B. Freischach angeboten wird, ist die Riesenschachuhr eine gute Ergänzung. Bei Interesse schickt eine Mail an info@sg-vaihingenrohr.de.

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