VIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

ШАХМАТЫ С ПОДСВЕТКОЙ для слабовидящих и незрячих

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Нургалиев И.Р. 1

---

1МБОУ "Гимназия №2" имени Баки Урманче НМР РТ

Мурзаханов М.А. 1

---

1МБОУ "Гимназия №2" НМР РТ

Работа в формате PDF

2.4 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Актуальность.

Обоснование проблемы и формулировка проекта «Шахматный набор» для слабовидящих и незрячих людей».

Шахматы - это древняя игра, которая оказывает огромное влияние на развитие интеллекта, на способность быстро принимать решения в разных ситуациях, логически мыслить, учиться переживать микрострессы, ведь проигрыш в игре – это тоже стресс, а в игре человек учиться не впадать в панику а находить выход их сложившейся ситуации. Также игры в шахматы - это очень увлекательная и интересная игра!

В нашей гимназии шахматы очень популярны, есть кружок, который посещают очень много учеников, с 1го по 11 классы. Я сам не профессионал в шахматах, но примерно год назад у меня появился стойкий интерес к этой игре. Я чаще пытаюсь играть в шахматы с друзьями и со своими родными.

Как-то вечером, когда стемнело, сидя за партией игры при комнатном освещении, я утомился, глаза с непривычки устали глядеть на шахматы в течении длительного времени и мне пришла мысль, почему бы не подсветить шахматные фигуры и все шахматное поле, чтобы глаза меньше напрягались и чтобы было интереснее играть. Далее промелькнула мысль – а как играют в шахматы те, которые плохо видят или вообще незрячий!? С этого началась идея создания моего творческого проекта.

После не долгого раздумья задался сделать необычные, оригинальные шахматы своими руками, в которые смогли бы играть все без исключения.

2.2. Цели и задачи моего проекта:

- разработать свой оригинальный шахматный набор;

- разработать конструкторскую и технологическую документацию;

- изготовить шахматный набор с подсветкой состоящий из рельефного шахматного набора, чтобы могли в них играть обычные люди и люди с ограниченными возможностями;

- протестировать шахматы на удобство использования набора по назначению.

Банк идей.

Сбор информации по теме проекта. Анализ прототипов.

В качестве прототипов были рассмотрены различные модели и стили шахматных фигур, существующие обычные наборы и специальные.

Поискав информацию в интернете, рассмотрев фотографии различных шахмат я узнал, что есть специальные фигурки и поля для незрячих. Внешне они мало чем отличаются от обычного шахматного набора, но фигурки имеют снизу штырьки, которыми они вставятся в специальные отверстия на шахматном поле. Мне показалось, что эти штырьки не имеют особого функционала, только для того, чтобы фигурки не упали и оказались в центре квадрата. В моем наборе решено было заменить эту функцию другим способом, так как очень трудно попасть штырьком в отверстие шахматного поля. Я предлагаю поднять темные квадраты на уровень выше, а светлые квадраты ниже и подсветить их. Слабовидящие смогут отличить светлые квадраты по свечению. Также они образуют впадину, которые можно нащупать незрячие и благодаря которым шахматы не буду соскальзывать на соседние темные квадраты так как они будут находиться на уровень выше. Кроме того, люди с ограничениями должны как-то находить и различать свои фигуры среди фигур соперника. Для этого нужно будет их каким-то образом отметить. Для незрячих цвет не важен, важна форма или выпуклости, которые можно нащупать. Для слабовидящих можно использовать разные цвета пластика и любой другой способ.

Анализ возможных идей (варианты исполнения)

Для разработки проекта анализ возможных идей осуществляется методом морфологического анализа. В виде схемы приведу несколько примеров возможных вариантов исполнения шахматного набора, цепочку размышлений. Нужно продумать из какого материал изготовить набор, какую форму использовать для шахмат, каким способом изготовить, а также продумать как выделить шахматы и шахматное поле, чтобы было заметным и нащупываемым.

Шахматные фигуры

Для изготовления шахмат можно использовать разные материалы. Например: металл, древесина, пластик и т.д.

Д ля моего проекта больше подходит пластмасса, она может быть полупрозрачной, через который будет просвечивать свет. Если применить пластик, то можно воспользоваться распечаткой шахмат на 3Д принтере. Изображу все это в виде особого алгоритма анализа. Свой предпочтительный выбор отмечу зеленой галочкой .

Материал

Выбор оптимальной идеи. Окончательный вариант.

В результате был выбран оптимальный вариант решения изготовления творческого проекта:

изготовить шахматы из экологичного полупрозрачного SBS пластика распечатав на 3д принтере;

подсветка шахмат осуществить изнутри фигур. Поместить внутрь яркий светодиод питаемый батарейкой на 3 вольта. Включение света происходит проволочной кнопкой-ключом на подошве фигурки;

корпус шахматной доски изготовить из древесины хвойных пород;

шахматное поле, квадраты и границы поля из 4-6 миллиметровой фанеры;

подсветка шахматного поля изготовить из оргстекла подсвеченный светодиодной лентой типа SMD5050;

в качестве источника питания выбрано несколько способов подключения и видов источников постоянного тока: 9 вольтовая батарейка типа “Крона”, перезаряжаемый Li-Po аккумулятор на 12 вольт;

замок для кейса изготовить из стальной проволоки;

покрыть шахматный кейс морилкой и прозрачным лаком.

2.4. Особенности и требования к шахматному набору для людей с ограниченными возможностями

Оригинальность проекта. Распечатанные на 3д принтере шахматы имеют классический вид, применен полупрозрачный белый SBS-пластик, внутрь установлена подсветка, которая будет включаться тогда, когда шахматы стоят на своей подошве (там есть ключ, замыкающий электрическую цепь питающая светодиод) и отключаться, когда шахматы положили набок (убрали с поля). Шахматы можно различить по подсветке (синие и белые) и на ощупь (синие имеют заострения на верхушке шахмат). Также шахматная доска изготовлена с рельефными квадратами подсвеченные снизу светодиодами. Темные квадраты выпуклые, а светлые подсвеченные впалые. Для обозначения полей как на обычных шахматных досках использован алфавитный и цифровой порядок клеток обычными латинскими буквами и обозначениями языком Брайля (в виде стандартных прямоугольников с точками – для чтения незрячих). Знаки распечатаны на 3д принтере с соблюдением стандартов. (Подробности о стандарте для выполнения стандартов печати на языке Брайля можно прочитать в приложении.) Поверхность шахматного поля покрыта морилкой цвета дуба и защищен прозрачным лаком.

Разработка изделия

Выбор описание технологии изготовления проекта.

Все шахматные фигурки изготавливается при помощи 3Д принтера. В качестве расходного материала применяется экологичный пластик SBS. Также он является пищевым пластиком. Пластик выбран бесцветный, полупрозрачный, чтобы можно было подсветить фигурки изнутри. Для подсвечивания использована светодиодная лампочка питающаяся одной батарейкой на 3 вольта типа CR2032. Чтобы контролировать включение выключение подсветки шахмат изготовлен специальный ключ из тонкой медной проволоки, вмонтированный в подошву шахматной фигурки. Когда фигура находиться в вертикальном положении, то есть стоит на подошве, то ключ нажимается, прижимается к батарейке и светодиод загорается.

Разработка конструкторской документации

Эскиз

Чертеж стенки

Чертеж прозрачного основания с подсветкой

Чертежи шахматных фигур

Пешка Слон

Ладья Конь

Король

Ферзь

Отсек в шахматных фигурах для светодиода и батарейки.

Спецификация.

Инструментальная и материальная база.

Оборудование: 3Д принтер, электрический лобзик, шлифовальный станок, верстак.

Инструменты: ножовка, напильники, шкурка, линейка, карандаш, самодельный резак по оргстеклу, паяльник.

Материалы: SBS-Glase пластик, доски, оргстекло 12 мм, фанера 4 мм, клей Титан, горячий клей, флюс, припой.

Технология изготовления изделия

Шахматные фигуры

Технологическая карта шахматных фигур

Все шахматные фигуры создаются по одному и тому же алгоритму. Обработка фигур происходит в программе Компас 3д и Cura.

Электрика шахматных фигур

К – ключ, Л –светодиод, гальванический элемент.

Шахматная доска.

Технологическая карта корпуса

Технологическая карта шахматного поля

Электрика шахматной доски.

К – ключ, Л – светодиоды, гальванический элемент.

Особенности буквенного обозначения шахматного поля

На шахматном поле имеются буквенные и цифровые обозначения рядов квадратов по горизонтали и вертикали. Для незрячих людей прикреплены значки с буквами для тактильного чтения, то есть подушечками пальцев. Все буквенные обозначения выполнены по стандарту 2015 года ГОСТ Р ИСО 17049-2015, смотрите приложение.

Цифирное обозначение.

Обозначение букв.

Экономическое обоснование проекта

Себестоимость проекта. Для изготовления моего проекта было затрачено 2048 рублей. Куплено:

- SBS-пластик 1 кг. - 678 руб.;

- оргстекло – 700 руб.;

- морилка -140 руб.;

- петли 2 шт. - 50 руб.;

- шурупы – 30 руб.;

- клеевые стрежни для горячего пистолета - 210 руб.;

- доски - 240 руб.;

- фанера, лак, клей нашлись в нашей мастерской, также бесплатно достались светодиодная лента, соединительные провода.

Экологическое обоснование проекта.

Мой набор шахмат относится к экологичным проектам. Использованы только те материалы, которые не приносят вред окружающей среде и человеку, это древесина и пластик. Древесина – природный материал. Пластик SBS считается пищевым, он не выделяет вредных веществ в окружающую среду даже при нагреве, поэтому его используют для изготовления предметов соприкасающийся с пищей. Кроме того при производстве шахматного набора не выделялись отходы, только немного опилок и стружки.

Анализ проделанной работы. Выводы

Проблема, которую поможет решить мой проект, состоит в следующем: этим проектом я хотел привлечь внимание к проблеме слабовидящих (слепых) людей. Люди со зрительными ограничениями ограничены не только в движении, но и во всем, с чем мы связаны ежедневно. Они не могут заниматься бегом, кататься на лыжах, коньках, стрелять в тире, смотреть кино, и т.д. В играх они тоже ограничены, например как шахматы. Многие даже ни разу не пробовали играть в них, они не могут узнать какая это интересная и увлекательная игра. Поэтому моя задача была создать шахматный набор для таких людей.

Также моим оригинальным проектом - набором шахмат с подсветкой я могу привлечь внимание друзей и сверстников. Проект актуален и в наше время, хоть на компьютерах, телефонах и прочих гаджетах тоже есть симуляторы этой игры, но с реальными шахматами не сравнить! Когда человек играет на компьютере, общение и развитие человека (личности) не происходит. Когда же человек играет в реальную настольную игру, игрок общается с оппонентом, появляются азарт, общие интересы и дальнейшие темы для общения и тогда меньше будет сидеть за телефоном или компьютером.

Достоинства: изделие выполнено в оригинальном дизайне, изготовлено из легкого и полупрозрачного SBS-GLASE пластика, который безопасен для чуловека и окружающей среды. Подсветка шахматных фигур и шахматного поля позволит играть в темноте и при тусклом свете. Удобный кейс для шахмат позволит быстро скласть фигурки в коробку. Внутренняя поверхность обклеена бархатной тканью, что позволит дольше созранить первозданный вид шахмат. Внутри коробочки установлен тумблер включения подсветки, есть отсек для аккумулятора или батарейки. Кейс закрывается на неодимовые магниты, которые внедрены в корпус стенок.

Недостатки: Из-за способа изготовления моделей методом адитивных технологии, поверхность изделия не может иметь идеально ровную поверхость без использования механической или химической обработки.

Для устранения выявленных недостатков и сохранения выделенных достоинств мы в своей работе придерживались следующих требований к проекту: Для сглаживания шероховатости поверхности изделия обработать специальным растворителем (сольвент). Он частично растворяет поверхностный слой пластика который растекается по поверхности тем самым сглаживает её.

Практическая значимость изделия: применение в учебных учреждениях в качестве обучения игре в шахматы детей и взрослых с проблемами со зрением, можно использовать как выставочный экспонат, проводить показательные шахматные турниры, для выступления на различных мероприятиях и т.п.

Список литературы

Использованное программное обеспечение

9.1 Литература:

Лонгригг, Д. Шахматы / Д. Лонгригг. - М.: АСТ, Астрель, 2015. - 256 c.

Петрушина, Н.М. Шахматные окончания для детей / Н.М. Петрушина. - М.: Феникс, 2014. - 202 c.

Селезнев, Алексей 100 шахматных этюдов. Практикум по эндшпилю / Алексей Селезнев. - Москва: Гостехиздат, 2013. - 104 c.

Халифман, А. Дебют белыми по... (комплект из 16 книг) / А. Халифман. - М.: Гарде, 2012. - 235 c.

Черняк, В. Г. Мы играем в шахматы / В.Г. Черняк. - М.: Физкультура и спорт, 2010. - 224 c.

Шахматный информатор 44. VII-XII 1987. - М.: Sahovski Informator, 2013. - 444 c.

Юдович, М. Занимательные шахматы / М. Юдович. - М.: Физкультура и спорт, 2012. - 232 c.

https://ru.wikipedia.org/wiki/%D8%E0%F5%EC%E0%F2%FB

Физикохимия полимеров, А.М. Кочнев, А.Е. Заикин, Фен, 2003

Казмирчук К., Довбыш В. Аддитивные технологии в российской промышленности [Электронный ресурс]. –Режим доступа: http://konstruktor.net/podrobnee-det/additivnye-texnologii-v-rossijskoj-promyshlennosti.html

9.2 Программное обеспечение:

Компас 3д – моделирование шахматных фигур, шахматного кейса, создание значков букв алфавита Браиля.

Cura – преобразования и слайсинг готовых моделей в формате STL для 3д принтера

Photoshop – цифровая обработка фотографий.

Приложение