Actualización del firmware y mejoras en el Bingo electrónico. Se cambian de lugar las resistencias de limitación de los dos dígitos de 7 segmentos, sustituyendo la resistencia común de cada uno de ellos por 8 resistencias de 100 ohmios, colocadas en serie con cada segmento. Con esta modificación se unifica la luminosidad entre ambos dígitos. También se realiza una actualización del firmware, añadiendo una animación en el panel numérico cuando se conecta o reinicia el Bingo, y no comienza el juego en un tiempo superior a 1 minuto.
Este es el nuevo esquema de montaje del Bingo:
Con la nueva actualización del firmware (v2), el panel numérico mostrará unos efectos luminosos después de 1 minuto de reiniciar el juego:
En el siguiente video, se puede ver con detalle todo el proceso de sustitución de las resistencias limitadoras, y también algunas modificaciones realizadas en la caja.
Construcción de un Bingo electrónico, fabricando una matriz con 90 diodos LED de forma artesana (sin circuito impreso). Este montaje es muy adecuado para que lo pueda realizar cualquier aficionado a la electrónica. El Bingo electrónico está construido a partir del micro-controlador AT89S52.
En la primera parte del video se muestra la fabricación de la matriz, en una carcasa de fibra plástica, y se fresan con una CNC los números en una lámina de plexiglás (PMMA) semitransparente.
En la segunda parte del video se analiza el esquema eléctrico, realizando la construcción de la lógica de control y la comprobación de funcionamiento. También se explica el sistema de multiplexación, midiendo las formas de onda con el osciloscopio. Al final, se realiza la construcción del frontal con serigrafía, y se construye una caja utilizando madera reciclada.
MULTIPLEXACIÓN
En la imagen siguiente se muestra el mapa de memoria del Bingo, necesaria para almacenar y mostrar en la matriz LED los números que van saliendo.
La información de los 90 números del Bingo se almacena en 12 Bytes RAM del micro-controlador (12 Bytes X 8 Bit = 96). El Bit menos significativo (LSB) del primer Byte contiene el estado del número 1 del Bingo (LED: On/Off). El Bit más significativo del Byte 11 contiene el estado del número 88; y del Byte 12 de la memoria sólo se utilizan los 2 Bit menos significativos, asignados a los números 89 y 90 del Bingo.
Para mostrar toda la información del Bingo en el panel frontal, es necesario multiplexar en el dominio del tiempo 11 informaciones diferentes: las 9 líneas del panel numérico + 2 para el display de 7 segmentos. Como las líneas van conectadas a los ánodos de los diodos LED, el micro-controlador tiene que habilitar de forma secuencial y cíclica cada una de las 11 líneas de control, generando un impulso positivo en cada instante. Como se puede ver en el mapa de memoria, las 8 primeras líneas van conectadas al puerto 2 del AT89S52, la 9ª línea al P3.6, la 10ª línea al P1.1 y la 11ª al P1.0.
Frecuencia de refresco
En este oscilograma se muestra la forma de onda de una de las 9 líneas de control del panel numérico. Con esta medida podemos conocer el tiempo que está encendido cada diodo LED (237 uSeg) y su velocidad de encendido = frecuencia de refresco (311 Hz). La frecuencia de refresco tiene que ser superior a la persistencia del ojo humano, procurando siempre que esta velocidad sea lo más alta posible, con el fin de evitar el efecto parpadeo o estroboscópico, al mezclarse dos fuentes de luz de frecuencia diferente.
¿Cómo se genera el número?
La generación del número aleatorio se basa en el modo de funcionamiento del sistema mecánico, mediante la extracción de una bola numerada del bombo. En un Bingo tradicional (mecánico), al principio hay 90 bolas numeradas dentro del bombo, y en cada extracción el número de bolas va disminuyendo de una en una.
En este Bingo electrónico, la generación del número se hace siguiendo estos pasos:
El micro-controlador utiliza un contador (Timer) que modifica su valor a una velocidad de 2 millones de valores por segundo aproximadamente (0,5 uSeg).
El valor del número máximo de este contador se limita en función a la cantidad de números que faltan por salir en el Bingo. Al principio el número máximo es 90 y va decreciendo a medida que se van extrayendo los números (igual que el número de bolas de un bombo mecánico).
En el momento que se pulsa el botón, el micro-controlador toma el valor del número generado por el contador, y este valor lo asigna al ‘hueco libre’ que queda en la tabla de números que faltan por salir.
Con ese valor, el micro-controlador busca el ‘hueco libre’ dentro de la tabla de números, empezando desde el número 1 hasta el 90, y luego asigna esta posición de ‘hueco libre’ al número real… ocupando el hueco y mostrando el número real en el display de 7 segmentos
De esta manera, las probabilidades de salir un número determinado son las mismas que en un bombo mecánico (es totalmente aleatorio). Por otra parte, se evita la generación de números ya extraídos.
Circuito de control (CPU)
Siguiendo el esquema es muy fácil montar todos los componentes en una placa de circuito impreso de tipo universal (taladros sin conexiones). Las conexiones se pueden realizar por debajo, creando las pistas del circuito con hilo fino de cobre y estaño. Si se colocan bien los componentes, las conexiones estarán muy próximas y no será necesario realizar puentes para atravesar las pistas. Una vez finalizado el montaje, el micro-controlador AT89S52 se puede programar directamente en la placa, utilizando las conexiones ICSP que se muestran en el esquema.
El firmware de este Bingo se puede descargar de forma gratuita desde el siguiente enlace: J_RPM_v1_BINGO.HEX
Si no dispones de un programador, podrías utilizar Arduino para hacerlo:
Amplificador + Power Bank: construcción de un amplificador estéreo portátil de 3+3 vatios, para mejorar el sonido de dispositivos móviles. Este módulo incorpora una salida USB de 5 voltios, para poder utilizarlo también como Power Bank. La toma USB de 5V puede ser muy útil para cargar dispositivos móviles, alimentar el alumbrado LED en acampadas, etc. La construcción es muy simple, porque se utilizan 3 pequeños módulos electrónicos que ya vienen montados de fábrica, y sólo hace falta conectarlos entre si.
Amplificador estéreo
Este pequeño amplificador está basado en el chip PAM8403, que contiene un doble amplificador de audio trabajando en clase D. La ventaja principal de este componente, aparte de su reducido tamaño, es su alto rendimiento >90% (poco consumo). Como además permite su conexión directa a los altavoces, apenas necesita montar componentes adicionales.
Amplificador PAM8403
Lista de materiales
1 tubo PVC de 40mm de diámetro y 12 cms de longitud
1 batería Li-ion de 3,7 V, con soporte (porta pilas)
1 módulo Set Up con salida fija de 5 VDC y conector USB
1 módulo de carga con protección: TP4056
1 módulo amplificador dual 3+3 W: PAM8403
2 altavoces de 1″ (4…8 Ohmios)
1 interruptor de 1 circuito
1 jack estéreo macho de 3,5 mm
Cables de conexión, cable de audio, estaño, etc.
Detalles
Si se utiliza un interruptor de palanca, sería conveniente que dicho interruptor dispusiera de un mecanismo de seguridad, con el fin de evitar que se accionara de modo accidental y se descargara la batería. El modelo de interruptor que he utilizado en este montaje dispone de un cuerpo adicional en la palanca, sujeto con un muelle, para obligar a que se tenga que tirar de la palanca cada vez que se necesite cambiar de posición.
Con posterioridad a la edición del video, añadí una protección para los altavoces. De esta manera se evita que se pueda dañar el cono de los altavoces de forma accidental. La protección está construida con dos capas de malla de tipo ‘mosquitera’, una capa metálica y la otra de fibra. Para el remate utilicé una par de aros de aluminio, reciclados de un reproductor DVD, y finalmente lo pinté de color negro, utilizando pintura en spray negro mate.
A continuación se muestra el esquema de montaje:
Esquema de montaje
En el video que se muestra a continuación se puede ver todo el proceso de montaje, paso a paso, así como las pruebas de funcionamiento.
Montaje de un cubo de 64 diodos LED (4x4x4). Este kit es muy aconsejable para hacer prácticas de manejo del soldador, y al mismo tiempo introducirse en los montajes de circuitos electrónicos controlados por un microprocesador.
Este kit, originalmente es bicolor (diodos LED con 3 pines), pero me llegó con los diodos LED de un sólo color (diodos LED con 2 pines). Aún así se puede montar y el resultado es bastante bueno. El proceso de montaje se realiza en dos partes:
Montaje de los componentes inferiores del circuito impreso (CPU)
Ensamblado de los 64 diodos LED que conforman el cubo de 4x4x4
Componentes de la CPU
El montaje de los componentes de la CPU es muy fácil, porque la serigrafía muestra todos los componentes que hay que montar, así como su posición. Hay que tener especial cuidado en montar correctamente en su posición: el condensador electrolítico, los 4 diodos LED RGB y el zócalo del microprocesador.
Ensamblado de los 64 diodos LED
El ensamblado de los 64 diodos LED que conforman el cubo hay que hacerlo con cuidado y sin prisas, porque de ello dependerá su acabado final. La unión de todos los diodos LED se realiza mediante el doblado de sus terminales y soldando, no es necesario utilizar cables de conexión. Todos los cátodos de los diodos LED (terminal más corto) habrá que girarlos 90º, con el fin de poder conectar los cátodos siguiendo la línea horizontal del cubo. El común de todos los cátodos de cada nivel, de los 4 que tiene el cubo, va conectado a un orificio diferente del circuito impreso.
Los ánodos de los diodos LED (terminal largo) van conectados en vertical, creando columnas con 4 diodos, y el común de todos ellos irá conectado a un punto del circuito impreso diferente (16 en total).
Ver el conexionado y las explicaciones con más detalle en el siguiente video.
