Construcción de un Bingo electrónico de grandes dimensiones, para colgarlo en la pared de un salón social. El panel tiene unas dimensiones de 1 metro de ancho por 80 centímetros de alto, y está construido con la tapa de madera de un cajón de embalaje. En esta segunda parte, se finaliza el montaje del Bingo y se realizan pruebas de funcionamiento.
Rotulación
Para rotular los 90 números en el panel he construido una plantilla para centrar los números en cada cuadro, y otra para los números. El primer paso es rotular todos los números en la madera.
Una vez rotulados todos los números, con la ayuda de un pincel de punta fina, especial para la rotulación, se pinta el interior de los números. Yo utilicé esmalte metálico de color verde.
Mecanizado
A continuación se taladran los 90 agujeros para montar los diodos LED. Aunque el diodo es de 10 mm, es conveniente hacer el agujero a 9 mm y ajustar el hueco con la ayuda de una lima, o utilizando una pequeña fresa y un taladro de mano.
Los diodos LED se colocan por la parte trasera del mural, y se fijan con adhesivo termo fundible.
Conexiones
Para cablear la matriz, hay que conectar los ánodos de los diodos LED de las 9 líneas (sus resistencias limitadoras), y los cátodos de las 10 columnas. Al final se conecta un cable de cinta plana para los cátodos (10 hilos) y otro para los ánodos (9 hilos). Es importante identificar la primera línea y la primera columna, conectando el hilo que lleva la marca roja en esta posición.
Por finalizar, se monta un anclaje para la CPU y se fija el display y el pulsador en el mural. El conexionado es muy rápido, porque todas las conexiones se hacen con terminales y no es necesario utilizar el soldador.
Funcionamiento
Al conectar el panel aparece un texto en el display, mostrando la versión del firmware, y se iluminan los 90 diodos LED del panel durante unos segundos.
En el siguiente video se muestran todos los detalles de montaje y funcionamiento de este Bingo electrónico.
Construcción de un Bingo electrónico de grandes dimensiones, para colgarlo en la pared de un salón social. El panel tiene unas dimensiones de 1 metro de ancho por 80 centímetros de alto, y está construido con la tapa de madera de un cajón de embalaje. Este panel tendrá el mismo diseño y electrónica que el Bingo portátil, pero utilizando la matriz doble de 7 segmentos que se montó anteriormente, y utilizando para los números del panel diodos LED de 10 mm.
Mural de madera
Al realizar este montaje sobre un panel de madera de embalaje, lo primero que hay que hacer es lijar, reparar los desperfectos y barnizar todo el panel. Antes de rotular y mecanizar el tablero, es muy importante replantear el diseño y tamaño de todos los componentes que se van a montar. Para mostrar los 90 números del Bingo en el panel, tenemos que rotular los 90 marcos. Si se hace con pintura, la mejor manera de hacerlo sería delimitando las zonas a pintar, tapando el resto con papel y cinta de enmascarar (cinta de carrocero /cinta adhesiva de papel).
LED para el panel
En cada uno de los 90 marcos del mural tendremos que rotular un número y montar un diodo LED. Es importante que el diodo LED que se monte sea de alta luminosidad y de gran tamaño, pero también es importante que no deslumbre. Los diodos LED de 10 mm son una buena elección, pero lo difícil es conseguir un diodo LED de alto brillo y luz difusa. Para evitar el deslumbramiento frontal, podemos eliminar la lente de los diodos LED (frontal del encapsulado) con la ayuda de una piedra esmeril. La luminosidad la podemos comprobar visualmente, comprobando su brillo con otro diodo LED de referencia… pero lo mejor sería medir la luminosidad con un luxómetro.
CPU para el Bingo
Este Bingo de mural lleva los mismos componentes que el Bingo más pequeño que montamos anteriormente.
En este caso, decidí montar su propio sistema de alimentación, integrando el módulo ‘Step-Up’ de la batería Li-ion en la placa del circuito impreso.
El módulo de carga de la batería lo monté en el soporte de la batería. La placa de control (CPU) dispone de 2 entradas de alimentación, una de 5V y la otra de 3,7V. Si conectamos la batería a la toma de 3,7V, la toma de 5V quedaría libre, y podríamos utilizarla como salida de 5V para alimentar algún adorno auxiliar o indicador cuando el panel está encendido.
Circuito impreso (PCB)
Para obtener el fotolito del circuito impreso a escala, sólo tienes que imprimir en una hoja de film transparente de tamaño A4, especial para impresoras láser, la imagen siguiente (descargar del tamaño real).
A continuación se muestra la disposición de todos los componentes montados en la placa del circuito impreso (PCB).
Comparativa entre un Bingo de tipo electrónico y otro de tipo mecánico (bombo con bolas). Generación del número aleatorio en el Bingo electrónico. Actualización del firmware, con el fin de mejorar las animaciones, incorporando un test numérico.
¿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.
Actualización del firmware
En esta actualización del firmware (v3) se añaden nuevas animaciones:
Al mostrar un nuevo número, parpadean en modo alterno el número del display y el diodo LED del panel.
Cuando el Bingo está en modo inicio (mostrando dos guiones en el display) y está así durante más de un minuto, se genera una animación en el panel LED. En esta versión, se incluye un test numérico, tanto en el panel LED como en el display de 7 segmentos.
Puedes descargar la nueva versión del firmware desde el siguiente enlace:
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:
