BINGO de pared #1

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).

Marco para los números

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.

Medida de luminosidad

CPU para el Bingo

Este Bingo de mural lleva los mismos componentes que el Bingo más pequeño que montamos anteriormente.

Esquema BINGO

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.

Fuente de alimentación

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).

Bingo PCB

A continuación se muestra la disposición de todos los componentes montados en la placa del circuito impreso (PCB).

CPU del Bingo montada

Firmware: J_RPM_v3_BINGO.HEX

Puedes ver todos los detalles de este montaje en el siguiente video:

Instala Bluetooth AUDIO

Bluetooth AUDIO: Instalación de un módulo Bluetooth en un equipo de música. De esta manera se podrá escuchar la música con calidad y en estéreo desde cualquier dispositivo móvil, sin la necesidad de realizar una conexión eléctrica con el equipo: cadena musical, amplificador de audio, auto-radio, etc. Descripción del módulo Bluetooth XS3868, basado en el chip OVC3860. Detalles de la instalación en una mini-cadena PHILIPS, modelo FW-C28.

Módulo XS3868

Módulo XS3868: Bluetooth para audio en estéreo

Chip: OVC3860

Encapsulado: QFN 56 pin de 7x7x0,9mm (0,4mm pitch)

Características principales:

  • Integra un CODEC de alta fidelidad de audio en estéreo de 20 bit, y tiene un conversor DAC con una relación señal ruido de -90 dB.
  • Permite la conexión de audio con protocolos: A2DP V1.2 – AVRCP V1.4 – HSP V1.2 – HFP V1.5
  • Incorpora el sistema SBC, para comprimir/descomprimir los datos Bluetooth, aumentando así la velocidad de proceso.
  • Entrada de audio mono para micrófono, con un conversor ADC de 16 bit.
  • La salida de audio permite la conexión de unos auriculares de 32 Ohmios, y entrega una potencia máxima de 40 mW.
  • Dispone de interface UART para recibir comandos serie, y también dispone de interface SCCB para almacenar su configuración en una EEPROM (incluida en el módulo)
  • Integra un cargador para baterías de Litio de 150 mA
  • El chip funciona con 1,8V, pero la placa dispone de un regulador y puede alimentarse con tensiones entre 2,2 y 4,2 V.
  • Su consumo conectado es muy bajo, apenas 26 mA. En modo inactivo consume entre 12 y 400 uA.
  • Trabaja en la banda de frecuencias 2,4 GHz, entre 2402 y 2480 MHz
  • Su potencia máxima de transmisión está entre 0 y +4 dBm (valor típico +2 dBm). Junto con su antena es de 50 ohmios, impresa en PCB, tiene un alcance de 10 metros.

Esquema XS3868

Bluetooth 2.0 + EDR (2,1 Mbits/s)  es una especificación para el intercambio de datos inalámbrico de corto alcance. Tanto la Versión 2.0 como la 2.1 son compatibles con EDR (Enhanced Data Rate), un esquema de modulación PSK más rápido (4 – 8 fases) capaz de transmitir datos hasta 3 veces más rápido que las versiones anteriores de Bluetooth (721 kbit/s).

Módulo XS3868

PRECAUCIONES

  • Para alimentar el módulo XS3868 con una fuente de alimentación, sin utilizar una batería de Li-ion, es importante cuidar el filtrado y no superar el máximo de tensión permitida por el módulo (4,2V).
  • Para evitar posibles ruidos y zumbidos, además de los condensadores de filtro, es muy importante que el negativo de la fuente esté cerca de un condensador de filtro y también de la toma común del cable de audio.
  • Si conectas el módulo XS3868 a un equipo de música que contenga varias tarjetas (PCB) en su interior, deberías conectar un cable (lo más corto posible) entre el negativo del módulo XS3868 y algún punto común (masa) que una todas las tarjetas del equipo… o el negativo del primer condensador de filtro de la fuente de alimentación.

Linterna FLASH

Linterna Flash: construcción de una linterna, a partir de un foco LED para 12 V de alterna (MR16). Se comprueba el umbral de encendido del foco LED, y su consumo alimentándolo con 4 VDC. El foco LED utilizado es de 15W luz cálida, aunque para el uso de una linterna de destellos sería más efectivo utilizar luz fría. Para la construcción de esta linterna no se necesitan conocimientos especiales en electrónica.

Umbral de encendido del foco LED

El umbral de encendido de este foco LED (MR16) es de aproximadamente 3V. Su luminosidad a 4V es bastante buena y su consumo moderado (0,65A). Con estas características es muy adecuado para ser alimentado con una batería de Li-ion (3,7 V) y utilizarlo como una lámpara de señales, o incluso una linterna.

Umbral de encendido LED

Lista de materiales

Para montar una linterna de señales a partir de este foco LED, necesitamos muy pocos componentes:

  • Foco LED
  • Batería 3,7V
  • 18 cms de tubo PVC de 40 mm
  • Módulo de carga TP4056
  • Pulsador o interruptor

Componentes de la linterna

No es imprescindible utilizar un módulo TP4056 con protección de batería, ya que el umbral de encendido del foco LED está por encima del nivel de tensión mínima de la batería.

Montaje

Para montar el foco LED es necesario calentar el tubo PVC. Esto se puede hacer con la ayuda de una pistola de decapado o un soldador de aire a 400ºC aproximadamente. Para no deformar o quemar el tubo, este proceso hay que hacerlo poco a poco… calentar y ensanchar el tubo con la ayuda del mismo foco varias veces, hasta que el foco entre del todo en el tubo. Después hay que esperar unos minutos para que se enfríe el tubo y se endurezca, y ya se podrá sacar el foco para comenzar con el montaje.

Encaje del LED

El conexionado es muy sencillo, la batería va conectada a los terminales de salida del módulo de carga TP4056, respetando su polaridad. El foco irá conectado a dichos terminales (no importa la polaridad en este foco), pero intercalando en serie el interruptor/pulsador de encendido.

Montaje de la linterna

En el video que se muestra a continuación, puedes seguir con más detalles todo el proceso de montaje.

Matriz de 7 segmentos #2

Construcción de una matriz LED de 7 segmentos y 2 dígitos. Cada dígito tiene un tamaño de 8 centímetros de alto y 4 de ancho. En esta segunda parte, se sustituyen los diodos LED por otros de mayor rendimiento lumínico. Se realizan pruebas comparativas entre ambos diodos, ajustando su corriente al mismo valor. También se mide la luminosidad de ambos diodos con un luxómetro.

Elección de los diodos LED

Estos son los datos del los diodos LED que se han elegido como sustitución de los anteriores:

Referencia : Green C503B-GCS/GCN (30 degree)
Bin code: C0
Luminisodad (según el fabricante):
Mínima: 23.500 mcd Máxima: 32.900 mcd

Datasheet LED: C503B

Comparativa entre ambos diodos LED

Estos diodos se alimentarán con una tensión de 5 VDC, limitando su corriente máxima a 18 mA. Una vez colocada la resistencia limitadora en cada diodo, el montado con anterioridad y el nuevo, se realiza una prueba comparativa antes de cambiarlos.

Luminosidad LED

Medida de luminosidad

Posteriormente se mide la luminosidad de ambos diodos, utilizando un luxómetro adaptado para medir diodos LED.

Medida con luxómetro

Esquema de montaje

Esta matriz LED, compuesta por 2 dígitos de 7 segmentos con punto decimal, contiene 30 diodos LED (2 diodos por segmento). Cada diodo LED incorpora su propia resistencia limitadora, colocada en serie con el ánodo de cada diodo. Los 28 diodos de los segmentos llevan resistencias de 100 ohmios. Debido a que la orientación de los puntos decimales es frontal y producen un efecto luminoso mayor, se montan resistencias de mayor valor (470 ohmios) con el fin de igualar su luminosidad. A continuación se muestra el esquema de montaje de esta matriz LED.

Esquema: Matriz de 7 segmentos

PRUEBAS

Para comprobar el funcionamiento de la matriz LED, se conecta una CPU que muestra un contador numérico. Con el fin de comprobar los posibles defectos de luminosidad, este firmware reduce el tiempo de encendido en 1/10 (brillo reducido). A continuación se muestra la comparativa entre ambos matrices (antes de cambiar los diodos y después), funcionando ambas en las mismas condiciones.

Comparativa: Matriz LED

En el siguiente video se muestran todos los detalles y medidas realizadas al sustituir los diodos LED.

Matriz de 7 segmentos

Matriz LED

Construcción de una matriz LED de 7 segmentos y 2 dígitos. Cada dígito tiene un tamaño de 8 centímetros de alto y 4 de ancho. Se utilizan 2 diodos LED de 5mm (alto brillo) por cada segmento y se monta una resistencia limitadora en cada diodo LED. Los diodos LED se podrían sustituir por tiras LED de tipo SMD, consiguiendo así una luz más uniforme en todo el segmento. Siguiendo este proceso, se podría construir cualquier display a medida… independientemente de su tamaño y número de dígitos. También es posible construir un display incluyendo diferentes tamaños en la misma matriz, incluir logotipos o gráficos controlados con luz, etc.

2 dígitos

Construcción, paso a paso

El soporte base de la matriz está hecho con un trozo de cartón prensado, cartón piedra laminado en color blanco. El color no importa, porque habrá que pintarlo en negro mate. El corte lo he realizado con una fresadora digital (CNC), pero también se puede cortar a mano, utilizando una sierra de ‘pelo’.

Cartón piedra

Para el frontal de la matriz, cortaremos un trozo de metacrilato semi transparente (plexiglás), del mismo tamaño que el cartón piedra. Sujetaremos ambas piezas con cinta adhesiva de papel, colocando el lado más brillante del frontal hacia dentro.

Soporte de la matriz

Rellenamos todos los huecos de los segmentos con adhesivo termo-fundible. Hay que tener especial cuidado con las burbujas, si queda alguna habrá que quitarla.

Relleno matriz

Para iluminar los segmentos, se pueden utilizar trozos de tiras LED SMD. En este caso, yo lo hago poniendo un diodo LED en los extremos de cada segmento (2 diodos LED por segmento). Cada diodo LED lleva su propia resistencia limitadora. Dependiendo de la tensión de alimentación y el brillo que queramos obtener, calcularemos el valor más óptimo de la resistencia. Los diodos LED se introducen con un ángulo aproximado de 30º en los extremos de cada segmento, calentando previamente el adhesivo con aire caliente.

Conexiones de la matriz

La matriz la podemos hacer de ánodo o cátodo común. Como yo lo hago de ánodo común, todas las resistencias de cada dígito (conectadas al ánodo de los LED) van conectadas a un hilo común. Los 2 cátodos LED de cada segmento van conectados en paralelo con su correspondiente del otro dígito, saliendo un cable de conexión por cada segmento. En total tendremos los 2 cables del ánodo de cada dígito (ánodo común) y los 7-8 hilos del cátodo de los segmentos (8 si se añade el punto decimal).

En el siguiente video puedes ver con más detalle todo el proceso de construcción.

Bingo electrónico Vs Bingo mecánico

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.

Bingo de bolas

¿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.

Tabla numérica

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.

Modo TEST

Puedes descargar la nueva versión del firmware desde el siguiente enlace:

Firmware: J_RPM_v3_BINGO.HEX

 

Bingo electrónico (v2)

ACTUALIZACIÓN Y MEJORAS

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:

Esquema BINGO

Con la nueva actualización del firmware (v2), el panel numérico mostrará unos efectos luminosos después de 1 minuto de reiniciar el juego:

Firmware: J_RPM_v2_BINGO.HEX

Si prefieres que el panel numérico permanezca siempre apagado, sin mostrar efectos luminosos, puedes utilizar la primera versión del firmware:

  Firmware: J_RPM_v1_BINGO.HEX

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.