Un système de bowling à 120 000 $ remplacé par 1 600 $ d’ESP32

 (news.ycombinator.com)
3 points par GN⁺ 1 일 전 | 1 commentaires | Partager sur WhatsApp
  • Remplacer tel quel le système de score de 2008 aurait coûté 80 000 à 120 000 dollars ; OpenLaneLink a donc été développé avec des ESP32 et des composants standard, à partir d’environ 200 dollars par paire de pistes
  • Les événements de capteurs et les commandes de contrôle transitent via un maillage ESPNow en topologie en étoile, avec une liaison filaire RS485 utilisée en secours dans les environnements à fortes interférences radio
  • Un ordinateur de piste Raspberry Pi convertit les paquets de la passerelle ESP32 en événements Redis, puis les relie à l’interface React et aux animations via une machine à états, WebSocket et une architecture publication/abonnement
  • En utilisant des composants du commerce comme des relais, des optocoupleurs et des capteurs IR de coupure de faisceau, un appareil en panne peut être remplacé en environ 5 minutes, et l’équipement d’une paire de pistes en moins de 10 minutes
  • Le matériel, le firmware et le logiciel seront publiés en open source afin de réduire la dépendance fournisseur et les surcoûts par fonctionnalité, tout en laissant les exploitants contrôler eux-mêmes l’interface et les données

Pourquoi remplacer soi-même un système existant très coûteux

  • Avec sa famille, l’auteur a racheté pour 105 000 dollars un bowling de 8 pistes abandonné dans une zone rurale du Midwest américain
    • Il y avait des fuites dans le toit et des surtensions électriques répétées, et l’équipement de bowling vieux de 70 ans ne fonctionnait pas parfaitement non plus
    • Le système de score installé en 2008 avait coûté à l’époque une somme à six chiffres
  • Le système existant gérait le calcul de la vitesse et de la trajectoire de la boule, la détection des quilles par caméra, la détection des fautes, les animations, ainsi que le contrôle du poseur de quilles et du retour de boules
  • Un remplacement complet par un système de niveau équivalent aurait coûté 80 000 à 120 000 dollars selon les fonctions, le fournisseur et l’âge de l’équipement, sans inclure les mises à niveau ni les contrats de service
    • Chaque fonctionnalité et chaque personnalisation entraînaient des frais supplémentaires
    • Les seules pièces de rechange coûtaient déjà 4 000 dollars par paire de pistes
  • Dans ces installations mécaniques vieilles de 70 ans, la tâche essentielle assurée par l’électronique se limite à l’activation d’un seul relais, le reste étant traité mécaniquement
  • L’auteur a estimé qu’il était possible de recréer ces fonctions en s’appuyant sur du matériel ouvert et la vision par ordinateur, le streaming d’événements en temps réel et l’open source

Architecture et fonctionnement d’OpenLaneLink

  • Le prototype coûte environ 200 dollars par paire de pistes, et même une configuration haut de gamme reste autour de 400 dollars

  • Couche de contrôle basée sur ESP32

    • Chaque nœud émet des événements de capteurs et reçoit des commandes de contrôle
    • Le nœud passerelle du maillage ESPNow en topologie en étoile est relié au Raspberry Pi via UART
    • Les paquets reçus sont envoyés vers Redis, puis les commandes nécessaires sont retransmises au réseau maillé
    • Dans les environnements à fort bruit radio, le RS485 sert de liaison filaire de secours

  • Composants standard et firmware

    • Le matériel repose sur des microcontrôleurs standard connectés à des relais, des optocoupleurs et des capteurs IR de coupure de faisceau, chaque appareil exécutant un firmware adapté à son rôle
    • La partie la plus difficile de l’implémentation a été la rédaction du firmware et du protocole
    • Des ESP32 de rechange peuvent être flashés à l’avance ou préparés immédiatement, ce qui simplifie les réparations

  • Logiciel basé sur des technologies web

    • Après Redis, les couches logicielles utilisent des technologies web courantes comme les machines à états, le middleware, React, WebSocket et la publication/abonnement
    • Des développeurs React peuvent créer leur propre interface et leurs propres animations de bowling
    • Les exploitants possèdent toutes les données et peuvent appliquer eux-mêmes les fonctions et thèmes de leur choix
    • Une réparation prend environ 5 minutes, et le remplacement de l’équipement d’une paire de pistes moins de 10 minutes
    • Dans un bowling similaire, le système pourrait selon l’auteur être opérationnel en 1 à 2 heures dès le départ
    • Une fois OpenLaneLink prêt, le matériel, le firmware et le logiciel seront publiés intégralement en open source
    • L’objectif est d’éviter la dépendance fournisseur liée aux systèmes fermés, au support client nécessaire même pour des problèmes mineurs, et aux coûts de marque blanche sur le matériel propriétaire
    • L’idée est d’aider les petits bowlings à fonctionner avec un système peu coûteux et librement personnalisable

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1 commentaires

 
GN⁺ 1 일 전
Commentaires Hacker News

  • J’ai acheté une mini-piste de bowling automatique entièrement mécanique qui fonctionne sans CPU, à l’exception de l’afficheur basé sur un Intel D8749H (MCS-48) des années 1970
    L’alimentation s’active avec un seul relais, et il peut commencer à calculer le score à partir de l’état des quilles et du signal de réception de la boule. Après avoir extrait le firmware, j’ai remplacé le PCB d’affichage par un PCB maison basé sur Arduino afin de prendre en charge un protocole ouvert moderne et ScoreMore. Photos et détails ici : https://www.bowltech.com/forum/small-scale-bowling/small-sca..., et vous pouvez me contacter sur Discord via @vik8

    • Je me suis aussi penché sur l’intégration avec ScoreMore, mais dès qu’on entre dans la partie matérielle, il faut accepter qu’un détecteur de faute coûte 750 dollars par piste, alors même qu’il s’agit d’un produit très ancien
      Je vais aussi publier ça sur Bowltech, mais j’ai encore la réticence typique du débutant à rendre OpenLaneLink public. Là-bas, les gens connaissent vraiment ce domaine sur le bout des doigts
    • C’est tellement cool que j’ai envie de devenir la troisième personne de ce groupe, d’une manière ou d’une autre
    • Je me demande ce qu’un seul relais a de si particulier. Une voiture démarre aussi avec un seul solénoïde

  • Mon père réparait des machines de bowling dans plusieurs endroits du Midwest, donc j’ai passé mon enfance à l’arrière des machines. Quand il assurait l’astreinte les soirs de ligue, je l’accompagnais souvent
    Le bowling local à 16 pistes utilisait de vieilles machines AMF, et le châssis de chacune était entièrement constitué de logique à relais. Quand un relais tombait en panne, les quilles et les boules finissaient n’importe où, ou les clients lançaient leur boule dans le balai racleur, et toutes sortes de choses arrivaient. Le pinsetter était une vraie machine de Rube Goldberg, et ça a probablement contribué à faire de moi un ingénieur
    Dans les années 1980, j’ai eu plusieurs occasions d’acheter un bowling dans une petite ville, mais l’économie n’était pas bonne. La majeure partie de la marge venait de la vente d’alcool, ce qui est un métier complètement différent. Je vois souvent du contenu sur le bowling ces derniers temps, et j’espère que cela mènera à un vrai retour

  • Cela confirme encore une fois qu’il existe beaucoup d’occasions de moderniser d’anciens systèmes avec de l’embarqué low cost
    Vers 2019, j’ai rencontré un ingénieur qui modernisait de vieilles machines-outils comme de grands tours et des raboteuses avec des contrôleurs de mouvement modernes. Pour les adapter à un nouveau contrôleur, il aurait fallu une intervention coûteuse allant jusqu’aux moteurs d’axe, mais en convertissant les signaux analogiques de position existants pour qu’un contrôleur moderne puisse les lire, on obtenait quelque chose de presque plug-and-play
    J’ai fabriqué le premier convertisseur avec moins de 50 dollars de composants et moins de 50 heures de développement. J’ai repéré d’autres opportunités similaires, mais la plupart étaient ponctuelles, donc à moins de fabriquer déjà un produit proche, le rapport temps/valeur était faible

    • Un ami sans expérience en programmation a automatisé une vieille ligne de production de beurre de cacahuète et de muesli. Il a connecté les machines pour mesurer le niveau de beurre de cacahuète par ultrasons, ainsi que la température de torréfaction, la vitesse de rotation, etc.
      Il n’y avait aucun contrôle de version, et la façon dont c’était implémenté était surprenante, mais la sécurité et le débit se sont tellement améliorés que c’était impressionnant

  • J’aimerais ajouter des LED et un contrôle d’éclairage DMX pour que des rubans LED suivent la boule lorsqu’elle descend la piste ou remonte par le retour. Je prévois aussi de lancer un show laser avec un contrôleur DMX
    À long terme, j’aimerais créer un bowling sans personnel où les clients paient sans contact devant la piste et commencent directement leur partie. Il y a tellement de choses à essayer que c’en est excitant

    • Il faut empiler les pistes en hauteur pour fabriquer une piste artisanale sur 2 étages, et empêcher les gens de frotter leurs boules sur cette précieuse piste. En ajoutant un show laser et une licence d’alcool, on obtient le Bowling Alley Wine Mixer parfait
    • Si l’éclairage clignote en étant synchronisé avec la rotation de la boule, on peut lui donner l’air d’être immobile ou de tourner à l’envers. On pourrait aussi visualiser la rotation latérale, etc., ce qui aiderait à l’apprentissage, et marquer la boule avec des points ou des bandes pourrait faciliter la lecture de la rotation
    • Le paiement sans contact semble surtout utile non pas pour attirer de nouveaux visiteurs, mais pour leur faire payer une partie de plus. Les débutants devront de toute façon venir chercher leurs chaussures, et il faudra aussi des indications pour éviter qu’une piste réservée à 19 h soit attribuée à 18 h 30
    • C’est un excellent projet qui permet d’explorer à fond une technologie amusante tout en laissant d’autres profiter du résultat. Ça m’a donné envie de chercher des bowlings à vendre
    • Je peux aider grâce à mon expérience en DMX et DJ acquise à l’époque de l’affichage numérique

  • Il ne reste plus qu’à trouver une version années 1990 de LightWave pour ajouter d’étranges animations de strike

  • Je joue dans un vieux bowling où, en dehors du score, la seule statistique est la vitesse de la boule, et encore, elle ne fonctionne correctement que sur environ la moitié des pistes. Je doute que le bowling installe un dispositif bricolé, mais la fabrication m’intéresse beaucoup
    Si vous publiez un blog, des photos ou des infos sur l’implémentation, j’aimerais beaucoup en lire davantage. Bon courage pour cette nouvelle activité, du toit à réparer jusqu’à l’acquisition de clients

    • En ajoutant stratégiquement des rayures sur la boule, on pourrait aussi obtenir des statistiques sympa comme la vitesse angulaire. Et en allant plus loin, on pourrait mettre dans chaque boule une puce avec accéléromètre et gyroscope

  • Il me faut une URL que je puisse envoyer à quelqu’un. J’aimerais la montrer à une connaissance, ancien pro, qui hésite à reprendre et moderniser un bowling à cause de ce même problème
    La société a cruellement besoin de troisièmes lieux, et les bowlings s’y prêtent très bien

    • Voir un ingénieur qui a acheté un vieux bowling résoudre ses problèmes avec ingéniosité, c’est exactement le type de contenu dont Internet a besoin, donc ce serait bien de lancer une Substack

  • Un travail similaire a été fait au bowling candlepin Needham Bowlaway dans la région de Boston. En dehors de la Nouvelle-Angleterre, rares sont les gens qui savent compter les points, donc le propriétaire a créé un système de score automatique qui fonctionne plutôt bien
    Cela semble reposer sur une méthode simple en Java : si un pixel précis de l’écran est blanc, alors une quille est présente, sinon elle ne l’est pas. À chaque visite, il développait aussi des jeux vidéo. L’intersection entre exploitants de bowling et ingénieurs logiciel est peut-être plus grande qu’on ne le pense

  • Cela m’a rappelé ce récent article de Texas Monthly sur les bowling alleys de ninepin https://www.texasmonthly.com/being-texan/ninepin-bowling-end.... Ce type de modernisation peut aider à attirer de nouveaux clients
    En grandissant dans le centre du Texas, le bowling était une grande activité familiale. Mon père participait à la ligue locale et à des tournois pro-am, et a même envisagé de passer pro avant d’arrêter à cause d’un changement de poste, tandis que ses enfants jouaient aussi en ligue junior. Avant l’époque des jeux vidéo, on profitait aussi du flipper et du billard au bowling, et il y avait de quoi manger et boire, si bien que les familles pouvaient y passer la journée entière
    Le bowling est un sport d’adresse facile à apprendre, mais qui demande de la discipline pour être maîtrisé

  • Au lycée, j’ai travaillé comme technicien dans un bowling qui utilisait des Brunswick A2, et j’ai appris à quel point les équipements de remplacement étaient absurdement chers
    Quelqu’un a renversé du café sur le clavier qui contrôlait le système de score, et le remplacement coûtait environ 400 dollars. Ce clavier propriétaire si spécial n’était qu’un clavier avec son câble remplacé par une prise téléphonique