Reemplazan un sistema de boliche de US$120.000 por ESP32 de US$1.600

• Reemplazar tal cual el sistema de puntuación de 2008 costaría entre US$80.000 y US$120.000, así que desarrollaron OpenLaneLink, implementado con ESP32 y componentes genéricos desde unos US$200 por par de pistas
• Los eventos de sensores y comandos de control se intercambian mediante una malla ESPNow con topología en estrella, y en entornos con mucha interferencia inalámbrica se usa una conexión cableada RS485 como respaldo
• Una computadora de pista Raspberry Pi convierte los paquetes del gateway ESP32 en eventos de Redis, que luego pasan por una máquina de estados y una estructura de WebSocket y publicación/suscripción para conectarse con la UI en React y las animaciones
• Al usar componentes comerciales como relés, optoacopladores y sensores IR de corte de haz, un dispositivo averiado puede reemplazarse en unos 5 minutos, y el equipo de un par de pistas en menos de 10 minutos
• Planean publicar como open source todo el hardware, firmware y software para reducir el vendor lock-in y los costos extra por función, y permitir que los operadores controlen directamente la UI y los datos

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Por qué reemplazaron por su cuenta un sistema tradicional costoso

• Junto con su familia compraron por US$105.000 un boliche abandonado de 8 pistas en una zona rural del Medio Oeste de EE. UU.
  • Había goteras en el techo y sobrecargas eléctricas repetidas, y el equipo de boliche de 70 años tampoco funcionaba perfectamente
  • El sistema de puntuación instalado en 2008 había costado en su momento una suma de seis cifras
• El sistema existente se encargaba de calcular la velocidad y trayectoria de la bola, detectar pinos con cámara, marcar faltas, mostrar animaciones y controlar el colocador de pinos y el retorno de bolas
• Reemplazarlo en bloque por un sistema del mismo nivel costaría entre US$80.000 y US$120.000, según las funciones, el proveedor y la antigüedad del equipo, sin incluir actualizaciones ni contratos de servicio
  • Cada función y personalización suma un costo aparte
  • Solo las piezas de repuesto cuestan US$4.000 por par de pistas
• La tarea central que el sistema electrónico realiza sobre una máquina de 70 años es activar un único relé; el resto del proceso se maneja mecánicamente
• Concluyeron que podían implementar por su cuenta las funciones existentes usando hardware abierto y visión por computadora, streaming de eventos en tiempo real y open source

Composición y funcionamiento de OpenLaneLink

• El costo del prototipo es de unos US$200 por par de pistas, y una configuración avanzada ronda los US$400

• Capa de control basada en ESP32

  • Cada nodo emite eventos de sensores y recibe comandos de control
  • El nodo gateway de la malla con topología en estrella de ESPNow se conecta a la Raspberry Pi por UART
  • Los paquetes recibidos se envían a Redis, y los comandos necesarios se reenvían a la red en malla
  • En entornos con mucho ruido de RF, RS485 funciona como conexión cableada de respaldo

• Componentes genéricos y firmware

  • El hardware está compuesto por microcontroladores genéricos conectados a relés, optoacopladores y sensores IR de corte de haz, y cada dispositivo ejecuta firmware según su función
  • La parte más difícil de la implementación fue escribir el firmware y el protocolo
  • Como pueden dejar ESP32 de repuesto ya flasheados o prepararlos al instante, las reparaciones son simples

• Software basado en tecnologías web

  • En las capas posteriores a Redis se usan tecnologías web comunes como máquinas de estados, middleware, React, WebSocket y publicación/suscripción
  • Un desarrollador de React puede crear una UI propia y animaciones de boliche
  • El operador posee todos los datos y puede aplicar directamente las funciones y temas que quiera
  • Una reparación toma unos 5 minutos, y el reemplazo del equipo de un par de pistas puede hacerse en menos de 10 minutos
  • Para un boliche similar, estiman que podría ponerse en marcha desde cero en 1 o 2 horas
  • Cuando OpenLaneLink esté listo, planean publicar como open source todo el hardware, firmware y software
  • El objetivo es evitar el vendor lock-in derivado de sistemas cerrados, el soporte al cliente necesario incluso para problemas menores y los costos de white label sobre el propio equipo
  • Buscan ayudar a la operación de boliches pequeños con un sistema económico y libremente personalizable

[GN⁺]

Opiniones en Hacker News

• Compré una pista de minibowling automática totalmente mecánica que funciona sin CPU, salvo por el Intel D8749H (MCS-48) de los años 70 del marcador.
  La alimentación se enciende con un solo relé, y puede recibir el estado de los pinos y la señal de recepción de la bola para empezar a calcular el puntaje. Después de extraer el firmware, reemplacé la PCB de visualización por una PCB casera basada en Arduino para que soportara un protocolo abierto moderno y ScoreMore. Hay fotos e información detallada en https://www.bowltech.com/forum/small-scale-bowling/small-sca..., y en Discord me pueden contactar como @vik8

  • Yo también investigué la integración con ScoreMore, pero cuando entré en la parte de hardware me costó aceptar que un detector de foul costara 750 dólares por unidad, y encima fuera un producto antiquísimo.
    También pienso publicarlo en Bowltech, pero todavía me pesa esa inseguridad de principiante para liberar OpenLaneLink. La gente de ahí realmente conoce este campo de punta a punta
  • Es tan genial que yo también quiero convertirme, como sea, en la tercera persona de este grupo
  • Me da curiosidad qué tiene de especial un solo relé. Los autos también arrancan con un solo solenoide

• Mi padre reparaba máquinas de bowling en varias zonas del Medio Oeste, así que pasé mi infancia detrás de esas máquinas. Cuando le tocaba guardia de mantenimiento en días de liga, solía acompañarlo.
  El bowling local de 16 pistas usaba máquinas AMF antiguas, y el chasis de cada máquina estaba compuesto por completo de circuitos de lógica por relés. Cuando fallaba un relé, pasaba de todo: los pinos y las bolas terminaban en lugares equivocados, o algún usuario hacía rodar una bola dentro del barredor. Los pinsetters eran verdaderas máquinas de Rube Goldberg, y probablemente influyeron en que yo terminara siendo ingeniero.
  Incluso en los años 80 hubo varias oportunidades de comprar bowlings de pueblos chicos, pero la economía no cerraba. La mayor parte de la ganancia operativa venía de la venta de alcohol, y eso es un negocio completamente distinto. Últimamente veo mucho contenido sobre bowling; ojalá eso se traduzca en un verdadero renacimiento

  • No sé si ya se puede hablar de renacimiento, pero el interés está creciendo. El documental de HBO Born to Bowl, producido por Ben Stiller, también fue muy interesante: https://en.wikipedia.org/wiki/Born_to_Bowl

• Esto vuelve a confirmar la idea de que hay muchas oportunidades para modernizar sistemas antiguos con tecnología embebida de bajo costo.
  Alrededor de 2019 conocí a un ingeniero que modernizaba máquinas-herramienta antiguas, como tornos grandes y cepilladoras, con controladores de movimiento modernos. Adaptarlas al nuevo controlador requería trabajos caros, incluso tocar los motores de los ejes, pero si se convertían las señales analógicas de posición existentes para que las leyera un controlador moderno, quedaba casi plug and play.
  Hice el primer convertidor con menos de 50 dólares en componentes y menos de 50 horas de desarrollo. Busqué más oportunidades parecidas, pero la mayoría eran casos únicos, así que si uno no estaba ya fabricando un producto similar, no valía mucho la pena por el tiempo invertido

  • Un amigo sin experiencia en programación automatizó una vieja línea de producción de mantequilla de maní y muesli. Con ultrasonido medía el nivel de mantequilla de maní y conectó las máquinas para medir la temperatura de tostado, la velocidad de rotación y otros parámetros.
    No había ningún control de versiones y la forma de implementación era sorprendente, pero la seguridad y el rendimiento mejoraron mucho; fue impresionante

• Quiero agregar LED y control de iluminación DMX para que las tiras LED acompañen la bola cuando baja por la pista o sube por el retorno. También planeo ejecutar un show de láseres con un controlador DMX.
  A largo plazo quiero crear un bowling sin personal, donde los clientes paguen sin contacto frente a la pista y empiecen a jugar de inmediato. Hay muchísimo por probar, y eso me entusiasma

  • Hay que apilar pistas una encima de otra para crear pistas artesanales de dos pisos, e impedir que la gente frote bolas sobre esas pistas valiosas. Si además sumas show de láseres y licencia para vender alcohol, queda completo el Bowling Alley Wine Mixer
  • Si sincronizas los destellos de luz con la rotación de la bola, puedes hacer que parezca detenida o girando al revés. También podrías visualizar rotaciones laterales y otras cosas para ayudar al aprendizaje; si marcas puntos o franjas en la bola, podría ser más fácil leer la rotación
  • El pago sin contacto parece más útil para lograr que paguen una partida más que para atraer visitantes nuevos. Los principiantes igual tienen que pasar a buscar zapatos, y también hace falta indicar que una pista reservada para las 7 no se asigne a las 6:30
  • Es un proyecto excelente: profundiza en una tecnología divertida y además otras personas pueden disfrutar el resultado. Gracias a esto me puse a buscar bowlings en venta
  • Puedo ayudar con mi experiencia en DMX y DJ acumulada en la época de la cartelería digital

• Ahora lo único que falta es conseguir una versión noventera de LightWave y crear más animaciones extrañas de strike

• Juego en pistas antiguas y la única estadística aparte del puntaje es la velocidad de la bola, y aun eso funciona bien solo en más o menos la mitad de las pistas. No creo que el bowling vaya a instalar un aparato hecho a medida, pero me interesa mucho el proceso de construcción.
  Si publicas un blog, fotos o detalles de implementación, me encantaría leer más. Espero que al nuevo negocio le vaya bien, desde arreglar el techo hasta atraer clientes

  • Si le pones franjas estratégicas a la bola, también podrías obtener estadísticas interesantes como la velocidad angular. Incluso se podría ir más allá e integrar en cada bola un microchip con acelerómetro y giroscopio

• Hace falta una URL que pueda enviarle a otra persona. Quiero mostrársela a un conocido exjugador profesional que duda en comprar y modernizar un bowling por este mismo problema.
  La sociedad necesita con urgencia terceros espacios, y los bowlings encajan muy bien con eso

  • El proceso de un ingeniero que compra un bowling viejo y resuelve los problemas con ingenio es exactamente el contenido que internet necesita, así que sería bueno que empezara un Substack

• En Needham Bowlaway, una bolera de candlepin en la zona de Boston, hicieron algo parecido. Fuera de New England poca gente sabe cómo se calcula el puntaje, así que el dueño creó un sistema de puntuación automática y funciona bastante bien.
  Parece un enfoque básico en Java: si cierto píxel de la pantalla es blanco, hay un pino; si no, no lo hay. Cada vez que voy, también está desarrollando videojuegos. Puede que la intersección entre operadores de boleras e ingenieros de software sea más grande de lo que uno cree

• Me vino a la mente un artículo reciente de Texas Monthly sobre boleras de ninepin: https://www.texasmonthly.com/being-texan/ninepin-bowling-end.... Este tipo de modernización podría ayudar a atraer nuevos clientes.
  Cuando crecía en el centro de Texas, el bowling era una gran actividad familiar. Mi padre participaba en la liga local y en torneos pro-am, e incluso pensó en hacerse profesional, pero lo dejó por un cambio de trabajo; sus hijos también jugaban en ligas junior. En una época sin videojuegos, en el bowling jugábamos pinball y billar, y también vendían comida y bebidas, así que la familia podía pasar allí todo el día.
  El bowling es un deporte de habilidad fácil de aprender, pero que exige disciplina para dominarlo

• En la secundaria trabajé como mecánico de bowling manejando Brunswick A2, y ahí descubrí que el equipo de reemplazo era absurdamente caro.
  Cuando alguien derramó café sobre el teclado que controlaba el sistema de puntuación, reemplazarlo costaba unos 400 dólares. El “teclado especial” propietario que recibimos por ese precio era simplemente un teclado con el cable cambiado por un conector telefónico