แทนที่ระบบโบว์ลิ่งราคา 120,000 ดอลลาร์ด้วย ESP32 มูลค่า 1,600 ดอลลาร์

 (news.ycombinator.com)
3 คะแนน โดย GN⁺ 1 일 전 | 1 ความคิดเห็น | แชร์ทาง WhatsApp
  • การเปลี่ยนระบบให้คะแนนที่ติดตั้งในปี 2008 แบบยกชุดต้องใช้เงิน 80,000~120,000 ดอลลาร์ จึงพัฒนา OpenLaneLink ที่สร้างได้ด้วย ESP32 และชิ้นส่วนทั่วไปในราคาประมาณ 200 ดอลลาร์ต่อ 2 เลน
  • เหตุการณ์จากเซ็นเซอร์และคำสั่งควบคุมสื่อสารกันผ่าน ESPNow star topology mesh และใช้การเชื่อมต่อแบบมีสาย RS485 เป็นทางสำรองในสภาพแวดล้อมที่มีสัญญาณรบกวนไร้สายสูง
  • คอมพิวเตอร์ประจำเลน Raspberry Pi แปลงแพ็กเก็ตจากเกตเวย์ ESP32 เป็น Redis events แล้วเชื่อมต่อไปยัง UI และแอนิเมชันผ่าน state machine, WebSocket และโครงสร้าง publish/subscribe
  • ใช้ ชิ้นส่วนสำเร็จรูป อย่างรีเลย์, optocoupler และเซ็นเซอร์ IR beam break ทำให้อุปกรณ์ที่เสียเปลี่ยนได้ภายในราว 5 นาที และอุปกรณ์สำหรับ 2 เลนเปลี่ยนได้ภายใน 10 นาที
  • มีแผนเปิดซอร์สทั้งฮาร์ดแวร์ เฟิร์มแวร์ และซอฟต์แวร์ เพื่อลด vendor lock-in และค่าใช้จ่ายเพิ่มตามฟีเจอร์ พร้อมให้ผู้ดูแลควบคุม UI และข้อมูลได้เอง

เหตุผลที่ลงมือเปลี่ยนระบบราคาแพงด้วยตัวเอง

  • ซื้อ ลานโบว์ลิ่ง 8 เลน ที่ถูกทิ้งร้างในชนบทแถบมิดเวสต์ของสหรัฐฯ ร่วมกับครอบครัวในราคา 105,000 ดอลลาร์
    • มีปัญหาหลังคารั่วและไฟกระชากซ้ำ ๆ และอุปกรณ์โบว์ลิ่งอายุ 70 ปีก็ทำงานได้ไม่สมบูรณ์
    • ระบบให้คะแนนที่ติดตั้งในปี 2008 มีต้นทุนระดับหกหลักในเวลานั้น
  • ระบบเดิมทำหน้าที่คำนวณความเร็วและวิถีของลูกบอล, ตรวจจับพินด้วยกล้อง, ตัดสินฟาวล์, แสดงแอนิเมชัน, และควบคุมเครื่องจัดพินกับการส่งลูกกลับ
  • หากจะเปลี่ยนเป็นระบบระดับเดียวกันทั้งชุด ต้องใช้เงิน 80,000~120,000 ดอลลาร์ ตามฟีเจอร์ ผู้ขาย และอายุของอุปกรณ์ โดยยังไม่รวมสัญญาอัปเกรดและบริการ
    • แต่ละฟีเจอร์และการปรับแต่งมีค่าใช้จ่ายเพิ่มแยกต่างหาก
    • แค่ชิ้นส่วนทดแทนก็ต้องใช้ 4,000 ดอลลาร์ต่อ 2 เลน
  • งานหลักที่ระบบอิเล็กทรอนิกส์ต้องทำในเครื่องจักรอายุ 70 ปีคือสั่งงานรีเลย์เดี่ยว ส่วนที่เหลือเป็นกระบวนการเชิงกล
  • จึงมองว่าสามารถสร้างฟังก์ชันเดิมขึ้นเองได้ด้วย โอเพนฮาร์ดแวร์และคอมพิวเตอร์วิทัศน์, การสตรีมเหตุการณ์แบบเรียลไทม์ และโอเพนซอร์ส

โครงสร้างและวิธีการทำงานของ OpenLaneLink

  • ต้นทุนต้นแบบอยู่ที่ประมาณ 200 ดอลลาร์ ต่อ 2 เลน และแม้เป็นชุดระดับสูงก็อยู่ที่ราว 400 ดอลลาร์

  • ชั้นควบคุมที่ใช้ ESP32

    • แต่ละโหนดส่งเหตุการณ์จากเซ็นเซอร์และรับคำสั่งควบคุม
    • โหนดเกตเวย์ของ ESPNow star topology mesh เชื่อมต่อกับ Raspberry Pi ผ่าน UART
    • แพ็กเก็ตที่รับมาจะถูกส่งต่อไปยัง Redis และคำสั่งที่ต้องการจะถูกส่งกลับเข้าสู่เครือข่าย mesh
    • ในสภาพแวดล้อมที่มีสัญญาณรบกวน RF มาก RS485 จะทำงานเป็นการเชื่อมต่อสำรองแบบมีสาย

  • ชิ้นส่วนทั่วไปและเฟิร์มแวร์

    • ฮาร์ดแวร์ประกอบด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ทั่วไปที่เชื่อมต่อกับรีเลย์, optocoupler และเซ็นเซอร์ IR beam break โดยแต่ละอุปกรณ์รันเฟิร์มแวร์ตามบทบาทของตน
    • ส่วนที่ยากที่สุดในการพัฒนาคือ การเขียนเฟิร์มแวร์และโปรโตคอล
    • สามารถแฟลช ESP32 สำรองไว้ล่วงหน้าหรือเตรียมได้ทันที ทำให้ซ่อมได้ง่าย

  • ซอฟต์แวร์บนพื้นฐานเว็บเทคโนโลยี

    • ชั้นถัดจาก Redis ใช้เว็บเทคโนโลยีทั่วไป เช่น state machine, middleware, React, WebSocket และ publish/subscribe
    • นักพัฒนา React สามารถสร้าง UI และแอนิเมชันโบว์ลิ่งของตัวเองได้
    • ผู้ดูแลเป็นเจ้าของข้อมูลทั้งหมดและใส่ฟีเจอร์กับธีมที่ต้องการได้เอง
    • การซ่อมใช้เวลาราว 5 นาที และการเปลี่ยนอุปกรณ์สำหรับ 2 เลนใช้เวลาไม่เกิน 10 นาที
    • หากเป็นลานโบว์ลิ่งลักษณะใกล้เคียงกัน คาดว่าสามารถเริ่มใช้งานได้ตั้งแต่ต้นภายใน 1~2 ชั่วโมง
    • เมื่อ OpenLaneLink พร้อมแล้ว มีแผนจะเปิดซอร์สทั้งฮาร์ดแวร์ เฟิร์มแวร์ และซอฟต์แวร์
    • เป้าหมายคือหลีกเลี่ยง vendor lock-in ที่เกิดจากระบบปิด, การต้องพึ่งพาฝ่ายซัพพอร์ตแม้ปัญหาเล็กน้อย, และต้นทุนแบบ white-label ของอุปกรณ์เฉพาะทาง
    • ต้องการช่วยให้ลานโบว์ลิ่งขนาดเล็กดำเนินงานได้ด้วยระบบที่ราคาถูกและปรับแต่งได้อย่างอิสระ

บทความที่เกี่ยวข้อง

1 ความคิดเห็น

 
GN⁺ 1 일 전
ความคิดเห็นจาก Hacker News

  • ฉันซื้อเลนมินิโบว์ลิงอัตโนมัติแบบกลไกล้วนมาเครื่องหนึ่ง ซึ่งทำงานได้โดยไม่ต้องมี CPU ยกเว้นตัวแสดงคะแนนที่ใช้ Intel D8749H (MCS-48) จากยุค 1970
    ระบบเปิดเครื่องด้วยรีเลย์ตัวเดียว และสามารถเริ่มคำนวณคะแนนได้จากสถานะพินกับสัญญาณรับลูกบอล หลังดึงเฟิร์มแวร์ออกมาแล้ว ก็เปลี่ยน PCB สำหรับแสดงผลเป็น PCB ทำเองบนพื้นฐาน Arduino เพื่อรองรับโปรโตคอลแบบเปิดสมัยใหม่และ ScoreMore มีรูปและข้อมูลละเอียดที่ https://www.bowltech.com/forum/small-scale-bowling/small-sca... และติดต่อได้ทาง Discord ที่ @vik8

    • ฉันก็เคยดูการเชื่อมต่อกับ ScoreMore เหมือนกัน แต่พอเข้าไปฝั่งฮาร์ดแวร์แล้วพบว่าอุปกรณ์ตรวจจับฟาวล์ราคา 750 ดอลลาร์ต่อเลน แถมยังเป็นของเก่ามาก ก็ยอมรับได้ยาก
      ตั้งใจจะโพสต์ลง Bowltech เหมือนกัน แต่ยังมีความกังวลแบบมือใหม่ที่จะปล่อย OpenLaneLink ต่อสาธารณะ คนที่นั่นรู้เรื่องสายนี้ลึกจริง ๆ
    • เจ๋งมากจนฉันเองก็อยากเป็นคนที่สามของกลุ่มนี้ให้ได้สักทาง
    • สงสัยว่าทำไมรีเลย์ตัวเดียวถึงพิเศษ รถยนต์ก็สตาร์ตได้ด้วยโซลินอยด์ตัวเดียวเหมือนกัน

  • พ่อของฉันซ่อมเครื่องโบว์ลิงในหลายพื้นที่แถบมิดเวสต์ ฉันเลยใช้วัยเด็กอยู่หลังเครื่องจักร ตอนที่พ่อเข้าเวรซ่อมในคืนแข่งลีก ฉันก็มักจะตามไปด้วย
    ลานโบว์ลิง 16 เลนในแถวนั้นใช้เครื่อง AMF รุ่นเก่า และแชสซีของแต่ละเครื่องเป็นวงจรลอจิกแบบรีเลย์ทั้งหมด ถ้ารีเลย์เสีย ก็จะเกิดสารพัดปัญหา ทั้งพินกับลูกบอลไปผิดที่ หรือผู้เล่นโยนลูกเข้าเครื่องกวาดพิน พินเซ็ตเตอร์เป็นเครื่องสไตล์ Rube Goldberg ของแท้ และคงมีส่วนทำให้ฉันกลายมาเป็นวิศวกรด้วย
    แม้แต่ในยุค 1980 ก็เคยมีโอกาสซื้อกิจการลานโบว์ลิงในเมืองเล็กอยู่หลายครั้ง แต่ไม่ค่อยคุ้มทางเศรษฐกิจ เพราะกำไรจากการดำเนินงานส่วนใหญ่มาจากการขายเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ ซึ่งเป็นอีกธุรกิจไปเลย ช่วงนี้เห็นคอนเทนต์เกี่ยวกับโบว์ลิงบ่อยขึ้น หวังว่าจะนำไปสู่การกลับมาจริง ๆ

    • ยังไม่แน่ใจว่าจะเรียกว่าการกลับมาหรือเปล่า แต่ความสนใจเพิ่มขึ้นแน่นอน สารคดี HBO เรื่อง Born to Bowl ที่ Ben Stiller เป็นโปรดิวเซอร์ก็น่าสนใจมาก: https://en.wikipedia.org/wiki/Born_to_Bowl

  • ทำให้ฉันยิ่งมั่นใจว่ายังมีโอกาสอีกมากในการดัดแปลงระบบเก่าด้วยเทคโนโลยี embedded ต้นทุนต่ำ
    ราวปี 2019 ฉันได้เจอวิศวกรที่กำลังดัดแปลงเครื่องมือกลเก่าอย่างแท่นกลึงขนาดใหญ่กับเครื่องไสให้ใช้ตัวควบคุมการเคลื่อนที่สมัยใหม่ ปกติถ้าจะให้เข้ากับตัวควบคุมใหม่ก็ต้องไปยุ่งกับมอเตอร์แกนด้วย ซึ่งแพงมาก แต่ถ้าแปลงสัญญาณตำแหน่งแบบอะนาล็อกเดิมให้ตัวควบคุมสมัยใหม่อ่านได้ ก็แทบจะกลายเป็น plug-and-play
    ฉันทำตัวแปลงตัวแรกได้ด้วยค่าชิ้นส่วนไม่ถึง 50 ดอลลาร์และเวลาพัฒนาไม่เกิน 50 ชั่วโมง หลังจากนั้นก็เจอโอกาสคล้ายกันอีก แต่ส่วนใหญ่เป็นงานครั้งเดียว เลยไม่ค่อยคุ้มเวลาถ้าไม่ได้ทำผลิตภัณฑ์แนวนี้อยู่แล้ว

    • เพื่อนคนหนึ่งที่ไม่มีพื้นฐานเขียนโปรแกรมเลยทำระบบอัตโนมัติให้สายการผลิตเนยถั่วกับมูสลีเก่า เขาต่อเครื่องให้วัดระดับเนยถั่วด้วยอัลตราโซนิก และวัดอุณหภูมิการคั่วกับความเร็วรอบได้
      ไม่มีการทำ version control เลยแม้แต่น้อย และวิธีทำก็น่าทึ่งมาก แต่ทั้งความปลอดภัยและ throughput ดีขึ้นอย่างชัดเจนจนน่าประทับใจ

  • ฉันอยากเพิ่มไฟ LED และการควบคุมไฟ DMX ให้แถบ LED วิ่งตามลูกบอลตอนกลิ้งลงเลนหรือย้อนขึ้นเครื่องคืนลูก และวางแผนจะใช้ตัวควบคุม DMX ทำเลเซอร์โชว์ด้วย
    ระยะยาวอยากทำลานโบว์ลิงแบบไร้พนักงานที่ลูกค้าจ่ายแบบ contactless หน้าเลนแล้วเริ่มเกมได้เลย มีอะไรให้ลองทำอีกเยอะมากจนตื่นเต้น

    • ต้องซ้อนเลนขึ้นลงทำเลนสองชั้นแบบทำเอง แล้วกันไม่ให้คนเอาลูกบอลไปถูเลนสุดรักของคุณ พอเพิ่มเลเซอร์โชว์กับใบอนุญาตขายเหล้าเข้าไปก็จะได้ Bowling Alley Wine Mixer สมบูรณ์แบบ
    • ถ้าซิงก์การกะพริบของไฟกับการหมุนของลูกบอล ก็ทำให้ดูเหมือนลูกหยุดนิ่งหรือหมุนถอยหลังได้ ยังใช้แสดงภาพการหมุนด้านข้างและอย่างอื่นเพื่อช่วยในการเรียนรู้ได้ด้วย และถ้าทำจุดหรือแถบบนลูกบอลก็อาจอ่านค่าการหมุนได้ง่ายขึ้น
    • การจ่ายเงินแบบ contactless น่าจะมีประโยชน์มากกว่าในแง่การทำให้คนจ่ายเพิ่มอีกหนึ่งเกม มากกว่าการดึงลูกค้าใหม่ เพราะมือใหม่ยังไงก็ต้องมารับรองเท้าอยู่ดี และต้องมีวิธีบอกด้วยว่าเลนที่จองไว้ 1 ทุ่มจะไม่ถูกปล่อยให้ตอน 6 โมงครึ่ง
    • เป็นโปรเจกต์ที่ยอดเยี่ยม ได้เจาะเทคโนโลยีสนุก ๆ ลึก ๆ แล้วคนอื่นก็ยังสนุกกับผลลัพธ์ได้ด้วย ทำเอาฉันเริ่มไปหาประกาศขายลานโบว์ลิงเลย
    • ฉันช่วยได้จากประสบการณ์DMX และ DJ ที่สะสมมาจากยุค digital signage

  • ตอนนี้ก็เหลือแค่หา LightWave เวอร์ชันยุค 1990 มาใส่อนิเมชันสไตรก์ประหลาด ๆ เพิ่มเท่านั้น

  • ฉันเล่นโบว์ลิงในเลนเก่าแห่งหนึ่ง ซึ่งนอกจากคะแนนแล้วมีสถิติแค่ความเร็วลูกบอล และนั่นก็ยังทำงานถูกต้องแค่ประมาณครึ่งหนึ่งของเลน คงยากที่ลานโบว์ลิงจะยอมติดตั้งอุปกรณ์ทำเอง แต่ฉันสนใจกระบวนการสร้างมาก
    ถ้าคุณเปิดเผยบล็อก รูปภาพ หรือข้อมูลการทำงาน ฉันก็อยากอ่านต่อ ขอให้ธุรกิจใหม่ไปได้ดี ตั้งแต่ซ่อมหลังคาไปจนถึงหาลูกค้า

    • ถ้าใส่ลายทางบนลูกบอลอย่างมีกลยุทธ์ ก็อาจได้สถิติเท่ ๆ อย่างความเร็วเชิงมุมด้วย หรือไปไกลกว่านั้นโดยใส่ไมโครชิปที่มี accelerometer กับ gyroscope ลงในลูกบอลทุกลูกเลยก็ได้

  • อยากได้ URL ที่ส่งต่อให้คนอื่นได้ ฉันอยากเอาไปให้คนรู้จักที่เป็นอดีตนักกีฬาอาชีพดู เขากำลังลังเลจะซื้อและปรับปรุงลานโบว์ลิงเพราะปัญหาแบบเดียวกัน
    สังคมต้องการพื้นที่ที่สามอย่างมาก และลานโบว์ลิงก็เหมาะกับบทบาทนั้นมาก

    • เรื่องวิศวกรที่ซื้อลานโบว์ลิงเก่าแล้วแก้ปัญหาอย่างชาญฉลาดแบบนี้คือคอนเทนต์ที่อินเทอร์เน็ตต้องการพอดี น่าจะเริ่ม Substack ได้เลย

  • ที่ลานแคนเดิลพินโบว์ลิง Needham Bowlaway แถวบอสตันก็เคยทำอะไรคล้ายกัน นอก New England แทบไม่มีใครรู้วิธีนับคะแนนแบบนี้ เจ้าของเลยทำระบบคิดคะแนนอัตโนมัติเอง และมันทำงานได้ค่อนข้างดี
    ดูเหมือนเป็นวิธีพื้นฐานที่เขียนด้วย Java โดยเช็กว่าพิกเซลบางจุดบนหน้าจอเป็นสีขาวหรือไม่ ถ้าขาวก็ถือว่ายังมีพิน ไม่ขาวก็ไม่มี ทุกครั้งที่ไปเขาก็ยังพัฒนาเกมวิดีโออยู่ด้วย จุดตัดระหว่างคนทำลานโบว์ลิงกับวิศวกรซอฟต์แวร์อาจใหญ่กว่าที่คิด

  • ทำให้นึกถึงบทความของ Texas Monthly เกี่ยวกับลานโบว์ลิงไนน์พินเมื่อไม่นานมานี้ https://www.texasmonthly.com/being-texan/ninepin-bowling-end... การปรับให้ทันสมัยแบบนี้อาจช่วยดึงลูกค้าใหม่ได้
    ตอนฉันโตมาในตอนกลางของ Texas โบว์ลิงเป็นกิจกรรมครอบครัวใหญ่ พ่อเข้าร่วมทั้งลีกท้องถิ่นและรายการ pro-am และเคยคิดจะเทิร์นโปร แต่เลิกไปเพราะเปลี่ยนงาน ส่วนลูก ๆ ก็เล่นในลีกเยาวชน ในยุคก่อนวิดีโอเกม เราไปเล่นพินบอลกับพูลที่ลานโบว์ลิง และที่นั่นก็ขายอาหารกับเครื่องดื่มด้วย ทำให้ทั้งครอบครัวอยู่ได้ทั้งวัน
    โบว์ลิงเป็นกีฬาที่ใช้ทักษะซึ่งเรียนรู้ได้ง่าย แต่จะชำนาญต้องมีวินัย

  • ตอนมัธยมฉันเคยทำงานเป็นช่างดูแลลานโบว์ลิงที่ใช้ Brunswick A2 และได้รู้ว่าอุปกรณ์ทดแทนแพงเกินเหตุ
    ครั้งหนึ่งมีคนทำกาแฟหกใส่คีย์บอร์ดควบคุมระบบคิดคะแนน ค่าเปลี่ยนอยู่ที่ประมาณ 400 ดอลลาร์ และคีย์บอร์ดเฉพาะทางสุดพิเศษที่ได้ในราคานั้น ก็คือคีย์บอร์ดธรรมดาที่เปลี่ยนสายเป็นปลั๊กโทรศัพท์เท่านั้น