Automatyczny tester urządzeń z Arduino: 9 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:30

To może nie wyglądać na dużo, ale jest to prawdopodobnie najbardziej użyteczna rzecz, jaką kiedykolwiek zrobiłem z Arduino. Jest to automatyczny tester do sprzedawanego przeze mnie produktu o nazwie Power Blough-R. Nie tylko oszczędza mi to czasu (obecnie zaoszczędziło mi to co najmniej 4 godziny i liczę), ale także daje mi znacznie większą pewność, że produkt jest w 100% sprawny przed wysyłką.

Power Blough-R, wymawiane „Power Blocker” (to gra z moim imieniem, które jest zaskakująco wymawiane „lock”!), służy do rozwiązania problemu z zasilaniem wstecznym, którego często możesz doświadczać podczas korzystania z octoprint z drukarką 3D.

Aby użyć testera, wystarczy umieścić Power Blough-R w złączach USB i nacisnąć przycisk resetowania na Arduino Nano. Tester przeprowadzi zestaw testów i za pomocą wbudowanej diody LED Nano wskaże, czy urządzenie przeszło pomyślnie, czy nie.

Kiedy masz dużo czegoś do zrobienia, znalezienie sposobów na skrócenie czasu na jednostkę może mieć ogromny wpływ, użycie tego testera skróciło czas, jaki zajęło mi przetestowanie jednostki z około 30 sekund do 5 sekund. Chociaż 25 sekund nie brzmi zbyt dużo, kiedy masz setki tych rzeczy do zrobienia, sumuje się!

Myślę, że najbardziej imponującą rzeczą, jaką mogę o tym powiedzieć, jest to, że dzięki temu narzędziu dwukrotne przetestowanie Power Blough-R zajmuje mi mniej czasu niż po prostu otwarcie antystatycznej torby, w której jest dostarczany!

Prawdopodobnie nie będziesz musiał budować tego dokładnego urządzenia, ale mam nadzieję, że niektóre z tego, co robię, mogą ci się przydać.

Krok 1: Sprawdź wideo

Większość z tego, co opisuję w tym artykule, jest dostępna w tym filmie, więc sprawdź, czy filmy są Twoją rzeczą!

Krok 2: Power Blow-R

Czym więc jest Power Blough-R i co robi?

Jeśli kiedykolwiek używałeś Octoprint z drukarką 3D, często występuje problem polegający na tym, że ekran drukarki jest utrzymywany przez zasilanie USB z raspberry pi, nawet gdy zasilanie drukarki jest wyłączone. Chociaż to nie koniec świata, może to stać się dość irytujące, szczególnie w ciemnym pokoju.

Power Blough-R to po prostu prosta płytka drukowana z męskim i żeńskim złączem USB, ale nie łączy linii 5V.

Istnieją inne metody rozwiązania tego problemu, niektórzy ludzie przecinają linię 5 V swojego kabla USB lub nakładają taśmę na złącze 5 V, ale chciałem wymyślić prosty, solidny sposób na osiągnięcie tego samego wyniku, bez szkody dla żadnego Kable USB!

Jeśli jesteś zainteresowany Power BLough-R, możesz je kupić:

• W moim sklepie Tindie (zestaw lub zmontowany)
• TH3dstudio.com (zmontowany)

(Podobnie jak BTW, ten post nie jest sponsorowany i nie mam żadnego związku z TH3D poza dostawą Power Blough-R. Nie otrzymałem niczego dodatkowego za dołączenie linków do TH3D ani nie był to zapis/film kiedykolwiek omawiany w ramach oryginalnej umowy)

Krok 3: Tło: Wielki Porządek

Sprzedałem Power Blough-R w moim sklepie Tindie, głównie jako zestawy. Ale te, które sprzedałem zmontowane, testowałem za pomocą multimetru. Testowałby dobre połączenie między wejściem a wyjściem uziemienia, D- i D+ oraz czy 5 V nie było podłączone i testował mostki.

Zajęłoby to około 30 sekund i było bardzo podatne na popełnianie błędów, jeśli nie byłem bardzo ostrożny. Ale jak na ilość zmontowanych, które sprzedałem, nie było to ogromne zaangażowanie czasowe.

Ale umieściłem zdjęcie Power Blough-R na sub-reddicie druku 3D, a Tim z TH3DStudio.com skontaktował się ze mną z zapytaniem o zamówienie niektórych produktów w jego sklepie na próbę. Odpowiedziałem, że pewnie i zapytałem, ile szuka. Spodziewałem się, że powie 10 lub 20, ale powiedział, że zacznijmy od 100….

Byłoby prawie niemożliwe, abym pewnie przetestował 100 urządzeń za pomocą multimetru, więc wiedziałem, że muszę coś z tym zrobić!

Krok 4: Sprzęt

Poszedłem na absolutnie najprostszy sposób, w jaki mogłem to złożyć, ponieważ byłem trochę pod presją czasu! Była to również naprawdę tania konstrukcja (mniej niż 5 USD za wszystko).

• Arduino Nano (ten ma micro USB, ale każdy wystarczy)*
• Nano zacisk śrubowy Breakout*
• Męskie przerwanie USB*
• Wyjście USB żeńskie*
• Niektóre druty

Tak naprawdę nie ma zbyt wiele do złożenia tego. Przylutuj styki nagłówka do nano, jeśli jeszcze nie są, i wsuń do złącza zacisku śrubowego.

Do końcówek USB męskiego i żeńskiego należy przylutować 5 przewodów. Uwaga dla przewodu ekranu, żeńska końcówka nie miała podkładki do tego więc przylutowałem ją z boku złącza. Te przewody można zdjąć z drugiego końca i przykręcić do zacisków śrubowych (należy zostawić trochę luzu, aby ułatwić podłączanie i odłączanie urządzeń)

Do złącza męskiego użyłem następujących pinów

• Masa > 2
• D+ > 3
• D- > 4
• VCC > 5
• Tarcza > 10

Do złącza żeńskiego użyłem:

• Masa > 6
• D+ > 7
• D- > 8
• VCC > 9
• Tarcza > 11

*link partnerski

Krok 5: Oprogramowanie

Najpierw musisz pobrać Arduino IDE i skonfigurować je, jeśli jeszcze go nie masz.

Możesz pobrać szkic, którego użyłem, z mojego Github i przesłać go na tablicę. Kiedy to zrobisz, możesz już iść!

Podczas uruchamiania szkic przechodzi zestaw testów. Jeśli wszystkie testy zakończą się pomyślnie, włączy się wbudowana dioda LED. Jeśli wystąpią jakiekolwiek awarie, będzie migać wbudowana dioda LED. Urządzenie wyśle również przyczynę niepowodzenia do monitora szeregowego, ale w rzeczywistości nie używam tej funkcji.

Szkic przechodzi przez następujące testy

Test wstępny:

Ma to na celu sprawdzenie, czy żeńskie szpilki czytają zgodnie z oczekiwaniami, ignorując męskie szpilki. Zobacz krok dotyczący logiki trójstanowej, aby uzyskać więcej informacji na ten temat.

Test główny:

Ten test sprawdza, czy GND, D+, D- i Shield są podłączone, gdy linia 5V jest zablokowana. Ma to na celu sprawdzenie głównej funkcjonalności Power Blough-R, gdzie przechodzi przez wszystko poza linią 5V.

Test mostu:

Sprawdza to, czy żaden ze styków nie jest ze sobą zmostkowany. Przechodzi więc przez każdy pin, ustawiając swoje wyjście, a następnie sprawdza, czy nie ma to wpływu na wszystkie inne piny.

W kilku następnych krokach omówię niektóre funkcje/koncepcje używane w testowaniu.

Krok 6: INPUT_PULLUP

Jest to naprawdę przydatne, ponieważ pozwala zaoszczędzić dodatkowy rezystor (na pin) w twoim projekcie. Jest to szczególnie przydatne, gdy używasz przycisków.

Gdy pin jest ustawiony na INPUT_PULLUP, w zasadzie łączy pin z VCC za pomocą rezystora 10k. Bez rezystora pull-up (lub pull-down) domyślny stan pinu jest uważany za pływający i podczas odczytywania pinu otrzymasz niespójne wartości. Ponieważ jest to dosyć duża wartość jak na rezystor, stan pinu można łatwo zmienić, podając pinowi inny poziom logiczny (np. gdy przycisk jest wciśnięty, łączy pin z masą i pin odczytuje LOW.

Ustawiłem tryb pinów żeńskich pinów na INPUT_PULLUP, więc mam punkt odniesienia do tego, jaki pin powinien być (WYSOKI), o ile nie działają na niego siły zewnętrzne. W trakcie testów piny MĘSKIE były ustawione na LOW i kiedy te dwa powinny być połączone, spodziewalibyśmy się, że pin FEMALE będzie LOW.

Krok 7: Logika trójstanowa

Na potrzeby wstępnego testu chciałem sprawdzić poziom logiki pinów ŻEŃSKICH, ignorując w zasadzie piny MĘSKIE.

Może to wydawać się problemem, ponieważ piny MALE musiałyby mieć pewien poziom logiczny, który miałby wpływ, prawda?

Cóż, właściwie piny większości mikrokontrolerów mają tak zwaną logikę trójstanową, co oznacza, że mają 3 stany, w których mogą być: WYSOKA, NISKA i WYSOKA IMPEDENCJA

WYSOKĄ IMPEDENCJĘ osiąga się ustawiając pin jako WEJŚCIE. Jest to ekwiwalent postawienia przed pinem rezystora 100 megaomów, który skutecznie odłączy go od naszego obwodu.

Logika trójstanowa jest jedną z głównych funkcji Charlie-plexing, która jest rodzajem magicznego sposobu adresowania poszczególnych diod LED przy użyciu mniejszej liczby pinów. Obejrzyj powyższy film, jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o Charlie-pleksowaniu.

Krok 8: Testowanie testera

To naprawdę ważny krok, ponieważ jeśli nie sprawdzisz, czy tester wyłapuje negatywne scenariusze, możesz mieć pewność, że po pomyślnym zakończeniu testu urządzenie działa zgodnie z przeznaczeniem.

Jeśli znasz testy jednostkowe w tworzeniu oprogramowania, jest to odpowiednik tworzenia scenariuszy negatywnych testów.

Aby to przetestować, stworzyłem kilka tablic z błędami:

• Przylutowałem nagłówki USB po niewłaściwej stronie płyty. Nagłówki USB będą pasować dobrze, ale linia uziemienia nie zostanie podłączona, a linia 5 V będzie. (niestety ten nie został stworzony celowo, co świadczy o potrzebie testera!)
• Celowo zmostkowano dwa piny, aby przetestować kod testowania mostka.

Krok 9: Wniosek

Jak wspomniałem na początku tego tekstu, jest to prawdopodobnie najbardziej użyteczna rzecz, jaką zbudowałem z Arudino.

Od czasu pierwotnego zamówienia Tim zamówił kolejne 200 Power BLough-R i chociaż oszczędność czasu jest bardzo doceniana, to pewność, że produkt jest w idealnym stanie, jest główną rzeczą, z której się cieszę.

W rzeczywistości dla rzędu 200, moja żona w zasadzie wykonała wszystkie testy. Naprawdę podobało jej się, jak szybko się go używa i jak prosty jest wskaźnik pass/fail.

Mamy nadzieję, że z tego przewodnika można dowiedzieć się czegoś przydatnego, jeśli masz jakieś pytania, możesz je zadać poniżej!

Wszystkiego najlepszego, Brian

• Youtube
• Świergot
• Tindie