Автоматический тестер устройств с Arduino: 9 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Это может показаться не таким уж большим, но это, вероятно, самая полезная вещь, которую я когда-либо делал с Arduino. Это автоматический тестер продукта, который я продаю, под названием Power Blough-R. Это не только экономит мне время (в настоящее время это сэкономило мне по крайней мере 4 часа, и их количество продолжает расти), но также дает мне гораздо более сильную уверенность в том, что продукт на 100% функционален перед отправкой.

Power Blough-R, произносится как «Power Blocker» (это игра моего имени, которое на удивление произносится как «замок»!), Предназначен для решения проблемы с питанием от обратной подачи, с которой часто можно столкнуться при использовании октопринта с 3D-принтером.

Чтобы использовать тестер, просто вставьте Power Blough-R в разъемы USB и нажмите кнопку сброса на Arduino Nano. Тестер выполнит набор тестов и укажет, прошло ли устройство тесты или нет, с помощью встроенного светодиода Nano (горит непрерывно, мигает - нет).

Когда вам нужно много чего сделать, поиск способов сокращения времени на единицу может иметь огромное влияние, использование этого тестера сократило время, которое мне потребовалось для тестирования устройства, с примерно 30 секунд до 5 секунд. Хотя 25 секунд звучат не так уж и много, но когда у вас есть 100 таких вещей, они складываются!

Я думаю, что самое впечатляющее, что я могу сказать об этом, это то, что с этим инструментом мне требуется меньше времени на тестирование Power Blough-R в два раза, чем на то, чтобы просто открыть антистатический пакет, в котором он поставляется!

Возможно, вам не понадобится создавать именно это устройство, но, надеюсь, кое-что из того, что я делаю, может быть вам полезно.

Шаг 1. Посмотрите видео

Большая часть того, о чем я рассказываю в этой статье, доступно в этом видео, так что проверьте, нравятся ли вам видео!

Шаг 2: Power Blough-R

Так что же такое Power Blough-R и для чего он нужен?

Если вы когда-либо использовали Octoprint со своим 3D-принтером, часто возникает проблема, когда экран вашего принтера остается включенным из-за питания USB от raspberry pi, даже когда питание принтера выключено. Хотя это еще не конец света, это может сильно раздражать, особенно в темной комнате.

Power Blough-R - это простая печатная плата с разъемом USB Male и Female, но она не подключает линию 5V.

Есть и другие методы решения этой проблемы, некоторые люди перерезают линию 5 В на своем USB-кабеле или наклеивают ленту на разъем 5 В, но я хотел придумать простой и надежный способ достичь того же результата, не повредив никому. Кабели USB!

Если вас интересуют Power BLough-R, их можно купить:

• В моем магазине Tindie (в комплекте или в сборе)
• TH3dstudio.com (Собранный)

(Так же, как, кстати, этот пост не спонсируется, и я не участвую в TH3D, кроме поставки Power Blough-R. Я не получал ничего дополнительного за включение ссылок на TH3D it, или я когда-либо обсуждал рецензию / видео как часть первоначальной сделки)

Шаг 3: Предыстория: большой заказ

Я продавал Power Blough-R в моем магазине Tindie, в основном в виде комплектов. Но те, которые я продал в собранном виде, я бы тестировал с помощью мультиметра. Это будет проверка на хорошее соединение между входом и выходом земли, D- и D +, и что 5V не были подключены, и проверка мостов.

Это заняло бы около 30 секунд, и я был очень склонен к ошибкам, если бы я не был очень осторожен. Но для того количества собранных, которые я продавал, это не было огромными затратами времени.

Но я разместил изображение Power Blough-R в разделе 3D-печати reddit, и Тим из TH3DStudio.com связался со мной и спросил, чтобы заказать некоторые из них для пробного использования в его магазине. Я сказал: «Конечно» и спросил, кого он ищет. Я ожидал, что он скажет 10 или 20, но он сказал, давайте начнем со 100….

Для меня было почти невозможно уверенно протестировать 100 устройств с помощью мультиметра, поэтому я знал, что должен что-то с этим делать!

Шаг 4: Оборудование

Я выбрал самый простой способ собрать это, так как у меня было мало времени! Кроме того, это была действительно дешевая сборка (менее ~ 5 долларов за все).

• Arduino Nano (у этого есть микро-USB, но подойдет любой) *
• Прорыв нано-винтовой клеммы *
• Штекерный разъем USB *
• Женский разъем USB *
• Какой-то провод

Собирать это на самом деле не так уж и много. Припаяйте контакты заголовка к nano, если они еще не установлены, и вставьте их в отверстие для винтовой клеммы.

5 проводов следует припаять к штырям и розеткам USB. Обратите внимание на экранированный провод: у женского прорыва не было площадки для этого, поэтому я припаял ее к боковой стороне разъема. Эти провода можно зачистить на другом конце и вкрутить в винтовые клеммы (убедитесь, что есть слабина, чтобы было легче подключать и отключать устройства)

Для штекерного разъема я использовал следующие контакты

• GND> 2
• D +> 3
• D-> 4
• VCC> 5
• Щит> 10

В качестве розетки я использовал:

• GND> 6
• D +> 7
• D-> 8
• VCC> 9
• Щит> 11

* партнерская ссылка

Шаг 5: Программное обеспечение

Во-первых, вам нужно будет загрузить Arduino IDE и настроить ее, если у вас ее еще нет.

Вы можете взять набросок, который я использовал на моем Github, и загрузить его на доску. Как только это будет сделано, все готово!

При запуске скетч проходит ряд тестов. Если все тесты пройдены, встроенный светодиод загорится. При возникновении сбоев будет мигать встроенный светодиод. Устройство также выводит причину сбоя на монитор последовательного порта, но я фактически не использую эту функцию.

Скетч проходит следующие тесты

Начальный тест:

Это необходимо для проверки того, что женские контакты читаются должным образом, игнорируя мужские контакты. См. Шаг по логике с тремя состояниями для получения дополнительной информации об этом.

Основной тест:

Этот тест проверяет, что GND, D +, D- и экран подключены, а линия 5V заблокирована. Это необходимо для проверки основных функций Power Blough-R, где он проходит через все, кроме линии 5V.

Мостовой тест:

Это проверяет, что ни один из контактов не соединен перемычкой. Таким образом, он проходит через каждый вывод, настраивая его выход, а затем проверяет, что на все остальные выводы это не влияет.

В следующих нескольких шагах я рассмотрю некоторые функции / концепции, используемые при тестировании.

Шаг 6: INPUT_PULLUP

Это действительно полезный, поскольку он может сэкономить вам дополнительный резистор (на вывод) в вашем проекте. Это особенно полезно при использовании кнопок.

Когда вывод установлен на INPUT_PULLUP, он в основном подключает вывод к VCC с резистором 10 кОм. Без подтягивающего (или понижающего) резистора состояние вывода по умолчанию считается плавающим, и вы получите несогласованные значения при считывании вывода. Поскольку это довольно высокое значение для резистора, состояние вывода легко изменить, применив другой логический уровень к выводу (например, когда кнопка нажата, он соединяет вывод с землей, и вывод будет читать LOW.

Я установил режим вывода для выводов FEMALE как INPUT_PULLUP, чтобы у меня была точка отсчета того, каким должен быть вывод (ВЫСОКИЙ), если на него не действуют внешние силы. Во время тестов, контакты MALE были установлены на НИЗКОЕ, и когда эти два должны быть соединены, мы ожидаем, что контакт FEMALE будет НИЗКОМ.

Шаг 7: логика с тремя состояниями

Для первоначального теста я хотел проверить логический уровень контактов FEMALE, в основном игнорируя контакты MALE.

Это может показаться проблемой, потому что контакты MALE должны иметь некоторый логический уровень, который будет влиять, верно?

На самом деле контакты большинства микроконтроллеров имеют так называемую логику трех состояний, что означает, что они имеют 3 состояния, в которых они могут находиться: HIGH, LOW и HIGH-IMPEDENCE.

ВЫСОКОИМПЕДЕНТНОСТЬ достигается установкой вывода в качестве ВХОДА. Это эквивалентно установке резистора 100 МОм перед выводом, который эффективно отключит его от нашей схемы.

Логика с тремя состояниями - одна из основных функций Charlie-plexing, которая представляет собой своего рода волшебный способ адресации отдельных светодиодов с использованием меньшего количества контактов. Посмотрите видео выше, если вы хотите узнать больше о сплетении Чарли.

Шаг 8: Тестирование тестера

На самом деле это действительно важный шаг, потому что, если вы не проверяете, что тестер улавливает отрицательные сценарии, вы можете быть уверены, что, когда тест пройден, устройство работает должным образом.

Если вы знакомы с модульным тестированием в разработке программного обеспечения, это эквивалент создания сценариев отрицательного тестирования.

Чтобы проверить это, я создал пару досок с ошибками на них:

• Распаял разъемы USB с изнанки платы. Заголовки USB подходят, но линия заземления не будет подключена, а линия 5V будет. (к сожалению, этот не был создан специально, что доказывает необходимость тестера!)
• Намеренно соединены два контакта для проверки кода тестирования моста.

Шаг 9: Заключение

Как я уже упоминал в начале этой статьи, это, вероятно, самая полезная вещь, которую я создал с Arudino.

Поскольку в первоначальном заказе Тим заказал еще 200 Power BLough-R, и, хотя экономия времени очень ценится, главное, что мне от этого доставляет удовольствие, - это уверенность в том, что продукт находится в идеальном рабочем состоянии.

Фактически, для заказа 200 моя Жена в основном провела их все испытания. Ей очень понравилось, как быстро он использовался и как простой индикатор прошел / не прошел.

Надеюсь, из этого руководства можно почерпнуть что-то полезное. Если у вас есть какие-либо вопросы, не стесняйтесь задавать их ниже!

Всего наилучшего, Брайан

• YouTube
• Твиттер
• Тинди