Automatischer Gerätetester mit Arduino

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Über dieses Projekt

Das sieht vielleicht nicht nach viel aus, aber das ist wahrscheinlich das Nützlichste, was ich je mit einem Arduino gemacht habe. Es ist ein automatischer Tester für das von mir verkaufte Produkt namens Power Blough-R. Es spart mir nicht nur Zeit (es hat mir derzeit mindestens 4 Stunden gespart, Tendenz steigend), sondern es gibt mir auch ein viel stärkeres Vertrauen, dass das Produkt vor dem Versand zu 100% funktionsfähig ist.

Der Power Blough-R, ausgesprochen "Power Blocker" (es ist ein Spiel mit meinem Namen, der überraschend "lock" ausgesprochen wird!)

Um den Tester zu verwenden, stecken Sie einfach einen Power Blough-R in die USB-Header und drücken die Reset-Taste am Arduino Nano. Der Tester durchläuft eine Reihe von Tests und zeigt anhand der integrierten LED des Nano an, ob das Gerät die Tests bestanden oder nicht bestanden hat (leuchtet für bestanden, blinkt für fehlgeschlagen).

Wenn Sie viel zu tun haben, kann die Suche nach Möglichkeiten zur Reduzierung der Zeit pro Einheit einen großen Einfluss haben. Mit diesem Tester konnte ich die Zeit, die ich zum Testen einer Einheit benötigte, von ungefähr 30 Sekunden auf 5 Sekunden reduzieren. Auch wenn 25 Sekunden nicht viel klingen, wenn Sie 100 dieser Dinge zu tun haben, summiert sich das!

Ich denke, das Beeindruckendste, was ich dazu sagen kann, ist, dass ich mit diesem Tool weniger Zeit brauche, um den Power Blough-R zweimal zu testen, als zum nur Öffnen die antistatische Tasche, in der es geliefert wird!

Du wirst wahrscheinlich nicht genau dieses Gerät bauen müssen, aber hoffentlich ist einiges von dem, was ich tue, für dich nützlich.

Schau dir das Video an!

Das meiste von dem, was ich in diesem Artikel beschreibe, ist in diesem Video verfügbar, also schau es dir an, ob Videos dein Ding sind!

Der Power Blough-R

Was ist der Power Blough-R und was macht er?

Wenn Sie Octoprint jemals mit Ihrem 3D-Drucker verwendet haben, gibt es oft ein Problem, bei dem der Bildschirm Ihres Druckers durch die USB-Stromversorgung des Himbeer-Pi eingeschaltet bleibt, selbst wenn der Drucker ausgeschaltet ist. Dies ist zwar nicht das Ende der Welt, kann aber besonders in einem dunklen Raum ziemlich nervig werden.

Der Power Blough-R ist eine einfache Platine mit einem USB-Stecker und einer USB-Buchse, aber er verbindet nicht die 5V-Leitung.

Es gibt andere Methoden zur Lösung dieses Problems, einige Leute schneiden die 5V-Leitung ihres USB-Kabels ab oder kleben etwas Klebeband über den 5V-Anschluss, aber ich wollte einen einfachen, robusten Weg finden, um das gleiche Ergebnis zu erzielen, ohne jemanden zu beschädigen USB-Kabel!

Wenn Sie sich für die Power BLough-R interessieren, können Sie diese kaufen:

• In meinem Tindie Store (Bausatz oder montiert)
• TH3dstudio.com (zusammengebaut)

(Genau wie übrigens, dieser Beitrag wird nicht gesponsert und ich habe nichts mit TH3D zu tun, außer der Lieferung der Power Blough-Rs. Ich habe nichts extra für das Einfügen von Links zu TH3D erhalten oder wurde jemals über einen Artikel/Video diskutiert als Teil des ursprünglichen Deals)

Hintergrund:Die große Ordnung

Ich habe die Power Blough-Rs in meinem Tindie-Laden verkauft, hauptsächlich als Bausätze. Aber die, die ich zusammengebaut verkauft habe, würde ich mit dem Multimeter testen. In würde auf eine gute Verbindung zwischen dem Eingang und dem Ausgang von Ground, D- und D+ testen und dass 5V nicht angeschlossen waren und auf Brücken getestet werden.

Dies dauerte ungefähr 30 Sekunden oder so und war sehr anfällig dafür, dass ich Fehler machte, wenn ich nicht sehr vorsichtig war. Aber für die Menge der zusammengebauten, die ich verkaufte, war das kein großer Zeitaufwand.

Aber ich habe ein Bild des Power Blough-R auf dem 3D-Druck-Sub-Reddit gepostet, und Tim von TH3DStudio.com kontaktierte mich und erkundigte sich nach einer Probebestellung in seinem Geschäft. Ich sagte sicher und fragte, nach wie vielen er suche. Ich habe erwartet, dass er 10 oder 20 sagt, aber er sagte, fangen wir mit 100 an...

Es wäre mir fast unmöglich, 100 Geräte souverän mit dem Multimeter zu testen, also wusste ich, dass ich etwas dagegen tun musste!

Hardware

Ich habe mich für den absolut einfachsten Weg entschieden, dies zusammenzubauen, da ich ein wenig unter Zeitdruck stand! Es war auch ein wirklich billiger Build (weniger als ~ 5 $ für alles).

• Arduino Nano (Dieser hat einen Micro-USB, aber jeder reicht)*
• Nano-Schraubklemmen-Breakout*
• Männlicher USB-Breakout*
• Weiblicher USB-Breakout*
• Ein bisschen Draht

Bei der Montage ist nicht viel dabei. Löten Sie die Header-Pins an den Nano, falls dies noch nicht geschehen ist, und stecken Sie sie in die Schraubklemmen-Ausbrechung.

5 Drähte sollten auf die männlichen und weiblichen USB-Breakouts gelötet werden. Beachten Sie für den Schirmdraht, dass der weibliche Breakout dafür kein Pad hatte, also habe ich es an der Seite des Steckers angelötet. Diese Drähte können am anderen Ende abisoliert und in die Schraubklemmen eingeschraubt werden (Achten Sie darauf, etwas Spiel zu lassen, damit die Geräte einfacher ein- und ausgesteckt werden können)

Für den Stecker habe ich die folgenden Pins verwendet

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

Für die Buchse habe ich verwendet:

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

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Software

Zuerst müssen Sie die Arduino IDE herunterladen und einrichten, wenn Sie sie noch nicht haben.

Sie können die Skizze, die ich von meinem Github verwendet habe, abrufen und auf das Board hochladen. Sobald das erledigt ist, kann es losgehen!

Beim Start durchläuft die Skizze eine Reihe von Tests. Wenn alle Tests erfolgreich sind, wird die integrierte LED eingeschaltet. Bei Fehlern blinkt die eingebaute LED. Das Gerät gibt auch den Fehlergrund an den seriellen Monitor aus, aber ich nutze diese Funktion nicht wirklich.

Die Skizze durchläuft die folgenden Tests

Ersttest:

Dies dient dazu, zu überprüfen, ob die weiblichen Stifte wie erwartet gelesen werden, während die männlichen Stifte ignoriert werden. Weitere Informationen hierzu finden Sie im Schritt zur Tri-State-Logik.

Haupttest:

Dieser Test überprüft, ob GND, D+, D- und Shield verbunden sind, während die 5V-Leitung blockiert ist. Dies dient dazu, die Hauptfunktionalität des Power Blough-R zu überprüfen, wo er alles andere als die 5-V-Leitung durchläuft.

Brückentest:

Dadurch wird überprüft, dass keiner der Pins miteinander überbrückt ist. Es geht also durch jeden Pin, setzt seinen Ausgang und prüft dann, ob alle anderen Pins davon nicht betroffen sind.

Im Folgenden gehe ich auf einige der beim Testen verwendeten Funktionen/Konzepte ein.

INPUT_PULLUP

Dies ist ein wirklich nützliches Verfahren, bei dem Sie einen zusätzlichen Widerstand (pro Pin) in Ihrem Projekt sparen können. Es ist besonders nützlich, wenn Sie Tasten verwenden.

Wenn ein Pin auf INPUT_PULLUP eingestellt ist, verbindet er den Pin im Grunde mit einem 10k-Widerstand mit VCC. Ohne Pull-Up- (oder Pull-Down-)Widerstand wird der Standardzustand des Pins als schwebend betrachtet und Sie erhalten beim Lesen des Pins inkonsistente Werte. Da es sich um einen ziemlich hohen Wert für einen Widerstand handelt, kann der Zustand des Pins leicht geändert werden, indem ein anderer Logikpegel an den Pin angelegt wird (z.

Ich habe den Pin-Modus der FEMALE-Pins auf INPUT_PULLUP eingestellt, damit ich einen Referenzpunkt dafür habe, was der Pin sein sollte (HIGH), solange keine externen Kräfte darauf wirken. Während der Tests waren die MALE-Pins auf LOW gesetzt und wenn diese beiden verbunden werden sollten, würden wir erwarten, dass der FEMALE-Pin LOW ist.

Tri-State-Logik

Für den ersten Test wollte ich den Logikpegel der FEMALE-Pins überprüfen, während ich die MALE-Pins im Grunde ignorierte.

Dies mag wie ein Problem erscheinen, da die MALE-Pins einen logischen Pegel haben müssten, der sich auswirken würde, oder?

Nun, tatsächlich haben die Pins der meisten Mikrocontroller eine sogenannte Tri-State-Logik, was bedeutet, dass sie 3 Zustände haben können, in denen sie sich befinden können:HIGH, LOW und HIGH-IMPEDENCE

HIGH-IMPEDENCE wird erreicht, indem der Pin als EINGANG festgelegt wird. Es entspricht einem 100-Mega-Ohm-Widerstand vor dem Pin, der ihn effektiv von unserem Stromkreis trennt.

Tri-State-Logik ist eines der Hauptmerkmale von Charlie-Plexing, einer Art magischer Art, einzelne LEDs mit einer geringeren Anzahl von Pins anzusprechen. Schauen Sie sich das folgende Video an, wenn Sie mehr über Charlie-Plexing erfahren möchten.

Testen des Testers

Dies ist tatsächlich ein wirklich wichtiger Schritt, denn wenn Sie nicht testen, ob der Tester negative Szenarien erkennt, können Sie sicher sein, dass das Gerät nach bestandenem Test wie vorgesehen funktioniert.

Wenn Sie mit Unit-Tests in der Softwareentwicklung vertraut sind, entspricht dies dem Erstellen von negativen Testszenarien.

Um dies zu testen, habe ich ein paar Boards mit Fehlern erstellt:

• Die USB-Header auf der falschen Seite der Platine gelötet. Die USB-Header passen gut, aber die Masseleitung wird nicht angeschlossen und die 5V-Leitung wird. (dieser wurde leider nicht mit Absicht erstellt, was die Notwendigkeit für den Tester beweist!)
• Zwei Pins absichtlich gebrückt, um den Brückentestcode zu testen.

Fazit

Wie ich zu Beginn dieses Artikels erwähnt habe, ist dies wahrscheinlich das Nützlichste, was ich mit einem Arduino gebaut habe.

Seit der ursprünglichen Bestellung bestellte Tim weitere 200 Power BLough-Rs und obwohl die Zeitersparnis sehr geschätzt wird, ist das Vertrauen, das es gibt, dass das Produkt in einwandfreiem Zustand ist, das Wichtigste, was ich daran genieße.

Tatsächlich hat meine Frau für die Größenordnung von 200 im Grunde alle Tests durchgeführt. Sie mochte es sehr, wie schnell es zu bedienen war und wie einfach die Pass/Fail-Anzeige war.

Hoffentlich gibt es etwas Nützliches aus diesem Leitfaden zu lernen. Wenn Sie Fragen haben, können Sie diese gerne unten stellen!

Alles Gute,

Brian

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Code

Github