Testeur de périphérique automatique avec Arduino : 9 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Cela peut ne pas ressembler à grand-chose, mais c'est probablement la chose la plus utile que j'ai jamais faite avec un Arduino. Il s'agit d'un testeur automatique pour le produit que je vends appelé Power Blough-R. Non seulement cela me fait gagner du temps (il m'a actuellement fait gagner au moins 4 heures, et cela continue), mais cela me donne également une confiance beaucoup plus forte que le produit est 100% fonctionnel avant l'expédition.

Le Power Blough-R, prononcé "Power Blocker" (c'est un jeu sur mon nom qui est étonnamment prononcé "lock" !), est destiné à résoudre le problème de puissance de backfeed que vous pouvez souvent rencontrer lors de l'utilisation d'octoprint avec une imprimante 3D.

Pour utiliser le testeur, il vous suffit de placer un Power Blough-R dans les en-têtes USB et d'appuyer sur le bouton de réinitialisation de l'Arduino Nano. Le testeur effectuera une série de tests et indiquera si l'appareil a réussi ou échoué aux tests à l'aide de la LED intégrée du Nano (fixe pour réussite, clignotant pour échec).

Lorsque vous avez beaucoup de choses à faire, trouver des moyens de réduire le temps par unité peut avoir un impact énorme, l'utilisation de ce testeur a réduit le temps qu'il m'a fallu pour tester une unité d'environ 30 secondes à 5 secondes. Alors que 25 secondes ne semblent pas beaucoup, quand vous avez des centaines de ces choses à faire, ça s'additionne !

Je pense que la chose la plus impressionnante que je puisse dire à ce sujet est qu'avec cet outil, il me faut moins de temps pour tester le Power Blough-R deux fois qu'il ne le fait pour ouvrir le sac antistatique dans lequel il est expédié !

Vous n'aurez probablement pas besoin de construire cet appareil exact, mais j'espère que certains de ce que je fais pourraient vous être utiles.

Étape 1: Regardez la vidéo

La plupart de ce que je couvre dans cet article est disponible dans cette vidéo, alors regardez-la si les vidéos sont votre truc !

Étape 2: Le Power Bluough-R

Alors, qu'est-ce que le Power Blough-R et que fait-il ?

Si vous avez déjà utilisé Octoprint avec votre imprimante 3D, il y a souvent un problème où l'écran de votre imprimante est maintenu allumé par l'alimentation USB du raspberry pi, même lorsque l'imprimante est éteinte. Bien que ce ne soit pas la fin du monde, cela peut devenir assez ennuyeux, surtout dans une pièce sombre.

Le Power Blough-R est un simple PCB avec un connecteur USB mâle et un connecteur USB femelle, mais il ne connecte pas la ligne 5V.

Il existe d'autres méthodes pour résoudre ce problème, certaines personnes coupent la ligne 5V de leur câble USB ou mettent du ruban adhésif sur le connecteur 5V, mais je voulais trouver un moyen simple et robuste pour obtenir le même résultat, sans nuire à personne. Câbles USB !

Si vous êtes intéressé par le Power BLough-R, ils sont disponibles à l'achat:

• Sur ma boutique Tindie (Kit ou Assemblé)
• TH3dstudio.com (assemblé)

(Tout comme BTW, ce message n'est pas sponsorisé et je n'ai aucune implication avec TH3D autre que la fourniture des Power Blough-R. Je n'ai rien reçu de plus pour inclure des liens vers TH3D ou un article/une vidéo a-t-il déjà été discuté dans le cadre de l'accord initial)

Étape 3: Contexte: la grande commande

J'ai vendu les Power Blough-R dans ma boutique Tindie, principalement en kits. Mais pour ceux que j'ai vendus assemblés, je les testerais avec un multimètre. In testerait une bonne connexion entre l'entrée et la sortie de Ground, D- et D+ et que 5V n'était pas connecté et testait les ponts.

Cela prenait environ 30 secondes et était très susceptible de me faire faire des erreurs si je ne faisais pas très attention. Mais pour la quantité de pièces assemblées que je vendais, ce n'était pas un engagement de temps énorme.

Mais j'ai posté une photo du Power Blough-R sur le sous-reddit d'impression 3D, et Tim de TH3DStudio.com m'a contacté pour me demander comment en commander pour le stocker dans son magasin à titre d'essai. J'ai dit bien sûr et j'ai demandé combien il en recherchait. Je m'attendais à ce qu'il dise 10 ou 20, mais il a dit commençons par 100….

Il me serait presque impossible de tester en toute confiance 100 appareils avec le multimètre, alors je savais que je devais faire quelque chose à ce sujet !

Étape 4: Matériel

J'ai opté pour la manière la plus simple de l'assembler car j'étais un peu pressé par le temps ! C'était aussi une construction vraiment bon marché (moins de ~ 5 $ pour tout).

• Arduino Nano (Celui-ci a un micro USB, mais n'importe lequel fera l'affaire)*
• Déploiement de borne à vis nano*
• Sortie USB mâle*
• Sortie USB femelle*
• Quelques fils

Il n'y a pas vraiment grand-chose à l'assemblage de cela. Soudez les broches de l'en-tête au nano si elles ne le sont pas déjà et insérez-les dans le bornier à vis.

5 fils doivent être soudés sur les dérivations USB mâle et femelle. Remarque pour le fil de blindage, le breakout femelle n'avait pas de plot pour cela donc je l'ai soudé sur le côté du connecteur. Ces fils peuvent être dénudés à l'autre extrémité et vissés dans les bornes à vis (assurez-vous de laisser un peu de jeu afin qu'il soit plus facile de brancher et de débrancher les appareils)

Pour le connecteur mâle j'ai utilisé les broches suivantes

• TERRE > 2
• J+ > 3
• J-> 4
• CVC > 5
• Bouclier > 10

Pour le connecteur femelle j'ai utilisé:

• TERRE > 6
• J+ > 7
• J-> 8
• VCC > 9
• Bouclier > 11

*lien d'affiliation

Étape 5: Logiciel

Tout d'abord, vous devrez télécharger l'IDE Arduino et le configurer si vous ne l'avez pas déjà.

Vous pouvez récupérer le croquis que j'ai utilisé sur mon Github et le télécharger sur le tableau. Une fois que c'est fait, vous êtes prêt à partir !

Au démarrage, l'esquisse passe par une suite de tests. Si tous les tests réussissent, la LED intégrée s'allumera. S'il y a des échecs, il fera clignoter la LED intégrée. L'appareil affichera également la raison de l'échec sur le moniteur série, mais je n'utilise pas réellement cette fonctionnalité.

L'esquisse passe par les tests suivants

Essai initial:

Cela permet de vérifier que les broches femelles lisent comme prévu tout en ignorant les broches mâles. Voir l'étape sur la logique à trois états pour plus d'informations sur celle-ci.

Essai principal:

Ce test vérifie que GND, D+, D- et Shield sont connectés alors que la ligne 5V est bloquée. Il s'agit de vérifier la fonctionnalité principale du Power Blough-R, où il passe par tout autre que la ligne 5V.

Test de pont:

Cela vérifie qu'aucune des broches n'est reliée ensemble. Il parcourt donc chaque broche, définit sa sortie, puis vérifie que toutes les autres broches ne sont pas affectées par cela.

Dans les prochaines étapes, je passerai en revue certaines des fonctionnalités/concepts utilisés dans les tests.

Étape 6: INPUT_PULLUP

C'est vraiment utile car il peut vous faire économiser une résistance supplémentaire (par broche) dans votre projet. Il est particulièrement utile lorsque vous utilisez des boutons.

Lorsqu'une broche est définie sur INPUT_PULLUP, elle connecte essentiellement la broche à VCC avec une résistance de 10k. Sans résistance pull-up (ou pull-down), l'état par défaut de la broche est considéré comme flottant et vous obtiendrez des valeurs incohérentes lorsque vous lisez la broche. Comme il s'agit d'une valeur assez élevée pour une résistance, l'état de la broche est facilement modifié en appliquant un niveau logique différent à la broche (par exemple, lorsque le bouton est enfoncé, il connecte la broche à la terre et la broche lira LOW.

J'ai défini le mode de broche des broches FEMELLE sur un INPUT_PULLUP afin d'avoir un point de référence sur ce que la broche devrait être (HIGH) tant qu'il n'y a pas de forces externes dessus. Tout au long des tests, les broches MALE ont été réglées sur LOW et lorsque ces deux doivent être connectées, nous nous attendons à ce que la broche FEMALE soit LOW.

Étape 7: Logique à trois états

Pour le test initial, je voulais vérifier le niveau logique des broches FEMELLE tout en ignorant fondamentalement les broches MALE.

Cela peut sembler un problème car les broches MALE devraient avoir un certain niveau logique qui aurait un impact, n'est-ce pas ?

En fait, les broches de la plupart des microcontrôleurs ont ce qu'on appelle la logique à trois états, ce qui signifie qu'elles ont 3 états dans lesquels elles peuvent être: HAUTE, BASSE et HAUTE IMPEDENCE

La HAUTE IMPEDENCE est obtenue en définissant la broche comme une ENTRÉE. C'est l'équivalent de mettre une résistance de 100 Mega OHM devant la broche, ce qui la déconnectera efficacement de notre circuit.

La logique à trois états est l'une des principales caractéristiques du Charlie-plexing, qui est une sorte de moyen magique d'adresser des LED individuelles en utilisant un nombre inférieur de broches. Regardez la vidéo ci-dessus si vous souhaitez en savoir plus sur Charlie-plexing.

Étape 8: Tester le testeur

Il s'agit en fait d'une étape très importante, car si vous ne testez pas que le testeur détecte des scénarios négatifs, vous pouvez être sûr que lorsque le test a réussi, l'appareil fonctionne comme prévu.

Si vous êtes familiarisé avec les tests unitaires dans le développement de logiciels, cela équivaut à créer des scénarios de tests négatifs.

Pour tester cela, j'ai créé quelques planches avec des erreurs:

• Soudé les en-têtes USB du mauvais côté de la carte. Les en-têtes USB s'adapteront bien, mais la ligne de masse ne sera pas connectée et la ligne 5V le sera. (malheureusement celui-ci n'a pas été créé exprès, ce qui prouve la nécessité du testeur !)
• Pont volontairement deux broches pour tester le code de test du pont.

Étape 9: Conclusion

Comme je l'ai mentionné au début de cet article, c'est probablement la chose la plus utile que j'ai construite avec un Arudino.

Depuis la commande initiale, Tim a commandé 200 autres Power BLough-R et bien que le gain de temps soit grandement apprécié, la confiance que cela donne que le produit est en parfait état de fonctionnement est la principale chose que j'apprécie.

En fait, pour l'ordre de 200, ma femme a essentiellement fait tous les tests. Elle a vraiment aimé la rapidité d'utilisation et la simplicité de l'indicateur de réussite/échec.

J'espère qu'il y a quelque chose d'utile à apprendre de ce guide, si vous avez des questions, n'hésitez pas à les poser ci-dessous !

Tous mes vœux, Brian

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