Probador automático de dispositivos con Arduino

Acerca de este proyecto

Puede que esto no parezca mucho, pero es probablemente lo más útil que he hecho con un Arduino. Es un probador automático para el producto que vendo llamado Power Blough-R. No solo me ahorra tiempo (actualmente me ha ahorrado al menos 4 horas y contando), sino que también me da una confianza mucho más fuerte de que el producto es 100% funcional antes de su envío.

El Power Blough-R, pronunciado "Power Blocker" (¡es un juego de mi nombre que sorprendentemente se pronuncia "lock"!), Es para resolver el problema de energía de retroalimentación que a menudo puede experimentar al usar octoprint con una impresora 3D.

Para usar el probador, simplemente coloque un Power Blough-R en los encabezados USB y presione el botón de reinicio en el Arduino Nano. El probador ejecutará un conjunto de pruebas e indicará si el dispositivo pasó o falló las pruebas utilizando el LED integrado del Nano (fijo para aprobado, parpadeante para fallado).

Cuando tienes mucho que hacer, encontrar formas de reducir el tiempo por unidad puede tener un impacto enorme, el uso de este probador redujo el tiempo que me tomó probar una unidad de aproximadamente 30 segundos a 5 segundos. Si bien 25 segundos no parece mucho, ¡cuando tienes cientos de estas cosas para hacer, se acumulan!

Creo que lo más impresionante que puedo decir al respecto es que con esta herramienta me lleva menos tiempo probar el Power Blough-R dos veces que simplemente abrirlo ¡la bolsa antiestática en la que se envía!

Probablemente no necesite construir este dispositivo exacto, pero espero que algo de lo que estoy haciendo pueda serle útil.

¡Mira el video!

La mayor parte de lo que cubro en este artículo está disponible en este video, ¡así que échale un vistazo si los videos son lo tuyo!

El Power Blough-R

Entonces, ¿qué es el Power Blough-R y qué hace?

Si alguna vez usó Octoprint con su impresora 3D, a menudo hay un problema en el que la pantalla de la impresora se mantiene encendida por la alimentación USB de la raspberry pi, incluso cuando la impresora está apagada. Si bien este no es el fin del mundo, puede resultar bastante molesto, especialmente en una habitación oscura.

El Power Blough-R es un PCB simple con un conector USB macho y uno hembra, pero no conecta la línea de 5V.

Hay otros métodos para resolver este problema, algunas personas cortan la línea de 5V de su cable USB o colocan un poco de cinta sobre el conector de 5V, pero yo quería encontrar una forma simple y robusta de lograr el mismo resultado, sin dañar a nadie. ¡Cables USB!

Si está interesado en Power BLough-R, están disponibles para comprar:

• En mi tienda Tindie (kit o ensamblado)
• TH3dstudio.com (ensamblado)

(Al igual que por cierto, esta publicación no está patrocinada y no estoy involucrado con TH3D más que el suministro de Power Blough-Rs. No he recibido nada adicional por incluir enlaces a TH3D o fue un artículo / video que alguna vez se discutió como parte del trato original)

Antecedentes:el gran orden

Vendí los Power Blough-R en mi tienda Tindie, principalmente como kits. Pero para los que vendí ensamblados, los probaría con un multímetro. En probaría una buena conexión entre la entrada y la salida de Tierra, D- y D + y que 5V no estaba conectado y probando puentes.

Esto me llevaría unos 30 segundos más o menos y era muy propenso a cometer errores si no tenía mucho cuidado. Pero por la cantidad de ensamblados que estaba vendiendo, no fue un gran compromiso de tiempo.

Pero publiqué una foto del Power Blough-R en el sub reddit de impresión 3D, y Tim de TH3DStudio.com se puso en contacto conmigo para preguntarme sobre cómo ordenar algunos para almacenar en su tienda como prueba. Le dije que sí y le pregunté cuántos estaba buscando. Esperaba que dijera 10 o 20, pero dijo que empecemos con 100 ...

Sería casi imposible para mí probar con seguridad 100 dispositivos con el multímetro, ¡así que sabía que tenía que hacer algo al respecto!

Hardware

¡Opté por la forma más sencilla de montar esto ya que estaba un poco presionado por el tiempo! También fue una construcción realmente barata (menos de ~ $ 5 por todo).

• Arduino Nano (este tiene un micro USB, pero cualquiera servirá) *
• Rotura de terminal de nano tornillo *
• Conexión USB macho *
• Salida USB hembra *
• Algunos cables

Realmente no hay mucho en el montaje de esto. Suelde las clavijas del cabezal al nano si aún no lo están y colóquelas en la salida del terminal de tornillo.

Se deben soldar 5 cables a las conexiones USB macho y hembra. Tenga en cuenta que para el cable blindado, la ruptura hembra no tenía una almohadilla para esto, así que la soldé al costado del conector. Estos cables se pueden pelar en el otro extremo y atornillar en los terminales de tornillo (asegúrese de dejar algo de holgura para que sea más fácil conectar y desconectar los dispositivos)

Para el conector macho utilicé los siguientes pines

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

Para el conector hembra que utilicé:

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

* Enlaces de afiliados

Software

En primer lugar, deberá descargar el IDE de Arduino y configurarlo si aún no lo tiene.

Puedes tomar el boceto que usé de mi Github y subirlo al tablero. Una vez hecho esto, ¡estará listo para comenzar!

Al inicio, el boceto se ejecuta a través de una serie de pruebas. Si todas las pruebas pasan, se encenderá el LED integrado. Si hay alguna falla, parpadeará el LED incorporado. El dispositivo también mostrará el motivo de la falla en el monitor en serie, pero en realidad no uso esta función.

El boceto pasa por las siguientes pruebas

Prueba inicial:

Esto es para comprobar que los pines hembra están leyendo como se esperaba, ignorando los pines macho. Consulte el paso sobre la lógica de tres estados para obtener más información sobre este.

Prueba principal:

Esta prueba verifica que GND, D +, D- y Shield estén conectados mientras la línea de 5V está bloqueada. Esto es para verificar la funcionalidad principal del Power Blough-R, donde pasa a través de todo lo que no sea la línea de 5V.

Prueba de puente:

Esto verifica que ninguno de los pines esté conectado. Así que pasa a través de cada pin, configura su salida y luego comprueba que todos los demás pines no se vean afectados por esto.

A continuación, analizaré algunas de las características / conceptos utilizados en las pruebas.

INPUT_PULLUP

Este es uno realmente útil donde puede ahorrarle una resistencia adicional (por pin) en su proyecto. Es especialmente útil cuando usa botones.

Cuando un pin se establece en INPUT_PULLUP, básicamente conecta el pin a VCC con una resistencia de 10k. Sin una resistencia pull-up (o pull-down), el estado predeterminado del pin se considera flotante y obtendrá valores inconsistentes cuando lea el pin. Como es un valor bastante alto para una resistencia, el estado del pin se cambia fácilmente aplicando un nivel lógico diferente al pin (por ejemplo, cuando se presiona el botón, conecta el pin a tierra y el pin leerá BAJO.

Configuré el modo de pin de los pines FEMENINOS para que sea INPUT_PULLUP, por lo que tengo un punto de referencia de lo que debería ser el pin (ALTO) siempre que no haya fuerzas externas sobre él. A lo largo de las pruebas, los pines MACHO se establecieron en BAJO y cuando estos dos deberían estar conectados, esperaríamos que el pin FEMENINO fuera BAJO.

Lógica de tres estados

Para la prueba inicial, quería verificar el nivel lógico de los pines FEMENINOS mientras básicamente ignoraba los pines MACHOS.

Esto puede parecer un problema porque los pines MALE tendrían que tener algún nivel lógico que impacte, ¿verdad?

Bueno, en realidad, los pines de la mayoría de los microcontroladores tienen lo que se conoce como lógica de tres estados, lo que significa que tienen 3 estados en los que pueden estar:ALTA, BAJA y ALTA IMPEDENCIA

La ALTA IMPEDENCIA se logra configurando el pin como ENTRADA. Es el equivalente a poner una resistencia de 100 Mega OHM delante del pin, lo que efectivamente lo desconectará de nuestro circuito.

La lógica de tres estados es una de las características principales de Charlie-plexing, que es una especie de forma mágica de abordar LED individuales utilizando un número menor de pines. Mira el siguiente video si estás interesado en aprender más sobre Charlie-plexing.

Probando el Tester

En realidad, este es un paso realmente importante, porque si no prueba que el evaluador detecta escenarios negativos, puede estar seguro de que cuando la prueba pasó, el dispositivo está funcionando según lo previsto.

Si está familiarizado con las pruebas unitarias en el desarrollo de software, esto equivale a crear escenarios de pruebas negativas.

Para probar esto, creé un par de tableros con errores:

• Solda los encabezados USB en el lado equivocado de la placa. Los encabezados USB encajarán bien, pero la línea de tierra no estará conectada y la línea de 5V sí lo estará. (desafortunadamente, este no fue creado a propósito, ¡lo que demuestra la necesidad del probador!)
• Conectó deliberadamente dos pines para probar el código de prueba del puente.

Conclusión

Como mencioné al comienzo de este artículo, esto es probablemente lo más útil que he construido con un Arduino.

Desde el pedido original, Tim ordenó otros 200 Power BLough-R y, si bien el ahorro de tiempo es muy apreciado, la confianza que da de que el producto está en perfecto estado de funcionamiento es lo que más disfruto de él.

De hecho, por el orden de 200, mi esposa básicamente hizo todas las pruebas. A ella realmente le gustó lo rápido que era de usar y lo simple que era el indicador de aprobado / reprobado.

Esperamos que haya algo útil que aprender de esta guía. Si tiene alguna pregunta, no dude en preguntar a continuación.

Todo lo mejor,

Brian

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