جهاز اختبار تلقائي مع اردوينو: 9 خطوات

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

قد لا يبدو هذا كثيرًا ، ولكن ربما يكون هذا هو الشيء الأكثر فائدة الذي صنعته على الإطلاق باستخدام Arduino. إنه جهاز اختبار تلقائي للمنتج الذي أبيعه يسمى Power Blough-R. إنه لا يوفر لي الوقت فقط (لقد وفر لي حاليًا 4 ساعات على الأقل ، والعد) ولكنه يمنحني أيضًا ثقة أكبر بكثير في أن المنتج يعمل بنسبة 100 ٪ قبل الشحن.

إن Power Blough-R ، الذي يُنطق بـ "Power Blocker" (إنها مسرحية باسمي والتي تُنطق بشكل مدهش "Lock"!) ، هي لحل مشكلة الطاقة الخلفية التي يمكن أن تواجهها غالبًا عند استخدام octoprint مع طابعة ثلاثية الأبعاد.

لاستخدام جهاز الاختبار ، ما عليك سوى وضع Power Blough-R في رؤوس USB والضغط على زر إعادة الضبط في Arduino Nano. سيخضع المختبر لمجموعة من الاختبارات وسيشير إلى ما إذا كان الجهاز قد نجح في الاختبارات أو فشل فيها باستخدام مؤشر LED المدمج في Nano (Solid للنجاح ، والوميض للفشل).

عندما يكون لديك الكثير من الأشياء التي يجب القيام بها ، فإن إيجاد طرق لتقليل الوقت لكل وحدة يمكن أن يكون له تأثير هائل ، باستخدام هذا المختبِر قلل الوقت الذي استغرقته لاختبار الوحدة من حوالي 30 ثانية إلى 5 ثوانٍ. في حين أن 25 ثانية لا تبدو مثل الكثير ، عندما يكون لديك مئات من هذه الأشياء للقيام بها ، فإن ذلك يضيف!

أعتقد أن الشيء الأكثر إثارة للإعجاب الذي يمكنني قوله عنه هو أنه باستخدام هذه الأداة يستغرق الأمر أقصر لاختبار Power Blough-R مرتين مقارنة بفتح الحقيبة المضادة للكهرباء الساكنة التي يتم شحنها فيها!

ربما لن تحتاج إلى إنشاء هذا الجهاز بالضبط ، ولكن آمل أن يكون بعض ما أفعله مفيدًا لك.

الخطوة 1: شاهد الفيديو

معظم ما أغطيه في هذا المقال متوفر في هذا الفيديو ، لذا تحقق منه إذا كانت مقاطع الفيديو هي الشيء الذي تفضله!

الخطوة 2: The Power Blough-R

إذن ما هي Power Blough-R وماذا تفعل؟

إذا سبق لك استخدام Octoprint مع الطابعة ثلاثية الأبعاد ، فغالبًا ما تكون هناك مشكلة حيث يتم الاحتفاظ بشاشة الطابعة عن طريق طاقة USB من raspberry pi ، حتى عند إيقاف تشغيل الطابعة. في حين أن هذه ليست نهاية العالم ، إلا أنها قد تصبح مزعجة للغاية خاصة في غرفة مظلمة.

إن Power Blough-R عبارة عن PCB بسيط مع موصل ذكر وأنثى USB عليه ، لكنه لا يتصل بخط 5V.

هناك طرق أخرى لحل هذه المشكلة ، يقوم بعض الأشخاص بقطع خط 5 فولت من كبل USB الخاص بهم أو وضع بعض الشريط فوق موصل 5 فولت ، لكنني أردت التوصل إلى طريقة بسيطة وقوية لتحقيق نفس النتيجة ، دون الإضرار بأي شيء كبلات USB!

إذا كنت مهتمًا بـ Power BLough-R ، فهي متاحة للشراء:

• في متجر Tindie الخاص بي (عدة أو مجمعة)
• TH3dstudio.com (مجمعة)

(تمامًا مثل راجع للشغل ، هذا المنشور غير مدعوم وليس لدي أي علاقة مع TH3D بخلاف توريد Power Blough-Rs. لم أتلق أي شيء إضافي لتضمين روابط إلى TH3D أو تمت مناقشة كتابة / فيديو على الإطلاق كجزء من الصفقة الأصلية)

الخطوة 3: الخلفية: الطلب الكبير

لقد بعت Power Blough-Rs في متجر Tindie الخاص بي ، بشكل أساسي كمجموعات. لكن بالنسبة للمجمعات التي بعتها ، سأختبرها باستخدام جهاز قياس متعدد. سيختبر In وجود اتصال جيد بين المدخلات والمخرجات للأرض و D- و D + وأن 5V غير متصل واختبار الجسور.

سيستغرق هذا حوالي 30 ثانية أو نحو ذلك وكان عرضة لارتكاب الأخطاء إذا لم أكن حذراً للغاية. لكن بالنسبة للكمية المجمّعة التي كنت أبيعها ، لم يكن التزامًا طويلًا بالوقت.

لكنني نشرت صورة لـ Power Blough-R على reddit الفرعي للطباعة ثلاثية الأبعاد ، واتصل بي Tim من TH3DStudio.com للاستفسار عن طلب البعض لتخزينه في متجره كتجربة. قلت بالتأكيد وسألته كم كان يبحث عن. كنت أتوقع منه أن يقول 10 أو 20 ، لكنه قال لنبدأ بـ 100….

سيكون من المستحيل تقريبًا بالنسبة لي اختبار 100 جهاز بثقة باستخدام جهاز القياس المتعدد ، لذلك كنت أعلم أنه يتعين علي القيام بشيء حيال ذلك!

الخطوة 4: الأجهزة

ذهبت لأبسط طريقة على الإطلاق لتجميع هذا لأنني كنت مضغوطًا قليلاً للوقت! كان أيضًا تصميمًا رخيصًا حقًا (أقل من حوالي 5 دولارات لكل شيء).

• Arduino Nano (يحتوي هذا الجهاز على USB صغير ، ولكن أي منها سيفعل) *
• نانو برغي اندلاع طرفي *
• ذكر USB Breakout *
• وصلة USB أنثى *
• بعض الأسلاك

ليس هناك الكثير لتجميع هذا. قم بلحام دبابيس الرأس في النانو إذا لم تكن موجودة بالفعل وقم بفتحها في فتحة طرف المسمار.

يجب أن يتم لحام 5 أسلاك على فتحات USB للذكور والإناث. ملاحظة بالنسبة لسلك الدرع ، لم يكن للكسر الأنثوي وسادة لذلك ، لذا قمت بلحامها على جانب الموصل. يمكن تجريد هذه الأسلاك من الطرف الآخر وتثبيتها في أطراف المسمار (تأكد من ترك بعض الركود حتى يسهل توصيل الأجهزة وإخراجها)

بالنسبة للموصل الذكر ، استخدمت المسامير التالية

• GND> 2
• د +> 3
• د-> 4
• VCC> 5
• درع> 10

بالنسبة للموصل الأنثوي الذي استخدمته:

• GND> 6
• د +> 7
• د-> 8
• VCC> 9
• درع> 11

* الارتباط التابع

الخطوة 5: البرمجيات

أولاً ، ستحتاج إلى تنزيل Arduino IDE وإعداده إذا لم يكن لديك بالفعل.

يمكنك الحصول على المخطط الذي استخدمته من Github الخاص بي وتحميله على اللوحة. بمجرد الانتهاء من ذلك ، فأنت على ما يرام!

عند بدء التشغيل ، يمر الرسم بمجموعة من الاختبارات. إذا نجحت جميع الاختبارات ، فسيتم ضبط مؤشر LED المدمج على وضع التشغيل. إذا كان هناك أي فشل ، فسيومض مؤشر LED المدمج. سيقوم الجهاز أيضًا بإخراج سبب الفشل إلى الشاشة التسلسلية ، لكنني لا أستخدم هذه الميزة بالفعل.

يمر الرسم بالاختبارات التالية

الاختبار الأولي:

هذا للتحقق من دبابيس الأنثى تقرأ كما هو متوقع بينما تتجاهل دبابيس الذكور. راجع الخطوة في منطق ثلاثي الحالة لمزيد من المعلومات حول هذا.

الاختبار الرئيسي:

يتحقق هذا الاختبار من توصيل GND و D + و D- و Shield أثناء حظر خط 5V. هذا للتحقق من الوظائف الرئيسية لـ Power Blough-R ، حيث تمر عبر كل شيء بخلاف خط 5V.

اختبار الجسر:

يتحقق هذا من عدم توصيل أي من المسامير ببعضها البعض. لذلك يخطو عبر كل دبوس ، ويضبط خرجه ثم يتحقق من أن جميع المسامير الأخرى لا تتأثر بهذا.

في الخطوات القليلة التالية ، سأستعرض بعض الميزات / المفاهيم المستخدمة في الاختبار.

الخطوة 6: INPUT_PULLUP

هذا مفيد حقًا حيث يمكن أن يوفر لك مقاومًا إضافيًا (لكل دبوس) في مشروعك. إنه مفيد بشكل خاص عند استخدام الأزرار.

عندما يتم ضبط الدبوس على INPUT_PULLUP ، فإنه يقوم بشكل أساسي بتوصيل الدبوس بـ VCC بمقاوم 10 كيلو. بدون مقاومة سحب (أو منسدلة) ، تعتبر الحالة الافتراضية للدبوس عائمة وستحصل على قيم غير متسقة عند قراءة الدبوس. نظرًا لأنها قيمة عالية جدًا للمقاوم ، يمكن تغيير حالة الدبوس بسهولة عن طريق تطبيق مستوى منطقي مختلف على الدبوس (على سبيل المثال عند الضغط على الزر ، يقوم بتوصيل الدبوس بالأرض وسيقوم الدبوس بقراءة LOW.

لقد قمت بتعيين وضع الدبوس الخاص بالدبابيس الأنثوية ليكون INPUT_PULLUP لذلك لدي نقطة مرجعية لما يجب أن يكون عليه الدبوس (HIGH) طالما أنها ليست قوى خارجية عليه. من خلال الاختبارات ، تم تعيين دبابيس الذكور على مستوى منخفض وعندما يجب توصيل هذين الاثنين ، نتوقع أن يكون دبوس الإناث منخفضًا.

الخطوة 7: منطق ثلاثي الحالة

بالنسبة للاختبار الأولي ، أردت التحقق من المستوى المنطقي لدبابيس الإناث مع تجاهل دبابيس الذكور بشكل أساسي.

قد يبدو هذا وكأنه مشكلة لأن دبابيس الذكور يجب أن يكون لها مستوى منطقي من شأنه أن يؤثر بشكل صحيح؟

حسنًا ، في الواقع ، تحتوي دبابيس معظم المتحكمات الدقيقة على ما يُعرف بمنطق ثلاثي الحالة ، مما يعني أن لديها 3 حالات يمكن أن تكون فيها: عالية ومنخفضة وعالية التأثير

يتم تحقيق مقاومة عالية من خلال ضبط الدبوس كمدخل. إنه يعادل وضع مقاوم 100 Mega OHM أمام الدبوس ، والذي سيفصله بشكل فعال عن دائرتنا.

يعد منطق ثلاثي الحالة أحد الميزات الرئيسية في Charlie-plexing ، وهو نوع من الطريقة السحرية لمعالجة مصابيح LED الفردية باستخدام عدد أقل من المسامير. تحقق من الفيديو أعلاه إذا كنت مهتمًا بميل المزيد حول Charlie-plexing.

الخطوة 8: اختبار الفاحص

هذه في الواقع خطوة مهمة حقًا ، لأنه إذا لم تختبر أن المختبِر قد اكتشف السيناريوهات السلبية ، فيمكنك أن تكون واثقًا من أنه عند اجتياز الاختبار ، فإن الجهاز يعمل على النحو المنشود.

إذا كنت معتادًا على اختبار الوحدة في تطوير البرامج ، فهذا يعادل إنشاء سيناريوهات اختبارات سلبية.

لاختبار ذلك ، قمت بإنشاء لوحين بهما أخطاء:

• ملحومة رؤوس USB على الجانب الخطأ من اللوحة. سوف تناسب موصلات USB بشكل جيد ، ولكن لن يتم توصيل الخط الأرضي وسيكون خط 5V. (لسوء الحظ ، لم يتم إنشاء هذا عن قصد ، مما يثبت الحاجة إلى المختبر!)
• تم ربط اثنين من المسامير عمداً لاختبار رمز اختبار الجسر.

الخطوة 9: الخاتمة

كما ذكرت في بداية هذه الكتابة ، من المحتمل أن يكون هذا هو الشيء الأكثر فائدة الذي قمت بإنشائه باستخدام Arudino.

نظرًا لأن الطلب الأصلي ، طلب Tim 200 Power BLough-Rs أخرى ، وبينما يتم تقدير توفير الوقت بشكل كبير ، فإن الثقة التي يمنحها أن المنتج يعمل بشكل مثالي هي الشيء الرئيسي الذي أستمتع به منه.

في الواقع ، بالنسبة لأمر 200 ، قامت زوجتي بشكل أساسي بإجراء جميع الاختبارات عليها. لقد أحببت حقًا مدى سرعة استخدامه ومدى بساطة مؤشر النجاح / الفشل.

نأمل أن يكون هناك شيء مفيد لتتعلمه من هذا الدليل ، إذا كان لديك أي أسئلة فلا تتردد في طرحها أدناه!

أتمنى لك كل خير،

بريان

• موقع يوتيوب
• تويتر
• تيندي