Αυτόματος ελεγκτής συσκευών με Arduino: 9 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:35

Αυτό μπορεί να μην μοιάζει πολύ, αλλά αυτό είναι ίσως το πιο χρήσιμο πράγμα που έχω φτιάξει ποτέ με ένα Arduino. Είναι ένας αυτόματος ελεγκτής για το προϊόν που πουλάω και ονομάζεται Power Blough-R. Όχι μόνο μου εξοικονομεί χρόνο (με έχει εξοικονομήσει τουλάχιστον 4 ώρες και μετράει), αλλά μου δίνει επίσης μια πολύ ισχυρότερη εμπιστοσύνη ότι το προϊόν είναι 100% λειτουργικό πριν από την αποστολή.

Το Power Blough-R, προφέρεται "Power Blocker" (είναι ένα παιχνίδι με το όνομά μου το οποίο εκφράζεται εκπληκτικά "lock"!), Είναι για την επίλυση του προβλήματος τροφοδοσίας backfeed που συχνά μπορεί να αντιμετωπίσετε όταν χρησιμοποιείτε octoprint με 3d εκτυπωτή.

Για να χρησιμοποιήσετε τον ελεγκτή, απλώς τοποθετήστε ένα Power Blough-R στις κεφαλίδες USB και πατήστε το κουμπί επαναφοράς στο Arduino Nano. Ο ελεγκτής θα περάσει από μια σειρά δοκιμών και θα δείξει εάν η συσκευή πέρασε ή απέτυχε τις δοκιμές χρησιμοποιώντας το ενσωματωμένο LED του Nano (Στερεό για περασμένο, αναβοσβήνει για αποτυχημένο).

Όταν έχετε πολλά να κάνετε, η εύρεση τρόπων μείωσης του χρόνου ανά μονάδα μπορεί να έχει τεράστιο αντίκτυπο, χρησιμοποιώντας αυτόν τον ελεγκτή μείωσε το χρόνο που μου πήρε να δοκιμάσω μια μονάδα από περίπου 30 δευτερόλεπτα σε 5 δευτερόλεπτα. Ενώ τα 25 δευτερόλεπτα δεν ακούγονται πολλά, όταν έχετε 100s από αυτά τα πράγματα προσθέτετε!

Νομίζω ότι το πιο εντυπωσιακό πράγμα που μπορώ να πω για αυτό είναι, με αυτό το εργαλείο μου παίρνει μικρότερο χρόνο για να δοκιμάσω το Power Blough-R δύο φορές από ό, τι για να ανοίξω ακριβώς την αντιστατική τσάντα που μεταφέρεται!

Πιθανότατα δεν θα χρειαστεί να φτιάξετε αυτήν την ακριβή συσκευή, αλλά ελπίζω ότι μερικά από αυτά που κάνω μπορεί να σας φανούν χρήσιμα.

Βήμα 1: Δείτε το βίντεο

Τα περισσότερα από αυτά που καλύπτω σε αυτό το γράψιμο είναι διαθέσιμα σε αυτό το βίντεο, οπότε ελέγξτε αν τα βίντεο είναι το θέμα σας!

Βήμα 2: Το Power Blough-R

Τι είναι λοιπόν το Power Blough-R και τι κάνει;

Εάν χρησιμοποιήσατε ποτέ το Octoprint με τον τρισδιάστατο εκτυπωτή σας, υπάρχει συχνά ένα πρόβλημα όπου η οθόνη του εκτυπωτή σας παραμένει ενεργοποιημένη από την τροφοδοσία USB από το raspberry pi, ακόμη και όταν η τροφοδοσία του εκτυπωτή είναι απενεργοποιημένη. Αν και αυτό δεν είναι το τέλος του κόσμου, μπορεί να γίνει αρκετά ενοχλητικό ειδικά σε ένα σκοτεινό δωμάτιο.

Το Power Blough-R είναι ένα απλό PCB με αρσενικό και θηλυκό USB, αλλά δεν συνδέει τη γραμμή 5V.

Υπάρχουν άλλες μέθοδοι για την επίλυση αυτού του προβλήματος, μερικοί άνθρωποι κόβουν τη γραμμή 5V του καλωδίου USB τους ή βάζουν κάποια ταινία πάνω από το βύσμα 5V, αλλά ήθελα να βρω έναν απλό, στιβαρό τρόπο για να επιτύχω το ίδιο αποτέλεσμα, χωρίς να βλάψω κανένα Καλώδια USB!

Εάν ενδιαφέρεστε για το Power BLough-R, μπορείτε να το αγοράσετε:

• Στο κατάστημα μου Tindie (σετ ή συναρμολογημένο)
• TH3dstudio.com (συναρμολογημένο)

(Όπως και η BTW, αυτή η ανάρτηση δεν είναι χορηγία και δεν έχω καμία ανάμειξη με TH3D εκτός από την προμήθεια των Power Blough-R. Δεν έχω λάβει τίποτα επιπλέον για τη συμπερίληψη συνδέσμων προς το TH3D ή συζητήθηκε ποτέ μια εγγραφή/βίντεο ως μέρος της αρχικής συμφωνίας)

Βήμα 3: Ιστορικό: η Μεγάλη Παραγγελία

Πούλησα το Power Blough-Rs στο κατάστημά μου Tindie, κυρίως ως κιτ. Αλλά για αυτά που πούλησα συναρμολογημένα, θα τα δοκίμαζα με το πολύμετρο. Το In θα δοκιμάσει για μια καλή σύνδεση μεταξύ της εισόδου και της εξόδου του Ground, D- και D+ και ότι το 5V δεν ήταν συνδεδεμένο και δοκιμάστηκε για γέφυρες.

Αυτό θα διαρκούσε περίπου 30 δευτερόλεπτα και ήταν πολύ επιρρεπές να κάνω λάθη αν δεν ήμουν πολύ προσεκτικός. Αλλά για το ποσό των συναρμολογημένων που πουλούσα, δεν ήταν μια τεράστια δέσμευση χρόνου.

Αλλά δημοσίευσα μια εικόνα του Power Blough-R στο 3d sub reddit, και ο Tim από το TH3DStudio.com επικοινώνησε μαζί μου για να παραγγείλω κάποια απόθεμα στο κατάστημά του ως δοκιμή. Είπα σίγουρα και ρώτησα πόσα έψαχνε. Περίμενα ότι θα πει 10 ή 20, αλλά είπε ας ξεκινήσουμε με 100….

Θα ήταν σχεδόν αδύνατο για μένα να δοκιμάσω με σιγουριά 100 συσκευές με το πολύμετρο, οπότε ήξερα ότι έπρεπε να κάνω κάτι γι 'αυτό!

Βήμα 4: Υλικό

Πήγα για τον απόλυτα απλούστερο τρόπο που θα μπορούσα να το συναρμολογήσω καθώς ήμουν λίγο πιεσμένος για το χρόνο! Alsoταν επίσης μια πραγματικά φθηνή κατασκευή (λιγότερο από ~ 5 $ για τα πάντα).

• Arduino Nano (αυτό διαθέτει micro USB, αλλά οποιοσδήποτε θα κάνει)*
• Nano Screw Terminal Breakout*
• Αρσενικό USB Breakout*
• Θηλυκό USB Breakout*
• Κάποιο καλώδιο

Δεν υπάρχουν πραγματικά πολλά στη συνέλευση αυτού. Συγκολλήστε τις καρφίτσες κεφαλίδας στο nano αν δεν είναι ήδη και τοποθετήστε τις στην έξοδο του βιδωτού ακροδέκτη.

5 καλώδια πρέπει να συγκολληθούν στις διαρροές USB αρσενικού και θηλυκού. Σημείωση για το καλώδιο ασπίδας, το θηλυκό ξεμπλοκάρισμα δεν είχε ένα μαξιλάρι για αυτό και το κόλλησα στο πλάι του συνδέσμου. Αυτά τα καλώδια μπορούν να αφαιρεθούν στο άλλο άκρο και να βιδωθούν στους ακροδέκτες των βιδών (Βεβαιωθείτε ότι έχετε αφήσει χαλάρωση, ώστε να είναι ευκολότερο να συνδέσετε και να βγάλετε τις συσκευές)

Για τον αρσενικό σύνδεσμο χρησιμοποίησα τις ακόλουθες ακίδες

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

Για τη θηλυκή υποδοχή χρησιμοποίησα:

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

*σύνδεσμος affilate

Βήμα 5: Λογισμικό

Αρχικά θα πρέπει να κατεβάσετε το Arduino IDE και να το ρυθμίσετε αν δεν το έχετε ήδη.

Μπορείτε να πάρετε το σκίτσο που χρησιμοποίησα από το Github και να το ανεβάσετε στον πίνακα. Μόλις γίνει αυτό, καλό είναι να πάτε!

Κατά την εκκίνηση, το σκίτσο περνάει από μια σειρά δοκιμών. Εάν περάσουν όλες οι δοκιμές, θα ενεργοποιήσει το ενσωματωμένο LED. Εάν υπάρχουν βλάβες, θα αναβοσβήνει το ενσωματωμένο LED. Η συσκευή θα εξάγει επίσης τον λόγο αποτυχίας στη σειριακή οθόνη, αλλά στην πραγματικότητα δεν χρησιμοποιώ αυτήν τη δυνατότητα.

Το σκίτσο εκτελείται από τις ακόλουθες δοκιμές

Αρχική δοκιμή:

Αυτό γίνεται για να ελέγξετε ότι οι θηλυκές καρφίτσες διαβάζουν όπως αναμένεται, αγνοώντας τις αρσενικές καρφίτσες. Δείτε το βήμα για τη λογική Tri-state για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με αυτό.

Κύρια δοκιμή:

Αυτή η δοκιμή ελέγχει ότι τα GND, D+, D- και Shield είναι συνδεδεμένα ενώ η γραμμή 5V είναι μπλοκαρισμένη. Αυτό γίνεται για να ελέγξετε την κύρια λειτουργικότητα του Power Blough-R, όπου περνάει από οτιδήποτε άλλο εκτός από τη γραμμή 5V.

Δοκιμή γέφυρας:

Αυτό ελέγχει ότι καμία από τις ακίδες δεν γεφυρώνεται μεταξύ τους. Έτσι περνάει σε κάθε καρφίτσα, ρυθμίζοντας την έξοδο και στη συνέχεια ελέγχει ότι όλες οι άλλες καρφίτσες δεν επηρεάζονται από αυτό.

Στα επόμενα βήματα θα περάσω από μερικές από τις δυνατότητες/έννοιες που χρησιμοποιούνται στη δοκιμή.

Βήμα 6: INPUT_PULLUP

Αυτό είναι ένα πραγματικά χρήσιμο, όπου μπορεί να σας εξοικονομήσει επιπλέον αντίσταση (ανά καρφίτσα) στο έργο σας. Είναι ιδιαίτερα χρήσιμο όταν χρησιμοποιείτε κουμπιά.

Όταν ένας πείρος έχει οριστεί σε INPUT_PULLUP, συνδέει βασικά τον πείρο στο VCC με αντίσταση 10k. Χωρίς αντίσταση έλξης (ή έλξης προς τα κάτω), η προεπιλεγμένη κατάσταση του πείρου θεωρείται κυμαινόμενη και θα λάβετε ασυνεπείς τιμές όταν διαβάζετε την καρφίτσα. Δεδομένου ότι είναι αρκετά υψηλή τιμή για μια αντίσταση, η κατάσταση του πείρου αλλάζει εύκολα εφαρμόζοντας ένα διαφορετικό επίπεδο λογικής στον πείρο (για παράδειγμα όταν πατηθεί το κουμπί, συνδέει τον πείρο στη γείωση και ο πείρος θα διαβάσει ΧΑΜΗΛΗ.

Ορίζω τη λειτουργία καρφίτσας των θηλυκών καρφιτσών να είναι INPUT_PULLUP, ώστε να έχω ένα σημείο αναφοράς για το τι πρέπει να είναι η καρφίτσα (Υ HIGHΗΛΗ) εφόσον δεν υπάρχουν εξωτερικές δυνάμεις πάνω της. Μέσα από τις δοκιμές, οι καρφίτσες ΑΡΣΕΝΙΚΟΥ ρυθμίσθηκαν ΧΑΜΗΛΑ και όταν θα πρέπει να συνδεθούν αυτές οι δύο, θα περιμέναμε ότι η θηλυκή καρφίτσα θα ήταν ΧΑΜΗΛΗ.

Βήμα 7: Λογική τριών κρατών

Για την αρχική δοκιμή, ήθελα να ελέγξω το λογικό επίπεδο των γυναικείων καρφιτσών, ενώ ουσιαστικά αγνοούσα τις καρφίτσες ΑΡΣΕΝΙΚΟΥ.

Αυτό μπορεί να φαίνεται σαν πρόβλημα επειδή οι καρφίτσες ΑΡΣΕΝΙΚΟΥ πρέπει να έχουν κάποιο λογικό επίπεδο που θα επηρεάσει σωστά;

Στην πραγματικότητα, οι ακίδες των περισσότερων μικροελεγκτών έχουν αυτό που είναι γνωστό ως λογική Tri-state, που σημαίνει ότι έχουν 3 καταστάσεις στις οποίες μπορούν να βρίσκονται: Υ HIGHΗΛΗ, ΧΑΜΗΛΗ ΚΑΙ Υ HIGHΗΛΗ ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗ

Η Υ -ΗΛΗ ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗ επιτυγχάνεται με τον καθορισμό του πείρου ως ΕΙΣΟΔΟΥ. Είναι το ισοδύναμο της τοποθέτησης μιας αντίστασης 100 Mega OHM μπροστά από τον πείρο, η οποία θα την αποσυνδέσει αποτελεσματικά από το κύκλωμά μας.

Η λογική τριπλής κατάστασης είναι ένα από τα κύρια χαρακτηριστικά του Charlie-plexing, το οποίο είναι ένα είδος μαγικού τρόπου αντιμετώπισης μεμονωμένων LED χρησιμοποιώντας μικρότερο αριθμό ακίδων. Ρίξτε μια ματιά στο παραπάνω βίντεο αν ενδιαφέρεστε να μάθετε περισσότερα για το Charlie-plexing.

Βήμα 8: Δοκιμή του ελεγκτή

Αυτό είναι πραγματικά ένα πολύ σημαντικό βήμα, γιατί αν δεν δοκιμάσετε ότι ο ελεγκτής πιάνει αρνητικά σενάρια, τότε μπορείτε να είστε σίγουροι ότι όταν τελειώσει ο έλεγχος, η συσκευή λειτουργεί όπως προβλέπεται.

Εάν είστε εξοικειωμένοι με τη δοκιμή μονάδων στην ανάπτυξη λογισμικού, αυτό ισοδυναμεί με τη δημιουργία αρνητικών σεναρίων δοκιμών.

Για να το δοκιμάσω, δημιούργησα μερικούς πίνακες με λάθη:

• Συγκολλήθηκαν οι κεφαλίδες USB στη λάθος πλευρά του πίνακα. Οι κεφαλίδες USB θα ταιριάζουν καλά, αλλά η γραμμή Ground δεν θα είναι συνδεδεμένη και η γραμμή 5V θα είναι. (δυστυχώς αυτό δεν δημιουργήθηκε επίτηδες, πράγμα που αποδεικνύει την ανάγκη για τον ελεγκτή!)
• Γέφυρα σκόπιμα δύο ακίδων για να δοκιμάσετε τον κωδικό δοκιμής γέφυρας.

Βήμα 9: Συμπέρασμα

Όπως ανέφερα στην αρχή αυτής της γραφής, αυτό είναι πιθανότατα το πιο χρήσιμο πράγμα που έχω φτιάξει με ένα Arudino.

Δεδομένου ότι η αρχική παραγγελία ο Tim παρήγγειλε άλλα 200 Power BLough-R και ενώ η εξοικονόμηση χρόνου εκτιμάται πολύ, η εμπιστοσύνη που δίνει ότι το προϊόν είναι σε άριστη κατάσταση λειτουργίας είναι το κύριο πράγμα που απολαμβάνω από αυτό.

Στην πραγματικότητα για την παραγγελία των 200, η σύζυγός μου έκανε βασικά όλες τις δοκιμές τους. Της άρεσε πολύ πόσο γρήγορα ήταν και πόσο απλός ήταν ο δείκτης pass/fail.

Ας ελπίσουμε ότι υπάρχει κάτι χρήσιμο να μάθετε από αυτόν τον οδηγό, αν έχετε οποιεσδήποτε ερωτήσεις, μη διστάσετε να ρωτήσετε παρακάτω!

Τα καλύτερα, Μπράιαν

• YouTube
• Κελάδημα
• Τίντι