背景介紹

可能是我做過(guò)的最有用的 Arduino 項(xiàng)目！用于對(duì)我所銷(xiāo)售的產(chǎn)品使用的自動(dòng)測(cè)試儀。這個(gè)項(xiàng)目可能看起來(lái)并不起眼，但可能是我用 Arduino 做過(guò)的最有用的東西。它是我銷(xiāo)售的名為 Power Blough-R 的產(chǎn)品的自動(dòng)測(cè)試儀。它不僅節(jié)省了我的時(shí)間（目前它已經(jīng)為我節(jié)省了至少 4 個(gè)小時(shí)，而且還在不斷增加），而且它還讓我更加相信產(chǎn)品在發(fā)貨前 100% 正常運(yùn)行。

Power Blough-R，發(fā)音為“Power Blocker”，用于解決您在使用 octoprint 和 3D 打印機(jī)時(shí)經(jīng)常遇到的反饋電源問(wèn)題。

要使用測(cè)試儀，您只需將 Power Blough-R 放入 USB 接頭并按下 Arduino Nano 上的重置按鈕。測(cè)試儀將運(yùn)行一系列測(cè)試，并使用 Nano 的內(nèi)置 LED 指示設(shè)備是通過(guò)還是未通過(guò)測(cè)試。燈光穩(wěn)定表示通過(guò)，閃爍則表示失敗。

當(dāng)你有很多東西要做時(shí)，找到能夠減少每個(gè)進(jìn)程時(shí)間的方法會(huì)對(duì)整個(gè)過(guò)程產(chǎn)生巨大的影響。于是，我使用這個(gè)測(cè)試儀將我測(cè)試一個(gè)單元的時(shí)間從大約 30 秒減少到 5 秒。雖然 25 秒聽(tīng)起來(lái)并不多，但當(dāng)你需要重復(fù) 100 次這樣的事情時(shí)，它就能夠發(fā)揮巨大的功效！

還有一個(gè)可能令人印象深刻的點(diǎn)，就是通過(guò)使用這個(gè)工具，我測(cè)試 Power Blough-R 兩次所需的時(shí)間比打開(kāi)它隨附的防靜電袋要短！

您可能不需要構(gòu)建這個(gè)確切的設(shè)備，但希望我做這個(gè)項(xiàng)目的一些想法可能對(duì)您有用。

Power Blough-R

那么什么是 Power Blough-R，它有什么作用？

如果您曾經(jīng)將 Octoprint 與您的 3D 打印機(jī)一起使用，那么通常會(huì)出現(xiàn)這樣一個(gè)問(wèn)題，即您的打印機(jī)屏幕被樹(shù)莓派的 USB 電源激活保持常亮，即使打印機(jī)電源關(guān)閉也是如此。雖然這不會(huì)有什么大影響，但這可能會(huì)讓我們的使用體驗(yàn)大幅下降，尤其是在較黑暗的環(huán)境時(shí)。

Power Blough-R 是一個(gè)簡(jiǎn)單的 PCB，上面有一個(gè)公和一個(gè)母 USB 連接器，但它不連接 5V 線。

還有其他方法可以解決這個(gè)問(wèn)題，像是剪掉 USB 電纜的 5V 線或在 5V 連接器上貼一些膠帶，但我想想出一種簡(jiǎn)單、可靠的方法來(lái)達(dá)到相同的結(jié)果，而不會(huì)損害任何USB數(shù)據(jù)線。

在此之前，我?guī)缀醪豢赡苡邪盐盏赜?a href="http://www.socialnewsupdate.com/v/tag/796/" target="_blank">萬(wàn)用表測(cè)試 100 臺(tái)設(shè)備，所以這就是這個(gè)項(xiàng)目誕生的意義！

硬件

我選擇了最簡(jiǎn)單的方法來(lái)組裝它，因?yàn)槲业臅r(shí)間稍微有點(diǎn)緊迫。與此同時(shí)，也是一個(gè)便宜的構(gòu)建方法。

Arduino Nano

納米螺絲接線端子

公頭 USB 分接頭

母 USB 分接頭

一些電線

將它們焊接到 nano 上，然后插入螺絲接線端子。

5 根電線應(yīng)焊接到公母 USB 分接頭上。請(qǐng)注意屏蔽線，母接頭沒(méi)有為此設(shè)置的焊盤(pán)，因此我將其焊接到連接器的側(cè)面。這些電線可以在另一端剝開(kāi)并擰入螺絲端子（注意：確保留出一些空間，以便更容易插入和拔出設(shè)備）

對(duì)于公連接器，我使用了以下引腳

接地〉 2

D+〉 3

D-〉 4

VCC〉 5

Shield〉 10

對(duì)于我使用的母連接器：

接地〉 6

D+〉 7

D-〉 8

VCC〉 9

Shield〉 11

軟件

首先，您需要下載Arduino IDE并進(jìn)行設(shè)置。

你可以在本文下方提供的鏈接里抓取我使用的草圖并將其上傳到板上。完成后，您就可以開(kāi)始了！

在啟動(dòng)時(shí)，草圖會(huì)通過(guò)一系列測(cè)試。如果所有測(cè)試都通過(guò)，它會(huì)將內(nèi)置 LED 設(shè)置為亮起。如果有任何故障，它會(huì)閃爍內(nèi)置的 LED。設(shè)備也會(huì)將故障原因輸出到串口監(jiān)視器，但我實(shí)際上并沒(méi)有使用此功能。

草圖通過(guò)以下測(cè)試

初步測(cè)試：

這是為了檢查母針是否按預(yù)期讀取，而忽略公針。有關(guān)這一步的更多信息，請(qǐng)參閱三態(tài)邏輯的步驟。

主要測(cè)試：

該測(cè)試檢查 GND、D+、D- 和 Shield 在 5V 線路阻塞時(shí)是否已連接。這是為了檢查 Power Blough-R 的主要功能，它通過(guò)除 5V 線之外的所有東西。

橋接測(cè)試：

這將檢查是否沒(méi)有任何引腳橋接在一起。因此，它會(huì)逐步檢查每個(gè)引腳，設(shè)置其輸出，然后檢查所有其他引腳是否不受此影響。

下面我將介紹測(cè)試中使用的一些功能/概念：

INPUT_PULLUP

這是一個(gè)非常有用的方法，它可以在您的項(xiàng)目中為您節(jié)省一個(gè)額外的電阻器（每個(gè)引腳）。當(dāng)您使用按鈕時(shí)，它特別有用。

當(dāng)一個(gè)引腳設(shè)置為 INPUT_PULLUP 時(shí)，它基本上通過(guò)一個(gè) 10k 電阻將引腳連接到 VCC。如果沒(méi)有上拉（或下拉）電阻，則引腳的默認(rèn)狀態(tài)被認(rèn)為是浮動(dòng)的，當(dāng)您讀取引腳時(shí)會(huì)得到不一致的值。由于它是一個(gè)相當(dāng)高的電阻值，因此通過(guò)向引腳應(yīng)用不同的邏輯電平很容易改變引腳的狀態(tài)（例如，當(dāng)按下按鈕時(shí)，它將引腳連接到地并且引腳將讀取為低電平。

我將 FEMALE 引腳的引腳模式設(shè)置為 INPUT_PULLUP，因此只要沒(méi)有外力作用，我就有一個(gè)引腳應(yīng)該是（高）的參考點(diǎn)。在整個(gè)測(cè)試過(guò)程中，MALE 引腳設(shè)置為低電平，當(dāng)這兩個(gè)應(yīng)該連接時(shí)，我們預(yù)計(jì) FEMALE 引腳為低電平。

三態(tài)邏輯

對(duì)于初始測(cè)試，我想檢查 FEMALE 引腳的邏輯電平，而基本上忽略 MALE 引腳。這似乎是一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)?MALE 引腳必須具有一些會(huì)影響的邏輯電平。

實(shí)際上，大多數(shù)微控制器的引腳都有所謂的三態(tài)邏輯，這意味著它們可以處于 3 種狀態(tài)：高、低和高阻抗

高阻抗是通過(guò)將引腳設(shè)置為輸入來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這相當(dāng)于在引腳前放置一個(gè) 100 兆歐電阻，這將有效地將其與我們的電路斷開(kāi)。

三態(tài)邏輯是 Charlie-plexing 的主要功能之一，這是一種使用較少數(shù)量的引腳尋址單個(gè) LED 的神奇方式。

測(cè)試測(cè)試儀

這實(shí)際上是一個(gè)非常重要的步驟，因?yàn)槿绻粶y(cè)試測(cè)試儀是否捕捉到負(fù)面場(chǎng)景，那么您能否確信當(dāng)測(cè)試通過(guò)時(shí)設(shè)備正在按預(yù)期工作。

如果您熟悉軟件開(kāi)發(fā)中的單元測(cè)試，這相當(dāng)于創(chuàng)建負(fù)面測(cè)試場(chǎng)景。

為了測(cè)試這一點(diǎn)，我還特意創(chuàng)建了幾個(gè)有錯(cuò)誤的板：

將 USB 接頭焊接在電路板的錯(cuò)誤一側(cè)。USB 接頭可以很好地安裝，但接地線不會(huì)連接，5V 線會(huì)連接。

故意橋接兩個(gè)引腳來(lái)測(cè)試橋接測(cè)試代碼。