Betrouwbare Arduino-tester voor Power Blough-R-apparaten

Onderdelen en benodigdheden

Apps en online diensten

• Arduino IDE

Over dit project

Dit is misschien wel het nuttigste project dat ik ooit met een Arduino heb gebouwd. Het is een automatische tester voor het product dat ik verkoop: de Power Blough-R. Het bespaart me niet alleen tijd (momenteel al meer dan 4 uur), maar geeft me ook veel meer vertrouwen dat elk apparaat 100% functioneert voordat het wordt verzonden.

Wat is de Power Blough-R?

De Power Blough-R (uitgesproken als "Power Blocker", een spel met mijn achternaam Blough die "lock" klinkt) lost het terugvoedingsprobleem op dat vaak voorkomt bij het gebruik van OctoPrint met een 3D-printer. De printer-scherm blijft aan door de USB-voeding van de Raspberry Pi, zelfs als de printer uitstaat. Dit kan vervelend zijn, vooral in een donkere kamer.

De Power Blough-R is een simpele printplaat met een mannelijke en vrouwelijke USB-connector, maar verbindt de 5V-lijn niet. Andere oplossingen zijn het doorknippen van de 5V-draad of het afplakken van de pin, maar ik wilde een robuuste, niet-destructieve oplossing.

Interesse in de Power Blough-R? Ze zijn verkrijgbaar op:

• Mijn Tindie-winkel (kit of gemonteerd)
• TH3dstudio.com (gemonteerd)

Let op: dit is geen gesponsorde post. Ik heb geen betrokkenheid bij TH3D behalve de levering van de Power Blough-R's.

Achtergrond: de grote bestelling

Eerder testte ik gemonteerde eenheden met een multimeter (ongeveer 30 seconden per unit). Toen Tim van TH3DStudio 100 exemplaren wilde bestellen, wist ik dat handmatig testen onmogelijk was. Ik moest automatiseren.

Hardware

De opbouw is simpel en goedkoop (minder dan $5):

• Arduino Nano (elke variant werkt)
• Nano schrofterminal breakout
• Mannelijke USB breakout
• Vrouwelijke USB breakout
• Enkele draden

Aansluiting mannelijke connector:

• GND → pin 2
• D+ → pin 3
• D- → pin 4
• VCC → pin 5
• Scherm → pin 10

Aansluiting vrouwelijke connector:

• GND → pin 6
• D+ → pin 7
• D- → pin 8
• VCC → pin 9
• Scherm → pin 11

Software

Download de Arduino IDE en upload de sketch vanaf mijn GitHub. Bij opstart voert de tester een reeks tests uit:

• Initiële test: controleert vrouwelijke pinnen terwijl mannelijke pinnen in high-impedance staan (tri-state logica).
• Hoofdtest: verifieert dat GND, D+, D- en scherm verbonden zijn, terwijl 5V geblokkeerd blijft.
• Brugtest: controleert dat geen pinnen met elkaar verbonden zijn (kortsluiting).

Resultaat: ingebouwde LED brandt constant (geslaagd) of knippert (mislukt). De seriële monitor geeft details, maar ik gebruik alleen de LED.

INPUT_PULLUP

De vrouwelijke pinnen worden ingesteld als INPUT_PULLUP (interne 10kΩ pull-up naar VCC). Zolang de mannelijke pinnen LOW zijn en verbonden zijn met de vrouwelijke pinnen, lezen deze LOW. Dit elimineert de noodzaak voor externe pull-up weerstanden.

Tri-state logica

Microcontroller-pinnen hebben drie toestanden: HIGH, LOW en HIGH-IMPEDANCE (ingang). Door de mannelijke pinnen als INPUT in te stellen, worden ze effectief losgekoppeld (100 MΩ), wat ideaal is voor de initiële test.

Testen van de tester

Net als bij unit tests in software, heb ik negatieve testscenario's gemaakt:

• Een bord met USB-headers aan de verkeerde kant gesoldeerd (GND niet verbonden, 5V wel).
• Een bord met opzettelijk overbrugde pinnen.

Conclusie

Deze tester heeft de testtijd per unit van 30 seconden teruggebracht tot 5 seconden. Bij honderden units bespaart dit uren. Mijn vrouw testte de volgende 200 units en was onder de indruk van de snelheid en eenvoud (pass/fail LED).

De code is beschikbaar op GitHub.