Testeur Arduino fiable pour les produits Power Blough-R

Composants et fournitures

Arduino Nano R3 (un Uno fonctionne aussi bien)	×1
Connecteur USB mâle	×1
Connecteur USB femelle	×1

Applications et services en ligne

• Arduino IDE

À propos du projet

Ce dispositif peut sembler modeste, mais c'est probablement l'outil le plus utile que j'aie jamais construit avec un Arduino. Il s'agit d'un testeur automatique pour mon produit, le Power Blough-R. Non seulement il me fait gagner un temps précieux (au moins 4 heures économisées à ce jour), mais il me donne également une confiance totale dans le bon fonctionnement de chaque unité avant expédition.

Le Power Blough-R (prononcé « Power Blocker », un jeu de mots sur mon nom qui se prononce « lock » !) résout le problème de rétro-alimentation électrique que l'on rencontre souvent avec OctoPrint et une imprimante 3D.

Utilisation du testeur

Il suffit d'insérer un Power Blough-R dans les connecteurs USB et d'appuyer sur le bouton de reset de l'Arduino Nano. Le testeur exécute une suite de tests et indique le résultat via la LED intégrée du Nano : allumée fixe = réussite, clignotante = échec.

Avec cet outil, le temps de test par unité est passé d'environ 30 secondes à 5 secondes. Une économie de 25 secondes peut sembler minime, mais sur des centaines d'unités, l'impact est considérable. Pour donner une idée : il me faut moins de temps pour tester deux fois un Power Blough-R que pour simplement ouvrir son sachet antistatique !

Vous n'aurez probablement pas besoin de construire ce testeur exact, mais j'espère que certaines approches pourront vous être utiles.

Le Power Blough-R

Si vous utilisez OctoPrint avec votre imprimante 3D, vous avez peut-être constaté que l'écran de l'imprimante reste allumé via l'alimentation USB du Raspberry Pi, même lorsque l'imprimante est éteinte. C'est agaçant, surtout dans une pièce sombre.

Le Power Blough-R est un simple PCB avec un connecteur USB mâle et un connecteur USB femelle, mais sans connexion de la ligne 5V.

D'autres solutions existent (couper le fil 5V du câble USB, mettre du scotch sur la broche 5V), mais je voulais une solution simple, robuste et sans abîmer les câbles.

Disponible à l'achat :

• Sur ma boutique Tindie (kit ou assemblé)
• Sur TH3dstudio.com (assemblé)

Note : cet article n'est pas sponsorisé et je n'ai aucun lien financier avec TH3D au-delà de la fourniture des Power Blough-R.

Contexte : la grosse commande

Je vendais les Power Blough-R sur Tindie, principalement en kit. Pour les versions assemblées, je testais au multimètre : continuité sur GND, D-, D+ ; absence de connexion sur 5V ; recherche de courts-circuits. Cela prenait ~30 secondes et était source d'erreurs.

Puis Tim de TH3DStudio m'a contacté pour une commande de test. Je m'attendais à 10-20 unités. Il en a commandé 100.

Tester 100 unités au multimètre était impossible de manière fiable. Il me fallait une solution automatisée.

Matériel

J'ai opté pour la simplicité absolue (contraintes de temps) et le coût minimal (< ~5 $) :

• Arduino Nano (micro USB, mais n'importe quel modèle convient)*
• Breakout à borniers pour Nano*
• Breakout USB mâle*
• Breakout USB femelle*
• Quelques fils

Assemblage : Souder les broches sur le Nano si nécessaire, l'insérer dans le breakout à borniers. Souder 5 fils sur chaque breakout USB (pour le blindage du connecteur femelle, souder sur le côté du connecteur). Dénuder l'autre extrémité et serrer dans les borniers (laisser du jeu pour faciliter l'insertion/retrait).

Brochage côté mâle :

• GND → broche 2
• D+ → broche 3
• D- → broche 4
• VCC → broche 5
• Blindage → broche 10

Brochage côté femelle :

• GND → broche 6
• D+ → broche 7
• D- → broche 8
• VCC → broche 9
• Blindage → broche 11

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Logiciel

Installer l'Arduino IDE, récupérer le sketch sur mon GitHub et le téléverser. Au démarrage, le sketch exécute la suite de tests : LED allumée fixe si tout passe, clignotante en cas d'échec. Les raisons d'échec sont aussi envoyées sur le moniteur série (non utilisé en production).

Suite de tests :

1. Test initial : Vérifie que les broches femelles se comportent comme attendu en ignorant les broches mâles (voir logique tri-state).
2. Test principal : Vérifie que GND, D+, D- et Blindage sont connectés, tandis que la ligne 5V est bloquée. C'est le test de la fonctionnalité cœur.
3. Test de ponts : Vérifie qu'aucune broche n'est en court-circuit avec une autre. Chaque broche est mise à un niveau, puis on vérifie que les autres ne sont pas affectées.

INPUT_PULLUP

Très utile pour économiser une résistance de pull-up par broche. Quand une broche est en INPUT_PULLUP, elle est reliée au VCC via une résistance interne de 10 kΩ. Sans cela, l'état est « flottant » et imprévisible. J'ai mis les broches FEMELLE en INPUT_PULLUP (état de référence HAUT). Les broches MÂLE sont mises à BAS ; quand elles sont connectées, la broche femelle doit passer à BAS.

Logique tri-state

Pour le test initial, je devais lire les broches femelles sans influence des broches mâles. Les broches des microcontrôleurs ont trois états : HAUT, BAS et HAUTE IMPÉDANCE (équivalent à une résistance de 100 MΩ, déconnectantvirtuellement la broche du circuit). C'est obtenu en mettant la broche en INPUT. C'est aussi la base du Charlieplexing.

Tester le testeur

Étape cruciale : vérifier que le testeur détecte bien les défauts. Équivalent aux tests unitaires négatifs en développement logiciel.

J'ai créé des cartes avec défauts volontaires :

• Connecteurs USB soudés du mauvais côté : GND non connecté, 5V connecté (celui-ci n'était pas volontaire, ce qui prouve l'utilité du testeur !)
• Pont intentionnel entre deux broches pour valider le test de ponts.

Conclusion

Depuis la commande initiale, Tim a recommandé 200 Power Blough-R supplémentaires. Le gain de temps est appréciable, mais la confiance absolue dans la qualité du produit est le vrai bénéfice. Ma femme a même géré tous les tests de la commande de 200, appréciant la rapidité et la simplicité du verdict pass/fail.

J'espère que ce guide vous aura apporté quelque chose d'utile. Questions bienvenues en commentaires !

Amicalement,

Brian

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Code

GitHub : https://github.com/witnessmenow/Power-BLough-R-Tester