基于 Arduino 的可靠 Power Blough-R 产品测试设备

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项目简介

这或许看起来不起眼，但这绝对是我用 Arduino 制作过最实用的东西。它是一款针对我的产品 Power Blough-R 的自动化测试仪。它不仅为我节省了大量时间（目前已节省至少 4 小时，还在增加），更让我对发货前的产品功能完好度充满信心。

什么是 Power Blough-R？

Power Blough-R 读音为 "Power Blocker"（电源阻断器），这是对我名字的谐音梗（我姓 Blough，读音像 "lock"）。它解决的是使用 OctoPrint 连接 3D 打印机时常见的回馈供电问题：即使打印机电源关闭，树莓派的 USB 供电仍会点亮打印机屏幕，这在暗室中尤为恼人。

Power Blough-R 本质上是一块带有公母 USB 接口的简单 PCB，但它不连接 5V 线路。其他解决方案包括剪断 USB 线的 5V 线或用胶带遮挡 5V 接触点，但我想要一种简单、坚固且不损坏 USB 线缆的方法。

购买渠道：

• 我的 Tindie 店铺（套件或组装版）
• TH3dstudio.com（组装版）

注：本文非广告，我与 TH3D 仅有供货关系，未因链接获得额外利益。

背景：大订单

我最初在 Tindie 销售套件，组装版用万用表测试：检查 GND、D-、D+ 通路、5V 断路及短路。单台约 30 秒，但极易出错。直到 TH3D 的 Tim 联系我，想试销 100 台组装版。手工测 100 台几乎不可能，我必须自动化！

硬件设计

采用最简单、最便宜的方案（成本约 $5）：

• Arduino Nano（带 Micro USB，其他型号亦可）
• Nano 螺丝端子扩展板
• 公头 USB 接口板
• 母头 USB 接口板
• 若干导线

接线分配：

公头接口：

• GND → 引脚 2
• D+ → 引脚 3
• D- → 引脚 4
• VCC → 引脚 5
• Shield → 引脚 10

母头接口：

• GND → 引脚 6
• D+ → 引脚 7
• D- → 引脚 8
• VCC → 引脚 9
• Shield → 引脚 11

软件逻辑

上传 GitHub 上的草图后，复位即可自动测试。内置 LED 常亮 = 通过，闪烁 = 失败。串口会输出失败原因（我未使用）。

测试流程：

1. 初始测试：忽略公头引脚，检查母头引脚读数是否符合预期（利用三态逻辑）。
2. 主测试：验证 GND、D+、D-、Shield 导通，5V 断路——核心功能测试。
3. 短路测试：逐引脚输出电平，检查其余引脚是否受影响，确保无短路。

关键技术点：

INPUT_PULLUP

将引脚设为 INPUT_PULLUP 相当于接 10kΩ 上拉电阻至 VCC，避免悬空状态。测试时公头引脚输出 LOW，母头引脚若相连则读为 LOW。

三态逻辑

单片机引脚有三态：HIGH、LOW、高阻态（HIGH-IMPEDANCE）。设为 INPUT 即为高阻态，相当于串联 100MΩ 电阻，电气上断开。初始测试利用此特性隔离公头引脚影响。这也是 Charlie-plexing 的核心原理。

测试测试仪

正如软件单元测试需负用例，硬件测试仪也需验证能捕获缺陷。我故意制作了两块不良品：

• USB 接口焊反面：GND 断路、5V 导通（这是真实失误，证明了测试仪必要性）
• 人为短路两引脚：验证短路检测代码

总结

这是我用 Arduino 做过最实用的工具。后续 Tim 又订了 200 台，我妻子负责测试，她极赞其速度与简明的通过/失败指示。单台测试从 30 秒降至 5 秒，批量时优势巨大——甚至比打开防静电袋还快！

希望本指南能给你带来启发，欢迎提问交流。

Brian

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代码

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