Кабельный тестер с сенсорным экраном

В этой статье мастер с ником TechKiwi предоставляет нам на обозрение свой трассировщик кабелей.
С помощью этого устройства для трассировки кабелей с сенсорным экраном можно определите тип и целостность кабелей USB и RJ45. Определить точную конфигурацию проводки, диагностировать сломанную проводку и соединения штекерных контактов.
Тестируется более 10 типов кабелей, используя RJ45, USB B / B3, USB A / A3, USB C, USB Mini, USB Micro / Micro3
Меню сенсорного экрана включает режим автоопределения и ручной режим для более глубокой диагностики.
Устройство отображает обратную связь контактов на любом из используемых входных и выходных портов.
Мастер попытался свести к минимуму количество деталей, чтобы сделать устройство более доступным для производителей любого уровня подготовки.

Внимание: проект разрабатывался, как коммерческий, но доступна и версия для самостоятельной сборки. Т.е. по факту мастер предоставляет выбор приобрести готовую протестированную плату, заказать изготовление платы (два варианта: с комплектующими и голая плата) или спроектировать плату самостоятельно (схема прилагается).

Инструменты и материалы:
-Плата Arduino Mega 2560 или Arduino Due;
-Пользовательская плата (готовую плату заказать можно здесь для изготовления см. дальнейшие шаги);
-ILI9325 2,8-дюймовый сенсорный TFT-экран;
-Кабель USB A длиной 1 м (используется для подключения зарядного устройства USB к устройству Cable Tracer);
-Зарядное устройство USB A (используется для питания устройства);
-3 винта M3 Х 8 мм;
-Штыревой разъем 2,54 мм двурядный 18Х2;
-Штыревой разъем 2,54 мм однорядный 8Х1 — 5 шт, 6Х1 — 1 шт.;
-3D-принтер;
-Паяльные принадлежности;
-Комплектующие согласно спецификации;

Шаг первый: подготовка Ардуино
Важно последовательно выполнять эти инструкции, чтобы обеспечить постепенное тестирование каждого из компонентов.
Загрузите код в Arduino Mega (ниже)
Поместите Arduino Mega на твердую плоскую не токопроводящую поверхность.
Загрузите IDE Arduino в свой компьютер с Windows / Mac, следуя инструкциям, приведенным здесь.
Подключите Arduino Mega к USB-порту с помощью кабеля USB A — B, предоставленного производителем платы. Убедитесь, что плата находится на не токопроводящей поверхности, чтобы не было короткого замыкания.
Чтобы экран работал с Arduino Mega, в Arduino IDE должны быть загружены очень специфические библиотеки. Для удобства мастер поместил их в ZIP-папку ниже.
Начинаем с удаления следующих библиотек из папки / Arduino / Libraries на ПК / Mac
-SPI.h
-Adafruit_GFX.h
-MCUFRIEND_kbv.h
-TouchScreen.h
Затем загрузите CableTracerLibraries.zip отсюда.
Распакуйте файлы в папку / Arduino / Libraries на ПК / Mac.
Загрузите приведенный ниже код.
ПРИМЕЧАНИЕ. Если после загрузки кода вы видите белый экран, значит, используется другой контроллер. Мастер предоставил два варианта кода для разных контроллеров.
Touch_Screen_Cable_Tracer_InstructablesV1_IL_Mega_Due.ino
Touch_Screen_Cable_Tracer_InstructablesV1_Legacy_Mega.ino
Нажмите кнопку загрузки и после успешной загрузки кода отключите USB-кабель от источника питания.
Проверьте 2,8-дюймовый TFT-экран на Arduino Mega
Когда USB-кабель или кабель питания отсоединены от Arduino Mega, осторожно вставьте экран в Mega, убедившись, что контакты выровнены.
Подайте питание на порт USB и убедитесь, что экран-заставка отображается правильно и меню сенсорного экрана работает правильно.
Подключите внешний USB-кабель питания к Arduino Mega (не обязательно, можно добавить стандартный разъем источника питания к Arduino Mega, как описано здесь).
Мастер решил использовать кабель USB A для двух функций: для питания и возможности обновлять код устройства без необходимости его разборки. Оставляем штекерный разъем USB A, отрезав другой конец (нужен конец примерно 1 м). Зачищаем кабель, чтобы оголить 4 провода — красный, черный, зеленый и белый.

Шаг второй: 3D-печать
Корпус состоит из четырех деталей:
Крышка корпуса
Корпус
Заглушка на крышку
Шайбы x3
Мастер использовал нить PLA и выбрал комбинацию синего и зеленого. Файлы для печати можно скачать здесь.

Шаг третий: изготовление платы
Как говорилось ранее, есть несколько вариантов получение платы. Для покупки готовой смонтированной платы ссылка в «инструментах и материалах». Второй вариант заказать плату на специализированом предприятии. При заказе также можно выбрать изготовление только печатной платы, а затем установить свои собственные компоненты, или можно заказать плату с установленными компонентами. Чтобы заказать изготовление платы на сервисе нужно выполнить следующие основные действия:
Перейдите на сайт JLPCB и создайте новую учетную запись.
Перейдите в раздел « Заказать сейчас » на сайте.
Загрузите файлы TechKiwiGadgets, расположенные здесь.
Используйте кнопку «Добавить файл Gerber», чтобы загрузить файл Gerber. В этом разделе можно выбрать количество плат и будет понятна стоимость.
Если вы хотите, чтобы компоненты были установлены, нужно включить «SMT Assembly», который активирует дополнительные поля. Вам будет предложено загрузить еще два файла, которые снова указаны ниже.
Загрузите файл спецификации компонента.
Загрузите предоставленный файл Pick and Place.
Пункты, на которые стоит обратить внимание перед оформлением заказа.
«Сборка SMT» может быть добавлена только к одной стороне печатной платы в процессе производства. По этой причине мастер вручную припаял контакты разъема для Arduino Mega.
Некоторые компоненты могут быть недоступны. В этом случае можно выбрать альтернативные детали или после изготовления платы установить компоненты самостоятельно.
Если вы хотите произвести монтаж платы самостоятельно, мастер рекомендует заказать вместе с платой паяльную маску. Маска позволяет легко нанести паяльную пасту на печатную плату.

Третий вариант — разработать плату самостоятельно. Мастер советует использовать ПО EasyEDA. С инструкцией по работе с программой можно ознакомится здесь.
Все необходимые файлы, включая схему, мастер предоставил.

Шаг четвертый: сборка
Сборка очень проста.
Используя твердую непроводящую поверхность, осторожно отделите ЖК-дисплей от платы Arduino, следя за тем, чтобы не сгибать ЖК-дисплей и не давить на оранжевый ленточный кабель.
Осторожно установите ЖК-дисплей в разъем устройства для трассировки кабелей, убедившись, что контакты совпадают с гнездами. После установки еще раз проверьте, что все штифты находятся в правильном положении.
Возьмите Arduino и осторожно установите в штифты, расположенные на нижней стороне платы Cable Tracer Sheild.
На этом этапе стоит подключить устройство к источнику питания USB, чтобы провести быстрый функциональный тест и убедиться, что нет проблем. При отсутствии подключенных внешних кабелей в левом нижнем углу экрана не должно быть подсчетов подключений, и сенсорный экран должен работать.
Установите плату на нижнюю часть корпуса. Осторожно пропустите кабель USB A через отверстие.

Прикрутите плату к нижней части корпуса винтами. Под головки винтов нужно установить пластиковые шайбы, напечатанные на 3D-принтере. Они защищают верхнюю монтажную дорожку от повреждения металлическими винтами.
Установите в верхнюю крышку заглушку. Она выполняет чисто декоративные функции. После того, как она встала на место, нанесите небольшое количество термоклея в каждый угол.
Соедините обе части корпуса. Крышка и основание были специально разработаны и напечатаны так, чтобы плотно прилегать к плате. Не склеивайте крышку и основание до завершения тестирования.

Шаг пятый: тестирование
Теперь у вас есть полностью функционирующий блок. Тестер кабеля предназначен для тестирования более 10 типов кабелей с использованием разъемов RJ45, USB B / B3, USB A / A3, USB C, USB Mini, USB Micro / Micro3.
Cable Tracer имеет два режима — автоматический и ручной.

Автоматический режим
Этот режим является режимом по умолчанию и использует предварительно определенные условия для определения и последующего отображения конфигураций входного и выходного кабеля.
В нижней левой части экрана есть два счетчика. «Pre» и «Post» используются для запуска перерисовки конфигурации экрана. Если есть изменение в кабельном соединении, функции будут активированы.

Ручной режим
Чтобы использовать ручной режим, необходимо отключить все тестируемые кабели. Затем на главном экране нажать кнопку «Manual».
Теперь пользователю будет представлено меню вариантов кабеля, из которого можно выбрать необходимый. Эти параметры заставляют трассировщик кабелей отображать выбранные кабельные разъемы. Подключайте по одному концу за раз, чтобы увидеть эффект от этого. Вы сможете увидеть, какие контакты закреплены на конце кабеля, прежде чем подключаться к другому концу. Это полезно для выявления закороченных кабелей, разомкнутых контактов, поврежденных или незакрепленных штекеров.

Использование тестера
Мастер советует начинать с автоматического режима при первом тестировании кабелей. Если тестовый кабель необычный или поврежден настолько, что автоматический режим не определяет кабель, переключитесь в ручной режим.
Ниже несколько реальных примеров из практики мастера.
-В кабелях USB C отсутствуют 2 или 3 контакта заземления или VCC.
-Кабели USB C, которые не будут заряжать некоторые устройства, потому что для устройства требуются контакты для передачи данных
-USB-кабели с закороченными контактами или открытыми контактами, которые не передают данные между устройствами
-Использование кабеля USB B V2 вместо USB B V3.
-Использование перекрестного кабеля RJ45 вместо прямого

Все готово. Теперь у вас есть собственный кабельный трассировщик.

Источник