Pembaca nilai tolok digital Mitutoyo yang menghantar nilai ke komputer melalui Wi-Fi dan USB untuk pemeriksaan dan pengukuran kualiti (penyelidikan dalaman)
Pembaca nilai ini menerima nilai daripada tolok digital Mitutoyo dan menghantarnya ke komputer tanpa perlu menaip nilai secara manual. Kami membina prototaip dengan 2 pendekatan dalam kerja penyelidikan dan pembangunan dalaman sepanjang tempoh 2015–2018, iaitu pembaca nilai Wi-Fi dan papan USB yang dikenali oleh komputer sebagai papan kekunci. Tempoh kerja ini selari dengan dokumen InGauge USB 2.0 tahun 2017
- Industri
- Perkhidmatan
- Tahun
- 2015–2018
- Skop pekerjaan
- Prototaip 2 pendekatan: (1) pembaca nilai Wi-Fi pada papan NodeMCU berserta suis kaki, halaman web tetapan dan perisian Gauge Reader (Python) pada komputer (2) papan USB dengan cip ATmega32U4, perisian tegar versi v3 berasaskan Arduino dengan 3 mod, iaitu menghantar nilai apabila diminta oleh komputer, menghantar nilai sebaik sahaja dibaca (maksimum 4 saluran dalam mod port bersiri) dan mod papan kekunci USB HID · Penyelidikan dan pembangunan dalaman kami
Ringkasan
- Prototaip daripada kerja penyelidikan dan pembangunan dalaman kami pada tahun 2015–2018 yang menerima nilai daripada port Digimatic pada tolok digital Mitutoyo dan menghantarnya ke komputer, menggantikan kaedah membaca angka pada tolok dan menaipnya sendiri satu demi satu
- Kami membina 2 pendekatan, iaitu pembaca nilai Wi-Fi pada papan NodeMCU yang menghantar nilai apabila suis kaki dipijak, dan papan USB dengan cip ATmega32U4 yang menggunakan perisian tegar versi v3
- Perisian tegar versi v3 mempunyai 3 mod, menyokong tolok sehingga maksimum 4 saluran dalam mod port bersiri, dan mempunyai mod papan kekunci (USB HID) yang menaip nilai ke dalam perisian berserta Enter tanpa perlu memasang perisian tambahan
- Model yang kini dijual dan disewakan oleh syarikat ialah InGauge USB V2.1 daripada program ITAP tahun 2020–2021, yang litarnya direka bentuk semula dan telah lulus ujian CE/FCC
Masalah di tapak
Kerja pengukuran yang masih merekod keputusan secara manual memerlukan pengguna membaca angka pada skrin tolok dan menaipnya sendiri ke dalam perisian satu demi satu. Pembaca nilai ini menerima nilai daripada port Digimatic (port penghantaran data pada tolok Mitutoyo) lalu menghantarnya terus ke komputer
Apa yang kami lakukan
Kami menguji 2 pendekatan. Pendekatan pertama ialah pembaca nilai Wi-Fi pada papan NodeMCU yang menghantar nilai ke perisian Gauge Reader pada komputer apabila suis kaki dipijak (Foot Switch — suis pijak untuk mengarahkan penghantaran nilai). Pendekatan kedua ialah papan USB dengan cip ATmega32U4 yang menggunakan perisian tegar versi v3, yang mempunyai mod papan kekunci (USB HID) untuk menaip nilai daripada tolok ke dalam perisian berserta Enter apabila butang ditekan
Hasil ujian dengan bahan kerja sebenar
Apa yang kami bina dan mempunyai bukti ialah perisian tegar versi v3 dengan 3 mod, kod versi mod papan kekunci, dan pembaca Wi-Fi berserta manual. Dokumen tidak merekodkan angka kelajuan atau ketepatan penghantaran nilai. Kemudian, program ITAP pada tahun 2020–2021 mereka bentuk semula litar sehingga menghasilkan InGauge USB V2.1 yang telah lulus ujian CE/FCC dan merupakan model yang kini dijual dan disewakan oleh syarikat
Latar belakang masalah
Pembaca nilai ini menghantar nilai daripada tolok digital terus ke komputer, menggantikan kaedah membaca angka pada skrin tolok dan menaipnya sendiri ke dalam perisian satu demi satu. Tolok digital sememangnya memaparkan hasil dalam bentuk angka, tetapi jika nilai masih perlu ditaip semula, kerja merekod keputusan tetap perlahan dan boleh berlaku kesilapan menaip
Banyak model tolok digital Mitutoyo, seperti angkup vernier dan mikrometer, sudah mempunyai port Digimatic untuk penghantaran data. Oleh itu, prototaip ini bermula dengan menerima nilai di port tersebut. Kerja ini ialah penyelidikan dan pembangunan dalaman kami dalam tempoh tahun 2015–2018
Keperluan dan kekangan
Dokumen prototaip tidak merekodkan keperluan sebagai senarai berasingan. Keperluan di bawah dirumuskan daripada apa yang benar-benar dapat dilakukan oleh kod dan manual prototaip
- Membaca nilai daripada tolok melalui pin isyarat port Digimatic, iaitu pin jam (CLK), pin data (DAT) dan pin permintaan nilai (REQ)
- Menghantar nilai ke perisian yang sedang dibuka pada komputer berserta Enter supaya medan seterusnya bersedia menerima nilai
- Bagi jenis Wi-Fi dan mod papan kekunci, pengukur sendiri yang mengarahkan penghantaran nilai dengan memijak suis kaki atau menekan butang
- Had: mod yang menghantar nilai melalui port bersiri (Serial) memerlukan perisian di bahagian komputer untuk menerima nilai, dan mod papan kekunci menerima nilai daripada satu tolok pada satu masa
Apakah perbezaan penghantaran nilai melalui Wi-Fi dengan USB
Jenis Wi-Fi memerlukan perisian Gauge Reader dipasang dan dibuka pada komputer untuk menerima nilai, manakala papan USB dalam mod papan kekunci tidak memerlukan perisian tambahan kerana komputer mengenali papan itu sebagai sebuah papan kekunci. Jenis Wi-Fi dan mod papan kekunci kedua-duanya menaip nilai ke dalam perisian yang sedang dibuka berserta Enter apabila pengukur mengarahkan penghantaran nilai
Perbandingan 2 pendekatan prototaip
| Tajuk | Jenis Wi-Fi | Jenis papan USB (perisian tegar versi v3) |
|---|---|---|
| Papan yang digunakan | NodeMCU | Cip ATmega32U4 dengan perisian tegar berasaskan Arduino |
| Cara mengarahkan penghantaran nilai | Memijak suis kaki | Menekan butang dalam mod papan kekunci · Permintaan daripada komputer atau penghantaran sebaik sahaja nilai dibaca dalam mod port bersiri |
| Perisian di bahagian komputer | Perlu membuka perisian Gauge Reader (Python) | Mod papan kekunci tidak memerlukan perisian tambahan |
| Pengaturcaraan | Menetapkan nama dan kata laluan Wi-Fi serta alamat komputer destinasi melalui halaman web pembaca | Sambung kabel USB ke komputer |
| Bilangan tolok | Tidak dinyatakan dalam dokumen | Maksimum 4 saluran dalam mod port bersiri · Satu tolok pada satu masa dalam mod papan kekunci |
Bagaimana papan USB berfungsi dalam mod papan kekunci
- 1
Sambungkan tolok ke papan
Sambungkan kabel daripada port Digimatic tolok ke papan cip ATmega32U4, kemudian pasangkan papan ke port USB komputer
- 2
Komputer mengenali papan sebagai papan kekunci
Perisian tegar dalam mod papan kekunci (USB HID) membolehkan komputer mengenali papan sebagai sebuah papan kekunci
- 3
Tekan butang untuk menghantar nilai
Apabila pengukur menekan butang, papan menaip nilai daripada tolok ke medan tempat kursor berada, lalu menekan Enter bagi pihak pengukur
- 4
Digunakan dengan perisian yang menerima input menaip
Nilai boleh dimasukkan ke mana-mana perisian yang menerima input daripada papan kekunci, seperti jadual dalam perisian hamparan atau borang rekod hasil pengukuran
Perisian tegar versi v3 mempunyai 2 mod lagi yang menghantar nilai melalui port bersiri, iaitu menghantar apabila diminta oleh komputer dan menghantar sebaik sahaja nilai dibaca. 2 mod ini menyokong tolok sehingga maksimum 4 saluran, tetapi memerlukan perisian di bahagian komputer untuk menerima nilai
Bagaimana pembaca nilai Wi-Fi pada papan NodeMCU berfungsi
- Sambungkan tolok dan suis kaki ke pembaca nilai pada papan NodeMCU
- Tetapkan nama dan kata laluan Wi-Fi serta alamat komputer destinasi melalui halaman web tetapan pembaca
- Buka perisian Gauge Reader (ditulis dengan Python) pada komputer
- Apabila suis kaki dipijak, nilai dihantar melalui Wi-Fi ke perisian Gauge Reader, yang menaip nilai ke dalam perisian yang sedang dibuka dan menekan Enter bagi pihak pengukur
Apakah USB HID
HID (Human Interface Device) ialah standard bagi peranti seperti papan kekunci dan tetikus. Komputer mengenali peranti jenis ini dengan serta-merta. Oleh itu, peranti yang bertindak sebagai papan kekunci dapat menghantar angka ke mana-mana perisian yang menerima input menaip
Apa yang kami bina dan uji
Kami membina pembaca nilai dengan 2 pendekatan berserta perisian di bahagian komputer, perisian tegar dan manual. Senarainya adalah seperti berikut
- Manual pembaca nilai Wi-Fi yang menyatakan langkah tetapan melalui halaman web pembaca
- Perisian Gauge Reader (Python) yang menerima nilai daripada pembaca dan menaipnya ke dalam perisian yang sedang dibuka
- Perisian tegar papan USB versi v3 pada cip ATmega32U4 dengan 3 mod
- Kod versi mod papan kekunci yang diasingkan sebagai satu set lain, dan reka bentuk litar papan USB
Apakah kaitan prototaip ini dengan InGauge
Prototaip ini berada dalam tempoh yang sama dengan dokumen produk InGauge USB 2.0 tahun 2017, tetapi masih perlu disahkan sama ada perisian tegar versi v3 ialah perisian tegar yang sama dengan InGauge USB 2.0. Produk yang kini dijual dan disewakan oleh syarikat ialah InGauge USB V2.1 daripada program ITAP. Urutan kerja yang didokumenkan adalah seperti berikut
- Tahun 2015–2018: Penyelidikan dan pembangunan dalaman, menguji pembaca nilai Wi-Fi dan papan USB yang menggunakan perisian tegar versi v3
- Tahun 2017: Dokumen produk InGauge USB 2.0
- Tahun 2020–2021: Program ITAP mereka bentuk semula litar sehingga menghasilkan InGauge USB V2.1 yang telah lulus ujian CE/FCC
InGauge USB V2.1 mempunyai mod port bersiri (Mode 1) dan mod papan kekunci USB HID (Mode 2), iaitu kaedah penghantaran nilai yang sama seperti yang terdapat pada perisian tegar versi v3 prototaip
Hasil yang dapat disahkan daripada dokumen prototaip
Apa yang dapat disahkan ialah kod dan manual prototaip. Perisian tegar versi v3 pada cip ATmega32U4 mempunyai 3 mod dan menyokong tolok sehingga maksimum 4 saluran dalam mod port bersiri. Manual pembaca Wi-Fi menyatakan langkah tetapan dan penghantaran nilai dengan suis kaki
Dokumen prototaip merekodkan kod dan langkah penggunaan, tetapi tidak merekodkan angka kelajuan atau ketepatan penghantaran nilai. Oleh itu, halaman ini tidak melaporkan angka tersebut
Untuk kegunaan dalam barisan pengeluaran, gunakan InGauge
Untuk kerja menghantar nilai daripada alat pengukur ke komputer dalam barisan pengeluaran, gunakan InGauge USB V2.1 yang litarnya direka bentuk semula dan telah lulus ujian CE/FCC. Lihat butiran di halaman produk InGauge
Apakah yang kita pelajari
Prototaip ini memberikan 3 prinsip untuk kerja menghantar nilai daripada alat pengukur ke komputer
- Hantar nilai melalui saluran yang sudah dikenali oleh komputer. Jenis Wi-Fi memerlukan perisian Gauge Reader sentiasa dibuka, manakala mod papan kekunci (USB HID) tidak memerlukan apa-apa pemasangan tambahan. Semakin sedikit persediaan di bahagian komputer, semakin mudah untuk disambungkan dengan perisian sedia ada
- Biarkan pengukur sendiri mengarahkan penghantaran nilai apabila nilai yang ditaip ke dalam perisian mesti sepadan dengan bahan kerja yang diukur. Pembaca Wi-Fi dan mod papan kekunci menghantar nilai apabila suis kaki dipijak atau butang ditekan. Oleh itu, nilai yang masuk ke perisian ialah nilai yang dipilih oleh pengukur untuk dihantar
- Kod yang dapat menghantar nilai masih perlu melalui satu lagi peringkat reka bentuk litar dan ujian standard sebelum dijual. Model InGauge USB V2.1 yang dijual sekarang telah melalui reka bentuk semula litar dan ujian CE/FCC dalam program ITAP
Bagaimana anda boleh menggunakan pendekatan ini untuk kerja pengukuran anda
Jika tolok anda mempunyai port Digimatic dan anda sudah merekod hasil pengukuran ke dalam perisian pada komputer, anda boleh menggunakan pendekatan yang sama seperti prototaip ini, iaitu menerima nilai daripada port tolok dan menaipnya ke dalam perisian seperti papan kekunci. Untuk kegunaan sebenar, gunakan InGauge dan bukan prototaip. Bahagian yang perlu disesuaikan bergantung pada perisian penerima nilai dan bilangan tolok
Bahagian yang boleh digunakan semula dan bahagian yang perlu diubah suai
| Bahagian kerja | Boleh digunakan semula | Perlu diubah suai apabila |
|---|---|---|
| Penerimaan nilai daripada tolok | Bacaan nilai daripada port Digimatic | Tolok anda tidak mempunyai port Digimatic atau belum mempunyai kabel sambungan yang sepadan dengan model, jadi tolok perlu diperiksa terlebih dahulu |
| Penghantaran nilai ke perisian | Mod papan kekunci (USB HID) yang menaip nilai berserta Enter | Perisian anda menerima nilai melalui port bersiri, jadi perisian di bahagian komputer diperlukan untuk menerima nilai |
| Arahan penghantaran nilai | Butang tekan atau suis kaki | Postur kerja berbeza, jadi kedudukan suis perlu dipilih supaya tangan masih dapat memegang bahan kerja dan tolok |
| Bilangan tolok | Satu tolok pada satu masa dalam mod papan kekunci | Jika perlu membaca beberapa tolok serentak, mod port bersiri dan perisian yang menyokongnya perlu digunakan |
- Periksa sama ada tolok yang digunakan mempunyai port Digimatic dan kabel sambungan yang sepadan dengan model
- Periksa sama ada perisian rekod hasil anda boleh menerima nilai melalui penaipan, atau perlu menerima melalui port bersiri
- Tetapkan sama ada pengukur akan mengarahkan penghantaran nilai dengan butang atau suis kaki, dan letakkan pada kedudukan yang sesuai dengan stesen kerja
Baca seterusnya
- InGauge — Menghantar nilai daripada alat pengukur digital ke komputer melalui USB
- Kes reka bentuk litar InGauge USB V2.1 dalam program ITAP hingga lulus ujian CE/FCC
- Kes sewa dan jualan InGauge USB yang menghantar nilai alat pengukur ke komputer
- Kes menghantar nilai daripada angkup vernier digital ke laporan QC
- InQC — merekod hasil pengukuran dan melihat carta kawalan pada tablet
- Perkhidmatan pembangunan sistem dan peralatan khusus
Teknologi yang digunakan
Soalan Sering Ditanya
Jika anda ingin menggunakan peranti seperti ini, model manakah yang patut dipilih?
Pilih InGauge USB V2.1, iaitu model yang sedang dijual dan disewakan. Model ini mempunyai mod port bersiri (Mode 1) dan mod papan kekunci USB HID (Mode 2), sama seperti yang terdapat pada perisian tegar versi v3 prototaip ini, dan telah melepasi ujian CE/FCC.
Apakah kaitan prototaip ini dengan InGauge
Prototaip ini berada dalam tempoh yang sama dengan dokumen produk InGauge USB 2.0 tahun 2017, tetapi masih perlu disahkan sama ada perisian tegarnya merupakan set yang sama atau tidak. Selepas itu, program ITAP tahun 2020–2021 mereka bentuk semula litar sehingga menghasilkan InGauge USB V2.1 yang telah melepasi ujian CE/FCC.
Adakah perisian perlu dipasang pada komputer?
Bergantung pada pendekatan. Mod papan kekunci (USB HID) pada papan USB tidak memerlukan pemasangan perisian tambahan kerana komputer mengenali papan tersebut sebagai papan kekunci. Bagi versi Wi-Fi pula, perisian Gauge Reader perlu dibuka, manakala mod port bersiri memerlukan perisian di bahagian komputer untuk menerima nilai.
Berapa banyak tolok yang boleh disambungkan serentak?
Perisian tegar versi v3 menyokong sehingga 4 saluran tolok dalam mod port bersiri, manakala mod papan kekunci menerima nilai daripada satu tolok pada satu masa.
