AutoProber

AutoProber ist der Flying-Probe-Automatisierungsstack für Hardware-Hacker, der Ihrem Agenten alles gibt, was er braucht, um von „ein neues Ziel auf dem Teller“ bis zum sicheren Sondieren einzelner Pins zu gelangen.

Demovideo: https://gainsec.com/autoprober-demo-mp4/

Ablauf

1. Weisen Sie den Agenten an, das Projekt zu übernehmen.
2. Schließen Sie die gesamte Hardware an.
3. Weisen Sie den Agenten an, zu bestätigen, dass alle Teile funktionieren.

4. Lassen Sie es das Referenzieren und dann die Kalibrierung durchführen.
5. Befestigen Sie die kundenspezifische Sonde und den Mikroskopkopf.
6. Teilen Sie dem Agenten mit, dass sich ein neues Ziel auf dem Teller befindet.
7. Es wird die Position des Ziels auf dem Teller finden, dann einzelne Bilder aufnehmen, eine Aufzeichnung der XYZ-Koordinaten führen und dabei Pads, Pins, Chips und andere interessante Merkmale notieren.

8. Es wird die Bilder zusammensetzen und die Karte annotieren, einschließlich der Pins und interessanten Komponenten, die es identifiziert hat.

9. Es wird Sondenziele zum Web-Dashboard hinzufügen, die Sie genehmigen oder ablehnen können.

10. Es wird die genehmigten Ziele sondieren und Rückmeldung geben.

Die gesamte Hardware kann über das Web-Dashboard, Python-Skripte oder den Agenten selbst gesteuert werden.

Dieses Repository ist ein eigenständiger, quelloffener Release-Kandidat. Es enthält den Python-Steuerungscode, das Dashboard, CAD-Dateien und die Dokumentation, die zur Erstellung eines eigenen AutoProber erforderlich sind.

Sicherheitsmodell

Dieses Projekt kann physische Hardware bewegen. Behandeln Sie es als Maschinensteuerungssystem, nicht als normale Webanwendung.

Das erforderliche Sicherheitsdesign ist:

• GRBL Pn:P wird ignoriert. Der CNC-Sonden-Pin ist kein vertrauenswürdiger Endanschlag.
• Der unabhängige Sicherheits-Endanschlag wird von Oszilloskop-Kanal 4 gelesen.
• Kanal 4 muss während jeder Bewegung kontinuierlich überwacht werden.
• Jeder Kanal-4-Trigger, unklare Spannung, CNC-Alarm oder echter X/Y/Z-Limit-Pin ist eine Stopp-Bedingung.
• Der Agent/Bediener muss anhalten und melden. Eine Rückholbewegung erfolgt nicht automatisch.

Lesen Sie docs/safety.md und docs/operations.md, bevor Sie Hardware betreiben.

Repository-Struktur

apps/                 Operator-facing scripts and Flask dashboard entrypoint
autoprober/           Reusable Python package for CNC, scope, microscope, logging, safety
dashboard/            Single-page web dashboard
docs/                 Architecture, device references, operations, and safety guidance
cad/                  Printable STL files for the current custom toolhead
config/               Example environment/configuration files
AGENTS.md             Agent/operator safety rules
LICENSE               PolyForm Noncommercial 1.0.0 license and commercial contact
pyproject.toml        Python project metadata
uv.lock               Locked Python dependency resolution

Hardware-Stack

Die getestete Projektarchitektur verwendet:

• GRBL-kompatiblen CNC-Controller im 3018-Stil über USB-Serielle
• USB-Mikroskop, bereitgestellt von mjpg_streamer
• Siglent-Oszilloskop über LAN/SCPI für die Sicherheitsüberwachung von Kanal 4 und die Messung von Kanal 1
• Optischer Endanschlag, angeschlossen an eine externe 5V-Versorgung und Oszilloskop-Kanal 4
• Optionaler netzwerkgesteuerter Schalter für die Labornetzsteuerung
• Aktuelle druckbare kundenspezifische Werkzeugkopfteile in cad/

Die Standard-Runtime-Annahmen sind in den Gerätedokumenten festgehalten. Ersetzen Sie sie vor der Verwendung durch Ihre eigenen Laboreinstellungen.

Eine einkaufsorientierte Hardwareliste finden Sie in docs/BOM.md.

Referenzteile

Dies sind die spezifischen Teile oder Teileklassen, die für den Prototypen-Release verwendet wurden. Überprüfen Sie vor dem Kauf aktuelle Angebote, Abmessungen, Spannung und Steckerkompatibilität.

Mein Aufbau:

• Optischer Endanschlag
• USB-Mikroskop
• SainSmart Genmitsu 3018-PROVer V2
• Matter Smart Power Strip, einzeln gesteuerte AC-Steckdosen mit 2 USB-A- und 2 USB-C-Anschlüssen
• Siglent SDS1104X-E Oszilloskop
• Dupont-Kabel
• Kugelschreiberfeder oder ähnliche leichte Druckfeder
• 3D-Drucker für die druckbaren Werkzeugkopfteile in cad/

Optional / austauschbar:

• Universelle Oszilloskop-Sonden
• USB-Netzteil, 5V
• USB 2.0-Kabel mit Pigtail

Hardware-Architektur

flowchart LR
    Operator[Operator] --> Dashboard[Web Dashboard]
    Dashboard --> Apps[Python Apps]
    Apps --> CNC[GRBL CNC over USB serial]
    Apps --> Microscope[USB Microscope via mjpg-streamer]
    Apps --> Scope[Oscilloscope over LAN / SCPI]
    Apps --> Outlet[Optional LAN Power Outlet]

    Endstop[Optical Endstop] --> ScopeC4[Scope C4 Safety Voltage]
    Pogo[Pogo Measurement] --> ScopeC1[Scope C1 Measurement]
    ScopeC4 --> Apps
    ScopeC1 --> Apps

Laufzeit-Architektur

flowchart TD
    Preflight[Preflight] --> SafetyCheck{Channel 4 clear?}
    SafetyCheck -- no --> Stop[STOP State]
    SafetyCheck -- yes --> Motion[Monitored Motion]
    Motion --> Monitor[EndstopMonitor thread >= 10 Hz]
    Monitor --> C4{C4 clear?}
    C4 -- yes --> Capture[Microscope Capture]
    C4 -- no --> FeedHold[Immediate feed hold]
    FeedHold --> Stop
    Capture --> Stitch[Stitch / Map]
    Stitch --> Review[Manual Probe Review]
    Review --> Approved{Approved target and measured probe offset?}
    Approved -- no --> Stop
    Approved -- yes --> Probe[Bounded probe motion]

STOP-Zustand

stateDiagram-v2
    [*] --> Running
    Running --> STOP: C4 triggered / C4 fault / CNC alarm / real limit pin
    STOP --> Report: log voltage, status, action
    Report --> WaitForOperator: no automatic recovery motion
    WaitForOperator --> Running: operator explicitly clears condition

Schnellstart

Abhängigkeiten installieren:

uv sync

Starten Sie das Dashboard auf einem konfigurierten Hardware-Host:

PYTHONPATH=. python3 apps/dashboard.py

Das Dashboard verwendet standardmäßig Port 5000.

Konfiguration

Beginnen Sie mit config/autoprober.example.env. Veröffentlichen Sie keine labspezifischen IPs, Hostnamen, Anmeldeinformationen, Kalibrierungsdateien oder aufgenommene Zielbilder, es sei denn, Sie beabsichtigen, sie freizugeben.

Wichtige Laufzeitwerte sind konfigurierbar: