AutoProber

AutoProberは、ハードウェアハッカー向けのフライングプローブ自動化スタックであり、「新しいターゲットがプレートに載った」状態から、安全に個々のピンをプローブするために必要なすべてをエージェントに提供します。

デモ動画: https://gainsec.com/autoprober-demo-mp4/

フロー

1. エージェントにプロジェクトを取り込むよう指示します。
2. すべてのハードウェアを接続します。
3. エージェントにすべての部品が動作していることを確認するよう指示します。

4. ホーミングを実行させ、その後キャリブレーションを実行させます。
5. カスタムプローブと顕微鏡ヘッダーを取り付けます。
6. エージェントにプレート上に新しいターゲットがあることを伝えます。
7. エージェントはプレート上のターゲットの位置を特定し、個々のフレームを撮影してXYZを記録しながら、パッド、ピン、チップ、その他の興味深い特徴をメモします。

8. フレームをつなぎ合わせ、マップに注釈を付けます。ピンや識別した興味深いコンポーネントを含みます。

9. 承認または拒否できるように、プローブターゲットをウェブダッシュボードに追加します。

10. 承認されたターゲットをプローブし、結果を報告します。

すべてのハードウェアは、ウェブダッシュボード、Pythonスクリプト、またはエージェント自体から制御できます。

このリポジトリは、ソースコードが利用可能なリリース候補です。独自のAutoProberを作成するために必要なPython制御コード、ダッシュボード、CADファイル、およびドキュメントが含まれています。

安全モデル

このプロジェクトは物理的なハードウェアを動かす可能性があります。通常のウェブアプリではなく、機械制御システムとして扱ってください。

必要な安全設計は以下の通りです：

• GRBL Pn:P は無視されます。CNCプローブピンは信頼できるエンドストップではありません。
• 独立した安全エンドストップは、オシロスコープのチャンネル4から読み取られます。
• チャンネル4は、動作中のすべての時間継続的に監視する必要があります。
• チャンネル4のトリガー、不明な電圧、CNCアラーム、または実際のX/Y/Zリミットピンはすべて停止条件です。
• エージェント/オペレーターは停止して報告する必要があります。復帰動作は自動ではありません。

ハードウェアを実行する前に、docs/safety.md と docs/operations.md をお読みください。

リポジトリ構成

apps/                 オペレーター向けスクリプトとFlaskダッシュボードエントリポイント
autoprober/           再利用可能なPythonパッケージ（CNC、スコープ、顕微鏡、ログ、安全）
dashboard/            シングルページウェブダッシュボード
docs/                 アーキテクチャ、デバイスリファレンス、運用、安全ガイダンス
cad/                  現在のカスタムツールヘッド用の印刷可能なSTLファイル
config/               環境/設定ファイルの例
AGENTS.md             エージェント/オペレーターの安全ルール
LICENSE               PolyForm Noncommercial 1.0.0ライセンスおよび商用連絡先
pyproject.toml        Pythonプロジェクトメタデータ
uv.lock               ロックされたPython依存関係解決

ハードウェアスタック

テスト済みのプロジェクトアーキテクチャは以下を使用します：

• USBシリアル経由のGRBL互換3018スタイルCNCコントローラー
• mjpg_streamer で提供されるUSB顕微鏡
• LAN/SCPI経由のSiglentオシロスコープ、チャンネル4の安全監視とチャンネル1の測定用
• 外部5V電源とオシロスコープチャンネル4に配線された光学式エンドストップ
• ラボ電源制御用のオプションのネットワーク制御コンセント
• cad/ にある現在印刷可能なカスタムツールヘッド部品

デフォルトの実行時前提条件はデバイスドキュメントに記載されています。使用前に、ご自身のラボ設定に置き換えてください。

ハードウェアの買い物リストについては、docs/BOM.md を参照してください。

参考部品

これらは、プロトタイプリリースに使用された特定の部品または部品クラスです。購入前に、現在のリスト、寸法、電圧、コネクタの互換性を確認してください。

私のビルド：

• 光学式エンドストップ
• USB顕微鏡
• SainSmart Genmitsu 3018-PROVer V2
• Matter Smart Power Strip、個別制御可能なACコンセント、USB-A 2ポート、USB-C 2ポート
• Siglent SDS1104X-E オシロスコープ
• Dupontワイヤー
• ペン用スプリングまたは同様の軽い圧縮スプリング
• 3Dプリンター（cad/ 内の印刷可能なツールヘッド部品用）

オプション/代替可能：

• 汎用オシロスコーププローブ
• USB電源ブリック、5V
• USB 2.0ピグテールケーブル

ハードウェアアーキテクチャ

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

実行時アーキテクチャ

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状態

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

クイックスタート

依存関係のインストール：

uv sync

設定済みのハードウェアホストでダッシュボードを起動：

PYTHONPATH=. python3 apps/dashboard.py

ダッシュボードのデフォルトポートは 5000 です。

設定

config/autoprober.example.env から始めてください。ラボ固有のIP、ホスト名、認証情報、キャリブレーションファイル、キャプチャしたターゲット画像を公開しないでください（公開する意図がない限り）。

重要な実行時値は設定可能です：

• AUTOPROBER_LOG_PATH: 実行時ログパス
• AUTOPROBER_RUNTIME_ROOT: キャリブレーション、フラットフィールド、実行時状態ディレクトリ
• AUTOPROBER_MICROSCOPE_SNAPSHOT_URL: 顕微鏡スナップショットエンドポイント
• AUTOPROBER_SCOPE_HOST / AUTOPROBER_SCOPE_PORT: オシロスコープSCPIエンドポイント
• ダッシュボード: Flask、ポート 5000

ラボ固有のホスト、パス、またはターゲットデータを含むローカル環境ファイルをコミットしないでください。

主要ワークフロー

1. プリフライトチェックを実行します。
2. チャンネル4がクリアであることを確認します。
3. 物理的なセットアップが準備できた場合のみ、ホーミングとキャリブレーションを実行します。
4. 監視付き動作で顕微鏡フレームをキャプチャします。
5. レビュー用のターゲットマップ成果物をインポートまたは生成します。
6. 手動でプローブ候補を承認します。
7. 顕微鏡-プローブ間オフセットを測定して保存した後にのみ、プローブ動作を実行します。

除外されるもの

このリリース候補では、意図的に以下を除外しています：

• 試行用の顕微鏡キャプチャとステッチ済みターゲット画像
• アップロードされた参照画像
• ローカルバックアップとアーカイブ
• .venv、__pycache__、Playwrightアーティファクト
• 実行時ログ、キャリブレーションキャッシュ、フラットフィールド画像
• マシン固有のSSH/デプロイ状態

詳細は RELEASE_MANIFEST.md を参照してください。

ライセンス

このプロジェクトは、PolyForm Noncommercial License 1.0.0 の下でソースコードが利用可能です。

非商用目的であれば、このプロジェクトを使用、変更、共有できます。

商用利用には、別途有償の商用ライセンスが必要です。

商用ライセンスについては、[email protected] までお問い合わせください。

現在の制限事項

• 顕微鏡-ポゴ間のXYオフセットは、実際のプローブ前に測定する必要があります。
• キャリブレーションは捏造してはなりません。実行時キャリブレーションファイルは、動作するマシン上で生成する必要があります。
• ダッシュボードはラボ制御ツールであり、信頼できないネットワークに公開しないでください。

責任ある使用

このプロジェクトは、許可を得た機器やターゲットに対する管理されたラボ作業を目的としています。許可なくシステムをプローブ、損傷、分析するために使用しないでください。

著者

Jon 'GainSec' Gaines