AutoProber

AutoProber — это стек автоматизации летающего щупа для аппаратного хакера, предоставляющий вашему агенту всё необходимое, чтобы перейти от «на плате появилась новая цель» к безопасному зондированию отдельных контактов.

Демонстрационное видео: https://gainsec.com/autoprober-demo-mp4/

Порядок действий

1. Попросите агента загрузить проект.
2. Подключите всё оборудование.
3. Попросите агента подтвердить, что все компоненты работают.

4. Запустите поиск нулевых положений (homing), затем калибровку.
5. Установите собственный щуп и держатель микроскопа.
6. Сообщите агенту, что на плате появилась новая цель.
7. Агент найдёт расположение цели на плате, затем сделает отдельные кадры, записывая координаты XYZ и отмечая контактные площадки, выводы, микросхемы и другие интересные особенности.

8. Агент склеит кадры и аннотирует карту, включая контакты и обнаруженные интересные компоненты.

9. Он добавит цели для зондирования на веб-панель для вашего утверждения или отклонения.

10. Агент выполнит зондирование утверждённых целей и сообщит результаты.

Всем оборудованием можно управлять через веб-панель, скрипты Python или самого агента.

Этот репозиторий представляет собой самодостаточный релиз-кандидат с открытым исходным кодом. Он содержит код управления на Python, панель управления, CAD-файлы и документацию, необходимые для создания собственного AutoProber.

Модель безопасности

Этот проект управляет физическим оборудованием. Относитесь к нему как к системе управления станком, а не как к обычному веб-приложению.

Требуемая конструкция безопасности:

• GRBL Pn:P игнорируется. Пин щупа CNC не является надёжным конечным выключателем.
• Независимый аварийный конечный выключатель считывается с канала 4 осциллографа.
• Канал 4 должен непрерывно контролироваться во время любого движения.
• Любое срабатывание канала 4, неоднозначное напряжение, авария CNC или реальный предельный пин X/Y/Z являются условием остановки.
• Агент/оператор должен остановиться и сообщить об этом. Автоматическое движение для восстановления не допускается.

Прочтите docs/safety.md и docs/operations.md перед запуском оборудования.

Структура репозитория

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

Аппаратный стек

Проверенная архитектура проекта использует:

• GRBL-совместимый контроллер CNC формата 3018 через USB-последовательный порт.
• USB-микроскоп, обслуживаемый mjpg_streamer.
• Осциллограф Siglent через LAN/SCPI для контроля безопасности по каналу 4 и измерений по каналу 1.
• Оптический конечный выключатель, подключённый к внешнему источнику питания 5 В и каналу 4 осциллографа.
• Опциональная управляемая через сеть розетка для управления питанием в лаборатории.
• Текущие печатные детали собственной головки инструмента в папке cad/.

Настройки по умолчанию для выполнения задокументированы в документации по устройствам. Замените их на свои лабораторные настройки перед использованием.

Для списка оборудования, ориентированного на покупку, см. docs/BOM.md.

Эталонные детали

Это конкретные детали или классы деталей, использованные в прототипном релизе. Перед покупкой проверьте актуальные списки, размеры, напряжение и совместимость разъёмов.

Моя сборка:

• Optical End Stop
• USB Microscope
• SainSmart Genmitsu 3018-PROVer V2
• Matter Smart Power Strip, отдельно управляемые розетки переменного тока с 2 портами USB-A и 2 портами USB-C.
• Siglent SDS1104X-E Oscilloscope
• Провода Dupont
• Пружина для ручки или аналогичная лёгкая пружина сжатия
• 3D-принтер для печатных деталей головки инструмента из папки cad/

Опционально / взаимозаменяемо:

• Universal Oscilloscope Probes
• USB-блок питания, 5 В
• Кабель-«хвост» USB 2.0

Аппаратная архитектура

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

Архитектура выполнения

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]

Состояние STOP

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

Быстрый старт

Установка зависимостей:

uv sync

Запуск панели управления на настроенном аппаратном хосте:

PYTHONPATH=. python3 apps/dashboard.py

Панель по умолчанию работает на порту 5000.

Конфигурация

Начните с config/autoprober.example.env. Не публикуйте IP-адреса лаборатории, имена хостов, учётные данные, файлы калибровки или изображения захваченных целей, если вы не намерены их распространять.

Важные значения времени выполнения настраиваются:

• AUTOPROBER_LOG_PATH: путь к журналу выполнения.
• AUTOPROBER_RUNTIME_ROOT: корневой каталог для калибровки, плоского поля и состояния выполнения.
• AUTOPROBER_MICROSCOPE_SNAPSHOT_URL: конечная точка снимка микроскопа.
• AUTOPROBER_SCOPE_HOST / AUTOPROBER_SCOPE_PORT: конечная точка SCPI осциллографа.
• Панель управления: Flask на порту 5000.

Не фиксируйте локальные файлы окружения, содержащие специфичные для лаборатории хосты, пути или данные целей.

Основные рабочие процессы

1. Выполните предполётные проверки.
2. Убедитесь, что канал 4 свободен.
3. Выполняйте поиск нулевых положений и калибровку только тогда, когда физическая установка готова.
4. Захватывайте кадры микроскопа с контролируемым движением.
5. Импортируйте или сгенерируйте артефакты карты целей для просмотра.
6. Утверждайте кандидаты на зондирование вручную.
7. Выполняйте любое движение щупа только после того, как смещение «микроскоп-щуп» измерено и сохранено.

Что исключено

Этот релиз-кандидат намеренно исключает:

• Пробные захваты микроскопа и склеенные изображения целей.
• Загруженные эталонные изображения.
• Локальные резервные копии и архивы.
• .venv, __pycache__, артефакты Playwright.
• Журналы выполнения, кеш калибровки, изображения плоского поля.
• Машинно-зависимое состояние SSH/развёртывания.

Подробнее см. RELEASE_MANIFEST.md.

Лицензия

Этот проект доступен как исходный код под лицензией PolyForm Noncommercial License 1.0.0.

Вы можете использовать, изменять и распространять этот проект в некоммерческих целях.

Коммерческое использование требует отдельной платной коммерческой лицензии.

По вопросам коммерческого лицензирования обращайтесь: [email protected]

Текущие ограничения

• Смещение XY «микроскоп-пого» должно быть измерено перед реальным зондированием.
• Калибровку нельзя подделывать; файл калибровки выполнения должен быть сгенерирован на той машине, которая будет двигаться.
• Панель управления — это инструмент для лабораторного управления и не должна быть доступна из ненадёжных сетей.

Ответственное использование

Этот проект предназначен для контролируемой лабораторной работы с оборудованием и целями, которые вы уполномочены тестировать. Не используйте его для зондирования, повреждения или анализа систем без разрешения.

Авторы

Jon 'GainSec' Gaines