AutoProber

AutoProber 是硬件黑客的飞针自动化堆栈，为您的智能体提供从“板上有了新目标”到安全探测单个引脚所需的一切。

演示视频：https://gainsec.com/autoprober-demo-mp4/

流程

1. 告知智能体导入项目。
2. 连接所有硬件。
3. 告知智能体确认所有部件功能正常。

4. 执行归零，然后校准。
5. 安装自定义探针和显微镜接口板。
6. 告知智能体板上有了新目标。
7. 它将找到目标在板上的位置，然后拍摄单个帧，记录 XYZ 坐标，同时标记焊盘、引脚、芯片及其他感兴趣的特征。

8. 它将拼接各帧并标注地图，包括识别出的引脚和感兴趣的组件。

9. 它将向 Web 仪表板添加探测目标，供您批准或拒绝。

10. 它将探测批准的目标并报告结果。

所有硬件均可通过 Web 仪表板、Python 脚本或智能体本身进行控制。

本仓库是一个独立的、源代码可获取的发布候选版本。它包含创建您自己的 AutoProber 所需的 Python 控制代码、仪表板、CAD 文件和文档。

安全模型

本项目可移动物理硬件。请将其视为机器控制系统，而非普通 Web 应用。

所需的安全设计如下：

• GRBL 的 Pn:P 被忽略。CNC 探针引脚不是受信任的限位开关。
• 独立安全限位开关通过示波器通道 4 读取。
• 在任何运动期间，必须持续监控通道 4。
• 任何通道 4 触发、电压模糊、CNC 报警或真实的 X/Y/Z 限位引脚均为停止条件。
• 智能体/操作员必须停止并报告。恢复运动不是自动的。

运行硬件前请阅读 docs/safety.md 和 docs/operations.md。

仓库布局

apps/                 面向操作员的脚本和 Flask 仪表板入口
autoprober/           可复用的 Python 包，用于 CNC、示波器、显微镜、日志记录、安全
dashboard/            单页 Web 仪表板
docs/                 架构、设备参考、操作和安全指南
cad/                  当前自定义工具头的可打印 STL 文件
config/               环境/配置示例文件
AGENTS.md             智能体/操作员安全规则
LICENSE               PolyForm 非商业许可证 1.0.0 及商业联系
pyproject.toml        Python 项目元数据
uv.lock               锁定 Python 依赖解析

硬件栈

经过测试的项目架构使用：

• 通过 USB 串口连接的 GRBL 兼容 3018 式 CNC 控制器
• 通过 mjpg_streamer 提供的 USB 显微镜
• 通过 LAN/SCPI 连接的鼎阳示波器，用于通道 4 安全监控和通道 1 测量
• 连接至外部 5V 电源和示波器通道 4 的光电限位开关
• 可选：用于实验室电源控制的网络控制插座
• cad/ 中当前可打印的自定义工具头部件

默认运行时假设记录在设备文档中。使用前请替换为您自己的实验室设置。

关于硬件清单，请参阅 docs/BOM.md。

参考零件

以下是原型发布所用的具体零件或零件类别。购买前请核实当前列表、尺寸、电压和连接器兼容性。

我的搭建：

• 光电限位开关
• USB 显微镜
• SainSmart Genmitsu 3018-PROVer V2
• Matter 智能排插，带独立控制的交流插座和 2 个 USB-A、2 个 USB-C 端口
• 鼎阳 SDS1104X-E 示波器
• 杜邦线
• 笔弹簧或类似的轻压缩弹簧
• 用于打印 cad/ 中工具头部件的 3D 打印机

可选/可替换：

• 通用示波器探针
• 5V USB 电源适配器
• USB 2.0 尾线

硬件架构

flowchart LR
    Operator[操作员] --> Dashboard[Web 仪表板]
    Dashboard --> Apps[Python 应用程序]
    Apps --> CNC[通过 USB 串口的 GRBL CNC]
    Apps --> Microscope[通过 mjpg-streamer 的 USB 显微镜]
    Apps --> Scope[通过 LAN/SCPI 的示波器]
    Apps --> Outlet[可选 LAN 电源插座]

    Endstop[光电限位开关] --> ScopeC4[示波器 C4 安全电压]
    Pogo[探针测量] --> ScopeC1[示波器 C1 测量]
    ScopeC4 --> Apps
    ScopeC1 --> Apps

运行时架构

flowchart TD
    Preflight[预检] --> SafetyCheck{通道 4 清晰？}
    SafetyCheck -- 否 --> Stop[停止状态]
    SafetyCheck -- 是 --> Motion[受监控的运动]
    Motion --> Monitor[限位监控线程 >= 10 Hz]
    Monitor --> C4{C4 清晰？}
    C4 -- 是 --> Capture[显微镜采集]
    C4 -- 否 --> FeedHold[立即进给保持]
    FeedHold --> Stop
    Capture --> Stitch[拼接 / 地图]
    Stitch --> Review[手动探测审查]
    Review --> Approved{已批准目标并测量了探针偏移？}
    Approved -- 否 --> Stop
    Approved -- 是 --> Probe[有界探针运动]

停止状态

stateDiagram-v2
    [*] --> Running
    Running --> STOP: C4 触发 / C4 故障 / CNC 报警 / 真实限位引脚
    STOP --> Report: 记录电压、状态、操作
    Report --> WaitForOperator: 无自动恢复运动
    WaitForOperator --> Running: 操作员明确清除条件

快速开始

安装依赖：

uv sync

在已配置硬件的机器上启动仪表板：

PYTHONPATH=. python3 apps/dashboard.py

仪表板默认端口为 5000。

配置

从 config/autoprober.example.env 开始。除非您打算公开发布，否则请勿发布实验室特定的 IP、主机名、凭据、校准文件或采集的目标图像。

重要的运行时值可配置：

• AUTOPROBER_LOG_PATH：运行时日志路径
• AUTOPROBER_RUNTIME_ROOT：校准、平场和运行时状态目录
• AUTOPROBER_MICROSCOPE_SNAPSHOT_URL：显微镜快照端点
• AUTOPROBER_SCOPE_HOST / AUTOPROBER_SCOPE_PORT：示波器 SCPI 端点
• 仪表板：Flask 端口 5000

请勿提交包含实验室特定主机、路径或目标数据的本地环境文件。

主要工作流程

1. 运行预检检查。
2. 确认通道 4 清晰。
3. 仅在物理设置就绪后执行归零和校准。
4. 在受监控运动下采集显微镜帧。
5. 导入或生成目标地图工件以供审查。
6. 手动批准候选探测点。
7. 仅在测量并存储显微镜到探针偏移后，才执行任何探针运动。

不包含的内容

该发布候选版本有意不包括：

• 试验性显微镜采集和拼接的目标图像
• 上传的参考图像
• 本地备份和存档
• .venv、__pycache__、Playwright 工件
• 运行时日志、校准缓存、平场图像
• 机器特定的 SSH/部署状态

详情请参阅 RELEASE_MANIFEST.md。

许可证

本项目以 PolyForm 非商业许可证 1.0.0 提供源代码可获取。

您可以出于非商业目的使用、修改和分享本项目。

商业使用需要单独购买商业许可证。

商业许可联系方式：[email protected]

当前限制

• 显微镜到探针的 XY 偏移必须在实际探测前测量。
• 不得伪造校准；运行时校准文件应在将要执行移动的机器上生成。
• 仪表板是实验室控制工具，不应暴露给不受信任的网络。

负责任使用

本项目旨在用于受控实验室环境，针对您有权测试的设备与目标。请勿在未经许可的情况下使用它来探测、损坏或分析系统。

作者

Jon 'GainSec' Gaines