DIY telemātikas kaste: 12 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Telemātikas kastes (pazīstamas arī kā melnās kastes) tiek izmantotas, lai reģistrētu un reģistrētu dažādus kustīga transportlīdzekļa atribūtus. Tos galvenokārt izmantoja lidmašīnās, lai reģistrētu dažādus gaisa kuģa atribūtus, piemēram, gaisa ātrumu, kursu, degvielas līmeni, radio pļāpāšanu utt. Tas ir pirmais atskaites punkts jebkuram gaisa kuģa incidentam, jo tajā ir visi dati uz incidentu. Šī transportlīdzekļu veiktspējas, stāvokļa un kustības uzraudzības metode kopš tā laika ir pārnesta uz automašīnām, ļaujot apdrošināšanas sabiedrībām iegūt labāku braukšanas stila novērtējumu, lai saviem klientiem uzrādītu pareizas prēmijas.

Daži uzņēmumi pieprasa papildu maksu par tās uzstādīšanu, citi to darīs par samazinātu apdrošināšanas cenu. Šī pamācība ir izstrādāta, lai sniegtu soli pa solim instrukcijas, kā izveidot pielāgotu telemātikas kasti transportlīdzekļu vadīšanai.

ATRUNA: Šī pēc pasūtījuma izgatavotā melnā kaste ne vienmēr var būt derīgs pierādījums tiesā. Dažas valstis/štati/vietējie likumi var neatļaut uzstādīt pielāgotas uzraudzības ierīces kustīgos transportlīdzekļos, ja vien to nav atļāvusi apstiprināta uzstādīšanas komanda. Šo un visu citu iemeslu dēļ, kas saistīti ar OBD porta iejaukšanos, šī raksta un vietnes autors (-i) neuzņemas nekādu atbildību par jūsu braukšanas rezultātiem, automašīnu, automašīnas elektroniku (ieskaitot borta datoru) un citi negadījumi notika ar pielāgotu uzraudzības bloku.

ATJAUNINĀŠANA/BRĪDINĀJUMS. Es devos prom uz nedēļu, bet visu elektroniku atstāju pieslēgtu. Es nezināju, ka OBD ports vienmēr ir barots. Tā kā OBD ports izmanto Bluetooth portu un Bluetooth patērē diezgan daudz enerģijas, automašīnas akumulators izlādēsies …

1. darbība: iegādājieties materiālus

Šim projektam jums būs nepieciešams:

• 1x ELM327 OBDII Bluetooth adapteris - Ebay
• 1x Arduino Mega* - ebay
• 1x HC -05 Bluetooth modulis ** - Ebay
• 1x SD karšu lasītāja modulis - Ebay
• 1x Neo -6M GPS modulis - Ebay
• 1x GPS antena (ar SMA savienotāju) - Ebay
• 20x vīriešu -sieviešu 10cm džemperu vadi - ebay
• 1x UFL Mini adapteris - Ebay
• 1x 3D drukāts korpuss - (dizains) SketchUp, (drukāšana) 3D centrmezgli
• 6x 5 mm starplikas - Ebay
• 4x M3 10 mm uzgriežņi un skrūves - Ebay
• 6x M3 12-16mm uzgriežņi un skrūves - Ebay
• 1x SD 8GB karte - Ebay
• 1x automašīnas USB adapteris - Ebay

Paldies Dievam par ebay! Plašāka informācija par dažiem moduļiem tiks detalizēti aprakstīta turpmākajos soļos.

* Pastāv arguments, lai izmantotu Uno, taču, tā kā man vajadzēja vairākus seriālos portus un programmas vieta bija ierobežota, es atteicos no Uno. Pastāv arī arguments izmantot termiņu, jo tas ir jaudīgāks. Due izmanto IV tapas 3V3, kuras var sabojāt citi 5V komponenti. Tāpēc izmantojiet Mega.

** Nevajag sajaukt HC-05 ar HC-06! HC-06 ir tikai vergu modulis, un to nevar konfigurēt kā galveno. Iegādājieties HC-05! SVARĪGI: pārliecinieties, ka modulim HC-05 ir atslēgas tapa, lai varētu pārslēgties AT režīmā, pretējā gadījumā viss šis projekts nedarbosies!

2. darbība. Kā tas darbojas?

Kā mēs nolasīsim automašīnas datus? Lielākajai daļai automašīnu (ja ne visām automašīnām) pēc 2003. gada jābūt OBD portam, lai sarunātos ar motoru (pārbaudiet pirms pirkšanas!). OBD apzīmē iebūvētu diagnostiku, un to galvenokārt izmanto, lai noteiktu visas automašīnas kļūdas. Piemēram, ieslēdzoties motora indikatoram, tiek reģistrēts kļūdas kods. Kad jūs to nogādāsit garāžā, mehāniķiem būs OBD lasītājs, kas nolasīs kļūdas kodu, lai viņi zinātu, ko labot.

No OBD porta varat arī nolasīt tiešraides datus. Pieejamie tiešraides dati ir atkarīgi no automašīnas, bet lielākajai daļai automašīnu vajadzētu ļaut jums izlasīt pamatinformāciju, piemēram, ātrumu, apgriezienu skaitu, nobraukto attālumu utt. Šī projekta vajadzībām es izvēlējos nolasīt transportlīdzekļa ātrumu, motora apgriezienus, un droseļvārsta depresija.

Iegādājoties ELM327, atrodiet OBD portu. Katrai automašīnas markai tas būs atšķirīgs. Manam Ford Fiesta tas bija starp stūri un vadītāja durvīm. Ja nevarat to atrast, meklējiet Google vietnē [automašīnas marka] [automašīnas modelis] obd portu, kur jābūt vairākiem videoklipiem/attēliem, kuros parādīts jūsu OBD ports. Kad tas ir atrasts, pievienojiet ELM327 kontaktligzdai.

Ja jums ir Android tālrunis, varat viegli pārbaudīt OBD portu. Dodieties uz Play veikalu un lejupielādējiet lietotni ar nosaukumu Torque. Ir maksas versija un bezmaksas versija. Demonstrācijas nolūkos pietiks ar bezmaksas versiju. Vienkārši izveidojiet savienojumu ar ELM327, izmantojot Bluetooth, atlasiet vajadzīgos PID, kurus vēlaties lasīt, un ieslēdziet automašīnu. Ekrānā uzreiz vajadzētu redzēt rādījumus.

3. solis: izveidojiet kastīti

Nepieciešamie materiāli:

kastes modelis

Rezultāts: 3D drukāta kaste un pamatne

Pirms sākt strādāt ar elektroniku, es iesaku 3D drukāt kastīti (vai izveidot savu!) Ar saviem montāžas caurumiem. Būs daudz vieglāk salabot Arduino vietā bez visiem komponentiem!

Es izveidoju vienkāršu lietu (*.skp failus), lai viss būtu vietā. Modelis ir izgatavots programmā SketchUp, un dizains tika izdrukāts 3D formātā, izmantojot 3D centrmezglu 3D drukāšanas pakalpojumus, kur tie salīdzinoši lēti izdrukās jūsu modeļus diezgan labā kvalitātē.

Izdrukājiet šo lodziņu, lai tajā varētu ievietot elektroniku.

4. solis: salieciet pamatni

Nepieciešamie materiāli:

• Arduino Mega
• 3D drukāta bāze
• 3x starplikas
• 3x M3 uzgriežņi
• 3x M3 paplāksnes
• 3x M3 12 mm skrūves

Rezultāts: samontēta pamatne

Sākot ar montāžas atveres numuru 1 (montāžas atvere starp 6 kontaktu ICSP galviņu un Comms tapām, skatiet attēlu), novietojiet paplāksni plāksnes augšējā pusē un starpliku starp plāksni un pamatni. Ielieciet skrūvi caur paplāksni, dēļa stiprinājuma atveri, starpliku un izvelciet caur pamatni. Zem pamatnes ir sešstūraini izgriezumi, lai ievietotu uzgriežņus. Pievelciet, bet atstājiet pietiekami daudz vietas citu starpliku novietošanai.

Atkārtojiet katru montāžas atveri.

Kad visi trīs montāžas caurumi ir izdarīti, pievelciet skrūves tā, lai tāfele būtu cieši kopā ar pamatni. Pārējie montāžas caurumi nav nepieciešami. Es nevarēju pielikt citas skrūves, jo tās sadursies ar tapu/detaļu izvietojumiem. Ar šiem trim vajadzētu pietikt, lai valde paliktu vietā.

5. solis: izveidojiet vadu

Materiāli šim solim:

• Salikta pamatne
• HC-05
• Neo-6M
• UFL mini adapteris
• SD karšu lasītājs
• 16x džemperu vadi

Rezultāts: bāzes elektronikas montāža

Pirmais solis ir savienot visu ar Arduino Mega. Pamata savienojuma shēmu atradīsit vienā no pievienotajiem attēliem. Mēs izmantosim seriālos portus, SPI kopni un dažas IO tapas.

Ja vēlaties uzzināt, kā darbojas katrs modulis, varat savienot katru moduli atsevišķi, lai tos pārbaudītu. Pretējā gadījumā, ja esat pārliecināts, ka viss būs kārtībā, vienkārši savienojiet visu.

SD karšu lasītājs

Savienojiet sekojošo:

• CS - 53. tapa
• SCK - 52. tapa
• MOSI - 51. tapa
• MISO - 50. tapa
• Vcc - 5V tapa pie tapas 22
• Gnd - zemējuma tapa pie 52. tapas

GPS

Savienojiet sekojošo:

• GPS TX - 15. tapa
• GPS RX - 14. tapa
• GPS Gnd - zemējuma tapa, kas atrodas vistuvāk strāvas kontaktligzdai
• GPS Vcc - 5V tapa, kas atrodas vistuvāk strāvas kontaktligzdai
• Pievienojiet UFL mini adapteri moduļa antenas tapai
• (Pēc izvēles) GPS PPS - 2. tapa

Bluetooth

Savienojiet sekojošo:

• Bluetooth TX - 17. tapa
• Bluetooth RX - 16. tapa
• Bluetooth atslēga - tapa 3
• Bluetooth Vcc - 19. tapa
• Bluetooth Gnd - 18. tapa

6. solis: saspiediet to uz leju

Nepieciešamie materiāli:

Bāzes elektronikas montāža

Tagad, kad viss ir pievienots vadam, pagrieziet moduļus tā, lai tie visi ietilptu Mega robežās, bet neatvienojot vadus. Lai izvairītos no īssavienojuma, iespējams, vēlēsities pārklāt atklātās tapas un elektriskās sastāvdaļas ar elektrisko lenti. Esi uzmanīgs!

GPS

Pagrieziet vadus, līdz GPS moduļa augšdaļa ir vērsta pret Mega sakaru tapām.

SD karšu lasītājs

Būtībā salieciet/salieciet vadus tā, lai SD karšu lasītāja moduļa augšdaļa būtu vērsta uz leju virs pogas Atiestatīt.

Bluetooth

Bluetooth modulis “aptināsies” ap GPS moduli un nonāks tāfeles otrā pusē pie analogām tapām.

7. solis: salieciet kastīti

Nepieciešamie materiāli:

• Salikta elektronikas bāze
• 3D drukāta kaste
• 4x M3 uzgriežņi
• 4x M3 paplāksnes
• 4x M3 10 mm skrūves

Rezultāts: Pilnībā samontēta kaste

Paņemiet UFL mini adaptera otru galu un iespraudiet to caurumā kastē, nostiprinot to ar uzgriezni. Pārliecinieties, vai tas ir cieši, jo mēs nevēlamies, lai antena to izgrieztu!

Apvienojiet abus komplektus, pārliecinoties, ka neviens no vadiem nav atvienots. Izlīdziniet četrus stūra caurumus un ievietojiet M3 uzgriežņus sešstūra caurumos zem pamatnes. Ievietojiet M3 uzgriežņus caur caurumiem un pieskrūvējiet kārbu kopā.

8. darbība: ELM327

Nepieciešamie materiāli:

• Pilna montāža
• ELM327 Bluetooth OBD adapteris
• Pārnēsājams dators

Vietnē GitHub atradīsit īsu programmu (BluetoothScanner), kas meklēs dažas tuvākās Bluetooth ierīces. Tas parādīs katras ierīces MAC adresi un SSID (nosaukumu). Tas arī ļaus jums manuāli nosūtīt komandas automašīnai.

MAC adrese

Lai HC-05 automātiski izveidotu savienojumu ar ELM327, jums jāatrod adaptera MAC adrese. Parasti katram modulim tas ir atšķirīgs. Tas ir, lai izvairītos no savienojuma ar nepareizu ierīci!

Vienkārši augšupielādējiet kodu Mega, ieslēdziet automašīnu un palaidiet kodu. Termināla izejā jums vajadzētu redzēt rezultātus. Kods mēģina automātiski saistīt moduli ar izvēlēto MAC adresi, taču dažreiz tas nedarbojas. Vienkārši pārliecinieties, vai esat ieguvis pareizo MAC adresi. Adresei vajadzētu izskatīties kā 1D, A5, 68988B. Jūsu MAC adrese var būt atšķirīga, taču tai jābūt vienā formātā. Saglabājiet to nākamajam solim!

Atbildes nobīde

Jums būs arī jānosaka iegūtais datu formāts, kas nāk no OBDII adaptera. Izmantojot tikko augšupielādēto kodu (šajā solī), nosūtiet rakstzīmes 0100. Šī ir komanda, lai noteiktu, kādus datus jūsu automašīna var jums nosūtīt. Pilns komandu saraksts ir atrodams Wikipedia.

Jums būs jāpārbauda atgriezto datu formāts. Manā Ford Fiesta (2012) komanda tika atkārtota pirms rezultātiem:

• Komanda nosūtīta: 0100
• Saņemta atbilde: 0100BE1FA813

Tomēr automašīnā Renault Clio (2006) komanda netika atkārtota:

• Komanda nosūtīta: 0100
• Saņemta atbilde: BE1FA813

Atkarībā no automašīnas reakcija var būt atšķirīga. Atbildē būs jānoņem visas iepriekšējās rakstzīmes. Ideālā gadījumā jūsu atbildei vajadzētu izskatīties kā iepriekšminētajam Clio piemēram. Ja jums ir citas rakstzīmes, atcerieties rakstzīmju skaitu pirms atbildes. Tas jums būs nepieciešams nākamajā darbībā!

9. darbība: augšupielādējiet kodu

Nepieciešamie materiāli:

• Avota kods
• Salikta kaste

Rezultāts: aizpildīta kaste.

Pilnu avota kodu var atrast vietnē GitHub (projekta nosaukums: SimpleArduinoObd), kur redzēsit daudzus galvenes (*.h) failus. Lejupielādējiet failus un atveriet tos Arduino IDE.

Vai atceraties iepriekš saglabāto MAC adresi? Atveriet ObdHelper.h un ap 34. rindu (mainīgā nosaukums obdMacAddress) nomainiet tur esošo MAC adresi tai, kuru saglabājāt 4. solī. Adresei jābūt atdalītai ar komatu un tādā pašā formātā kā 1D, A5, 68988B.

Vai atcerieties atbildes nobīdi, ko saglabājāt 4. darbībā? Atveriet ObdHelper.h un ap 23. rindu (definīcija RESPONSE_PREFIX_OFFSET) mainiet nobīdi uz jebkuru.

10. darbība: paslēpiet lodziņu

Nepieciešamie materiāli:

• Pabeigta kaste
• Arduino USB kabelis
• GPS antena
• Automašīnas USB adapteris

Rezultāts: pabeigts projekts

Tagad, kad kaste ir nokomplektēta, varam to ievietot automašīnā!

1. Atrodiet vietu, kur ievietot kastīti. Ideālā gadījumā to vajadzētu kaut kur paslēpt. Es to noliku zem sava pasažiera sēdekļa. Atcerieties: tam jābūt pietiekami tuvu, lai USB kabelis varētu sasniegt automašīnas šķiltavas ligzdu!
2. Atvelciet GPS antenu un ievelciet to spraugā starp ārējo korpusu un iekšējo korpusu zem gumijas blīvējuma. Aizmugurējās antenas kabeli var iebāzt zem pasažiera sēdekļa vai zem paklāja.
3. Novietojiet GPS antenu "galvu" vietā, kur ir viegli saskatīt debesis. Es to noliku zem priekšējā vējstikla.
4. Pievienojiet USB kabeli kastē, pēc tam pievienojiet kabeli automašīnas USB adapterim.
5. Pievienojiet automašīnas USB adapteri šķiltavu ligzdai.

Tagad esat gatavs to ņemt izmēģinājuma braucienā!

11. darbība. Rezultāti

Diemžēl, lai redzētu SD kartes saturu, jums ir jāatver lodziņš un manuāli jāpievieno SD karte datoram, lai to izlasītu. Tomēr faili tajā tiks saglabāti. Faila nosaukums ir šādā formātā: [gads] [mēnesis] [diena] [stunda]. Faila dati ir šādā formātā: [datums], [laiks], [platums], [garums], [RPM], [ātrums], [paātrinātājs].

Tālāk ir sniegta parauga informācija:

25/05/18, 12:41:06, 51.569889, -2.658524, 01819, 0037, 004125/05/18, 12:41:07, 51.569817, -2.658419, 01841, 0038, 004325/05/18, 12:41:08, 51.569736, -2.658341, 01867, 0038, 0043

Svarīgs

• ātrums, visticamāk, būs KPH (kilometri/stundā) atkarībā no jūsu transportlīdzekļa.
• akseleratora nomākums ir procentos (%) un var sākties ar vērtību, kas lielāka par 0%.
• laiks ir UTC.

12. darbība: bieži uzdotie jautājumi

Cik ilgi GPS uztver GPS signālu?

Parasti apmēram 30 sekundes. Tas ir atkarīgs no atrašanās vietas.

Cik ilgi līdz SD karte ir pilna?

8 GB SD kartē ir aptuveni 7,67 GB atmiņas. Katrs ieraksts failā ir 55 baiti garš. Katrs ieraksts tiek veikts katru GPS darbību sekundi. Pieņemot, ka vidēji tiek brauktas 2 stundas dienā, jums ir šāda formula:

([Pieejamā atmiņas vieta] / ([baiti par ierakstu] * [ierakstu skaits dienā])) / 365 = laiks (gadi), līdz atmiņas karte ir pilna.

Pieņemot sekojošo:

• Atmiņas vieta ir 7 GB (7 000 000 000 baiti)
• baiti vienā ierakstā ir 55 baiti
• ierakstu skaits ir 60 sekundes * 60 minūtes * 2 stundas = 396 000

(7 000 000 000 000 (55 * 396 000)) / 365 = 48,4 gadi

Īsāk sakot, ļoti ilgi!

Vai to var nosūtīt uz serveri?

Lai nosūtītu uz serveri, jums ir nepieciešams modems. Esmu eksperimentējis ar SIM808, kurā ir GPS, GSM un Bluetooth vienā mikroshēmojumā (un tas ir nedaudz lētāk nekā šajā projektā izmantotā aparatūra). SIM808 paļaujas uz 2G tīklu, kas lēnām tiek pārtraukts visā pasaulē. Man, iespējams, būs jāmeklē cits risinājums.