Telematički okvir DIY: 12 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:36

Telematičke kutije (poznate i kao crne kutije) koriste se za snimanje i bilježenje različitih atributa vozila u pokretu. Oni su se prvenstveno koristili u zrakoplovima za bilježenje različitih atributa zrakoplova, na primjer, brzine zraka, smjera, razine goriva, radijskog brbljanja itd. To je prva referentna točka za svaki zrakoplovni incident jer sadrži sve podatke o zrakoplovu koji vode prema gore na incident. Ova metoda praćenja performansi, stanja i kretanja vozila od tada je prenesena na automobile, omogućujući osiguravajućim društvima da dobiju bolju procjenu stilova vožnje kako bi svojim klijentima predstavili ispravne premije.

Neke tvrtke traže dodatnu naknadu za ugradnju, druge će to učiniti po sniženoj cijeni osiguranja. Ova instrukcija osmišljena je tako da daje korak-po-korak upute o tome kako izgraditi prilagođenu Telematičku kutiju za upravljanje vozilima.

ODRICANJE ODGOVORNOSTI: Ova prilagođena crna kutija ne može uvijek biti valjani dokaz na sudu. Neke zemlje/države/lokalni zakoni možda neće dopustiti ugradnju prilagođenih nadzornih jedinica u vozila u pokretu, osim ako to odobri odobreni instalacijski tim. Iz ovih razloga i svih drugih koji su povezani s neovlaštenim korištenjem OBD priključka, autori ovog članka i web stranice ne snose odgovornost za ishod vaše vožnje, vašeg automobila, elektronike vašeg automobila (uključujući i putno računalo) i bilo koje drugi su se incidenti dogodili s ugrađenom nadzornom jedinicom po mjeri.

AŽURIRANJE/UPOZORENJE: Otišao sam na tjedan dana, ali sam ostavio svu elektroniku priključenu. Ono što nisam shvatio je da se OBD priključak uvijek napaja. Budući da OBD priključak koristi Bluetooth priključak, a Bluetooth troši priličnu količinu energije, akumulator automobila će se isprazniti …

Korak 1: Nabavite materijale

Za ovaj projekt trebat će vam:

• 1x ELM327 OBDII Bluetooth adapter - Ebay
• 1x Arduino Mega* - Ebay
• 1x HC -05 Bluetooth modul ** - Ebay
• 1x modul čitača SD kartica - Ebay
• 1x Neo -6M GPS modul - Ebay
• 1x GPS antena (sa SMA priključkom) - Ebay
• 20x žica kratkospojnika muško -žensko 10 cm - Ebay
• 1x UFL Mini adapter - Ebay
• 1x 3D tiskana kutija - (dizajn) SketchUp, (ispis) 3D čvorišta
• Odstojnici 6x 5 mm - Ebay
• 4x M3 matice i vijci 10 mm - Ebay
• 6x M3 matice i vijci 12-16 mm - Ebay
• 1x SD 8GB kartica - Ebay
• 1x USB adapter za automobil - Ebay

Hvala Bogu na Ebayu! Više informacija o nekim od modula bit će detaljno opisano u sljedećim koracima.

* Postoji argument da se koristi Uno, ali budući da mi je bilo potrebno više serijskih portova, a programski je prostor bio ograničen, isključio sam Uno. Postoji i argument da se koristi Due jer je moćniji. Due koristi 3V3 za svoje IO pinove, koji se mogu oštetiti drugim 5V komponentama. Stoga upotrijebite Mega.

** Nemojte zamijeniti HC-05 s HC-06! HC-06 je samo slave modul i ne može se konfigurirati kao glavni. Nabavite HC-05! VAŽNO: provjerite ima li HC-05 modul ključni ključ za prebacivanje u AT način rada, inače cijeli ovaj projekt neće uspjeti!

Korak 2: Kako to funkcionira?

Kako ćemo čitati podatke iz automobila? Većina automobila (ako ne i svi automobili) nakon 2003. moraju imati i OBD priključak za razgovor s motorom (provjerite prije kupnje!). OBD je kratica za On Board Diagnostics i koristi se uglavnom za utvrđivanje svih grešaka u automobilu. Na primjer, kada se uključi svjetlo motora, zapisuje se kôd greške. Kad ga odnesete u garažu, mehaničari će imati OBD čitač koji će pročitati kôd greške, pa će znati što treba popraviti.

S OBD priključka možete čitati i žive podatke. Dostupni podaci uživo ovise od auta do auta, ali većina automobila trebala bi vam omogućiti čitanje osnovnih stvari poput brzine, broja okretaja, prijeđene udaljenosti itd. Za potrebe ovog projekta odlučio sam pročitati brzinu vozila, broj okretaja motora, i depresija gasa.

Kad nabavite ELM327, pronađite svoj OBD port. To će se razlikovati za svaku marku automobila. Za moju Ford Fiestu to je bilo između volana i vozačevih vrata. Ako ga ne možete pronaći, potražite obd port [marka automobila] [model automobila] na Google -u, gdje bi trebao biti niz video zapisa/slika koji pokazuju gdje se nalazi vaš OBD port. Nakon što ga pronađete, priključite ELM327 u utičnicu.

Možete jednostavno testirati OBD port ako imate Android telefon. Idite u Trgovinu Play i preuzmite aplikaciju pod nazivom Torque. Postoji plaćena i besplatna verzija. Besplatna verzija bit će dovoljna u demo svrhe. Jednostavno se povežite s ELM327 putem Bluetootha, odaberite željene PID -ove koje želite čitati i uključite automobil. Očitanja biste odmah trebali vidjeti na ekranu.

Korak 3: Napravite kutiju

Potrebni materijali:

model kutije

Rezultat: 3D ispisana kutija i baza

Prije nego počnete s elektronikom, preporučujem 3D ispis kutije (ili izrade vlastite!) S vlastitim otvorima za montažu. Bit će mnogo lakše popraviti Arduino na mjestu bez svih komponenti na putu!

Dizajnirao sam jednostavan kovčeg (*.skp datoteke) da sve drži na mjestu. Model je izrađen u programu SketchUp, a dizajn je 3D ispisan pomoću usluga 3D ispisa 3D Hub -ova, gdje će ispisati vaše modele prilično dobre kvalitete po relativno jeftinoj cijeni.

Ispišite ovu kutiju tako da možete staviti svoju elektroniku unutra.

Korak 4: Sastavite bazu

Potrebni materijali:

• Arduino Mega
• 3D printana baza
• 3x odstojnika
• 3x M3 matice
• 3x M3 podloške
• 3 vijka M3 12 mm

Rezultat: sastavljena baza

Počevši s montažnom rupom broj 1 (montažna rupa između 6-pinskog ICSP zaglavlja i Comms iglica, pogledajte sliku), postavite podlošku na gornju stranu ploče i razmaknicu između ploče i baze. Provucite vijak kroz podlošku, otvor za montažu ploče, odstojnik i van kroz podnožje. Ispod baze nalaze se šesterokutni izvori za umetanje matica. Zategnite ih, ali ostavite dovoljno prostora za postavljanje ostalih odstojnika.

Ponovite za svaku montažnu rupu.

Kad su sve tri montažne rupe završene, pritegnite vijke tako da ploča čvrsto sjedne s postoljem. Ostale rupe za montažu nisu potrebne. Nisam mogao postaviti druge vijke jer bi se sukobili s položajima iglica/komponenti. Ovo troje bi trebalo biti dovoljno da ploča ostane na mjestu.

Korak 5: Povežite se

Materijali za ovaj korak:

• Sastavljena baza
• HC-05
• Neo-6M
• UFL mini adapter
• Čitač SD kartica
• 16x kratkospojne žice

Rezultat: sklop osnovne elektronike

Prvi korak je sve spojiti na Arduino Mega. Osnovni dijagram povezivanja pronaći ćete na jednoj od slika u prilogu. Koristit ćemo serijske portove, SPI sabirnicu i neke IO pinove.

Ako vas zanima kako funkcionira svaki modul, svaki modul možete povezati pojedinačno kako biste ih isprobali. Inače, ako ste sigurni da će sve biti u redu, samo sve spojite.

Čitač SD kartica

Spojite sljedeće:

• CS - pin 53
• SCK - pin 52
• MOSI - pin 51
• MISO - pin 50
• Vcc - 5V pin blizu pina 22
• Gnd - pin za uzemljenje blizu pina 52

GPS

Spojite sljedeće:

• GPS TX - pin 15
• GPS RX - pin 14
• GPS Gnd - pin za uzemljenje najbliži utičnici
• GPS Vcc - 5V pin najbliži utičnici
• Spojite UFL mini adapter na antenski iglu modula
• (Opcionalno) GPS PPS - pin 2

Bluetooth

Spojite sljedeće:

• Bluetooth TX - pin 17
• Bluetooth RX - pin 16
• Bluetooth ključ - pin 3
• Bluetooth Vcc - pin 19
• Bluetooth Gnd - pin 18

Korak 6: Stisnite ga dolje

Potrebni materijali:

Sklop osnovne elektronike

Sada kada je sve ožičeno, uvijte module tako da svi stanu unutar granice Mega, ali bez odvajanja žica. Izložene pinove i električne komponente možete pokriti električnom trakom kako biste izbjegli kratki spoj. Budi oprezan!

GPS

Uvijte žice sve dok vrh GPS modula ne bude okrenut prema komunikacijskim pinovima Mege.

Čitač SD kartica

U osnovi savijte/preklopite žice tako da gornji dio modula čitača SD kartica bude okrenut prema dolje preko gumba za poništavanje.

Bluetooth

Bluetooth modul će se "omotati" oko GPS modula i završiti s druge strane ploče, analognim pinovima.

Korak 7: Sastavite kutiju

Potrebni materijali:

• Sastavljena baza elektronike
• 3D tiskana kutija
• 4x M3 matice
• 4x M3 podloške
• 4 vijka M3 10 mm

Rezultat: Potpuno sastavljena kutija

Uzmite drugi kraj UFL mini adaptera i uključite ga kroz otvor u kutiji pričvršćujući ga navrtkom. Provjerite je li dobro pričvršćen jer ne želimo da ga antena uvrne!

Spojite dva sklopa zajedno, pazeći da nijedna žica nije isključena. Poravnajte četiri kutne rupe i umetnite matice M3 u šesterokutne rupe ispod podnožja. Provucite matice M3 kroz rupe i zajedno pričvrstite kutiju.

Korak 8: ELM327

Potrebni materijali:

• Potpuna montaža
• ELM327 Bluetooth OBD adapter
• Prijenosno računalo

Na GitHubu ćete pronaći kratki program (BluetoothScanner) koji će skenirati neke od najbližih Bluetooth uređaja. Prikazat će MAC adresu i SSID (naziv) svakog uređaja. Također će vam omogućiti ručno slanje naredbi u automobil.

Mac adresa

Da bi se HC-05 automatski spojio na ELM327, morat ćete pronaći MAC adresu adaptera. To se obično razlikuje za svaki modul. Time se izbjegava spajanje na pogrešan uređaj!

Jednostavno prenesite kôd na Mega, uključite automobil i pokrenite kôd. Na izlazu terminala trebali biste vidjeti rezultate. Kôd pokušava automatski povezati modul s odabranom MAC adresom, ali ponekad to ne uspije. Jednostavno provjerite jeste li dobili ispravnu MAC adresu. Adresa bi trebala izgledati kao 1D, A5, 68988B. Vaša MAC adresa može biti drugačija, ali bi trebala biti u istom formatu. Sačuvajte ovo za sljedeći korak!

Odstupanje odgovora

Također ćete morati odrediti rezultirajući format podataka koji izlaze iz OBDII adaptera. Koristeći kôd koji ste upravo učitali (u ovom koraku) pošaljite dolje znakove 0100. Ova je naredba odrediti koje podatke vam automobil može poslati. Cjeloviti popis naredbi nalazi se na Wikipediji.

Morat ćete provjeriti format vraćenih podataka. U mojoj Ford Fiesti (2012) naredba je odjeknula prije rezultata:

• Naredba poslana: 0100
• Primljeni odgovor: 0100BE1FA813

Međutim, u Renault Clio (2006.) naredba nije odjeknula:

• Naredba poslana: 0100
• Primljeni odgovor: BE1FA813

Odgovor može biti različit ovisno o automobilu. Morat ćete ukloniti sve prethodne znakove iz odgovora. U idealnom slučaju, vaš odgovor bi trebao izgledati kao gornji primjer Clia. Ako imate druge znakove, sjetite se broja znakova koji prethode odgovoru. Ovo će vam trebati u sljedećem koraku!

Korak 9: Prenesite kôd

Potrebni materijali:

• Izvorni kod
• Sastavljena kutija

Rezultat: ispunjen okvir.

Cijeli izvorni kod možete pronaći na GitHubu (naziv projekta: SimpleArduinoObd), gdje ćete vidjeti brojne datoteke zaglavlja (*.h). Preuzmite datoteke i otvorite ih u Arduino IDE -u.

Sjećate li se MAC adrese koju ste ranije spremili? Otvorite ObdHelper.h i oko retka 34 (naziv varijable obdMacAddress) promijenite MAC adresu za onu koju ste spremili u 4. koraku. Adresa treba biti odvojena zarezima i u istom formatu kao 1D, A5, 68988B.

Sjećate li se pomaka odgovora koji ste spremili u 4. koraku? Otvorite ObdHelper.h i oko retka 23 (definicija RESPONSE_PREFIX_OFFSET) promijenite pomak na ono što bi trebao biti.

Korak 10: Sakrijte okvir

Potrebni materijali:

• Dovršena kutija
• Arduino USB kabel
• GPS antena
• USB adapter za automobil

Rezultat: gotov projekt

Sad kad je kutija gotova, možemo je staviti u auto!

1. Pronađite mjesto za postavljanje kutije. Idealno bi bilo da se sakrije negdje. Stavio sam ga ispod suvozačevog sjedala. Upamtite: mora biti dovoljno blizu da USB kabel može doći do utičnice upaljača za automobil!
2. Odvojite svoju GPS antenu i ugurajte je u razmak između vanjskog i unutarnjeg tijela, ispod gumene brtve. Kabel antene koja se vuče može se ugurati ispod suvozačevog sjedala ili ispod tepiha.
3. "Glavu" GPS antene postavite na mjesto koje može lako vidjeti nebo. Stavio sam ga ispod prednjeg vjetrobrana.
4. Uključite USB kabel u kutiju, a zatim kabel u USB adapter automobila.
5. Uključite automobilski USB adapter u utičnicu upaljača.

Sada ste spremni za probnu vožnju!

Korak 11: Rezultati

Nažalost, da biste vidjeli sadržaj SD kartice, morate otvoriti okvir i ručno priključiti SD karticu u računalo da biste je pročitali. Ipak, datoteke će biti pohranjene na njemu. Naziv datoteke je u formatu [godina] [mjesec] [dan] [sat]. Podaci datoteke su u formatu [datum], [vrijeme], [zemljopisna širina], [dužina], [RPM], [brzina], [ubrzivač].

Ispod je primjer onoga što je pohranjeno:

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

Važno

• brzina će vjerojatno biti u KPH (kilometri/sat), ovisno o vašem vozilu.
• depresija akceleratora je u postocima (%) i može početi na vrijednosti većoj od 0%.
• vrijeme je u UTC -u.

Korak 12: Česta pitanja

Koliko dugo GPS mora prikupiti GPS signal?

Obično oko 30 sekundi. To ovisi o lokaciji.

Koliko još treba da se SD kartica napuni?

SD kartica od 8 GB ima oko 7,67 GB memorijskog prostora. Svaki unos u datoteku ima 55 bajtova. Svaki se unos vrši svake sekunde GPS aktivnosti. Uzimajući u prosjeku 2 sata vožnje dnevno, imate sljedeću formulu:

([Dostupan memorijski prostor] / ([bajtova po unosu] * [broj unosa dnevno])) / 365 = vrijeme (godine) do napunjenja memorijske kartice.

Pod pretpostavkom sljedećeg:

• Memorijski prostor je 7 GB (7 000 000 000 000 bajtova)
• bajtova po unosu je 55 bajtova
• broj unosa je 60 sekundi * 60 minuta * 2 sata = 396 000

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

Ukratko, jako dugo!

Može li se poslati na poslužitelj?

Za slanje na poslužitelj trebat će vam modem. Eksperimentirao sam sa SIM808, koji ima GPS, GSM i Bluetooth u jednom čipsetu (i nešto je jeftiniji od hardvera koji se koristi u ovom projektu). SIM808 oslanja se na 2G mrežu, koja se polako ukida diljem svijeta. Možda ću morati pronaći drugo rješenje za ovo.