Telematsko polje DIY: 12 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Telematične škatle (znane tudi kot črne škatle) se uporabljajo za beleženje in beleženje različnih lastnosti premikajočega se vozila. Uporabljali so se predvsem v letalih za beleženje različnih lastnosti letala, na primer hitrosti zraka, smeri, nivoja goriva, radijskega klepetanja itd. To je prva referenčna točka za vsako letalsko nesrečo, saj vsebuje vse podatke o letalu, ki vodijo navzgor. na incident. Ta metoda spremljanja delovanja, stanja in gibanja vozil se je od takrat prenesla na avtomobile, kar zavarovalnicam omogoča boljšo oceno slogov vožnje, da bi svojim strankam predstavile pravilne premije.

Nekatera podjetja zahtevajo dodatno pristojbino za namestitev enega, druga pa za znižano ceno zavarovanja. Ta navodila so zasnovana tako, da podajo navodila po korakih, kako sestaviti telematsko omarico po meri za vožnjo vozil.

OPOZORILO: Ta črna skrinjica po meri morda ni vedno veljaven dokaz na sodišču. Nekatere države/države/lokalni zakoni morda ne dovoljujejo namestitve nadzornih enot po meri v premikajoča se vozila, razen če to odobri pooblaščena ekipa za namestitev. Zaradi teh razlogov in vseh drugih, povezanih z posegi v vrata OBD, avtorji tega članka in spletnega mesta ne prevzemajo odgovornosti za izid vaše vožnje, vašega avtomobila, elektronike vašega avtomobila (vključno z vgrajenim računalnikom) in vseh drugi incidenti so se zgodili z nameščeno nadzorno enoto po meri.

UPDATE/OPOZORILO: Odšel sem za en teden, vendar sem pustil vklopljeno vso elektroniko. Nisem se zavedal, da so vrata OBD vedno napajana. Ker vrata OBD uporabljajo vrata Bluetooth in Bluetooth porabi precej energije, se bo avtomobilska baterija izpraznila …

1. korak: Pridobite materiale

Za ta projekt boste potrebovali:

• 1x ELM327 OBDII Bluetooth adapter - Ebay
• 1x Arduino Mega* - Ebay
• 1x modul Bluetooth HC -05 ** - Ebay
• 1x modul bralnika SD kartic - Ebay
• 1x GPS -modul Neo -6M - Ebay
• 1x antena GPS (s priključkom SMA) - Ebay
• 20x moško -ženskih 10 cm mostičarskih žic - Ebay
• 1x UFL mini adapter - Ebay
• 1x 3D tiskano ohišje - (oblikovanje) SketchUp, (tiskanje) 3D vozlišča
• 6x 5 mm distančniki - Ebay
• 4x M3 10 mm matice in vijaki - Ebay
• 6x matice in vijaki M3 12-16 mm - Ebay
• 1x kartica SD 8 GB - Ebay
• 1x USB adapter za avto - Ebay

Hvala bogu za Ebay! Več informacij o nekaterih modulih bo podrobno opisanih v naslednjih korakih.

* Obstaja argument za uporabo Uno, a ker sem potreboval več zaporednih vrat in je bil programski prostor omejen, sem se odločil za Uno. Obstaja tudi argument za uporabo Due, saj je močnejši. Due uporablja 3V3 za svoje IO zatiče, ki jih lahko poškodujejo druge 5V komponente. Zato uporabite Mega.

** Ne zamenjajte HC-05 s HC-06! HC-06 je samo pomožni modul in ga ni mogoče konfigurirati kot glavnega. Pridobite HC-05! POMEMBNO: Prepričajte se, da ima modul HC-05 ključ za preklop v način AT, sicer ta celoten projekt ne bo deloval!

2. korak: Kako deluje?

Kako bomo brali podatke iz avtomobila? Večina avtomobilov (če ne vsi avtomobili) po letu 2003 mora imeti OBD vrata za pogovor z motorjem (preverite pred nakupom!). OBD pomeni On Board Diagnostics in se uporablja predvsem za ugotavljanje napak pri avtomobilu. Ko se na primer prižge lučka motorja, se zabeleži koda napake. Ko ga odpeljete v garažo, bodo imeli mehaniki bralnik OBD, ki bo prebral kodo napake, zato bodo vedeli, kaj je treba odpraviti.

Iz vrat OBD lahko berete tudi podatke v živo. Razpoložljivi podatki v živo so odvisni od avtomobila do avtomobila, vendar vam mora večina avtomobilov omogočiti branje osnovnih stvari, kot so hitrost, štetje vrtljajev, prevožena razdalja itd. Za namene tega projekta sem se odločil prebrati hitrost vozila, število vrtljajev motorja in depresija plina.

Ko dobite ELM327, poiščite vrata OBD. To se pri vsaki znamki avtomobila razlikuje. Pri moji Ford Fiesti je bilo to med volanom in voznikovimi vrati. Če ga ne najdete, poiščite [znamka avtomobila] [model avtomobila] obd vrata v Googlu, kjer bi morali biti številni videoposnetki/slike, ki prikazujejo, kje so vaša vrata OBD. Ko ga najdete, priključite ELM327.

Vrata OBD lahko preprosto preizkusite, če imate telefon Android. Pojdite v Trgovino Play in prenesite aplikacijo Torque. Obstaja plačljiva in brezplačna različica. Brezplačna različica bo zadostovala za demo namene. Preprosto se povežite z ELM327 prek Bluetootha, izberite želene PID -je, ki jih želite prebrati, in vklopite avto. Odčitke bi morali takoj videti na zaslonu.

3. korak: Naredite škatlo

Potrebni materiali:

model škatle

Rezultat: 3D natisnjena škatla in podnožje

Preden začnete z elektroniko, priporočam 3D tiskanje škatle (ali izdelavo lastne!) Z lastnimi montažnimi luknjami. Arduino bo veliko lažje popraviti na mestu brez vseh komponent!

Zasnoval sem enostaven etui (*.skp datoteke), ki drži vse na svojem mestu. Model je izdelan v programu SketchUp, dizajn pa je bil 3D natisnjen s storitvami 3D tiskanja 3D Hubs, kjer bodo natisnili vaše modele v precej dobri kakovosti za relativno poceni.

Natisnite to škatlo, da boste lahko vanj vstavili svojo elektroniko.

4. korak: Sestavite osnovo

Potrebni materiali:

• Arduino Mega
• 3D natisnjena podlaga
• 3x distančniki
• 3x matice M3
• 3x podložke M3
• 3x M3 12 mm vijaki

Rezultat: sestavljena podlaga

Začenši z montažno luknjo številka 1 (montažna luknja med 6-polno glavo ICSP in zatiči Comms, glej sliko), postavite podložko na zgornjo stran plošče in distančnik med ploščo in podnožjem. Vijak vstavite skozi podložko, montažno luknjo za ploščo, distančnik in ven skozi podnožje. Pod osnovo so šesterokotni izhodi za pritrditev matic. Zategnite, vendar pustite dovolj prostora za namestitev drugih distančnikov.

Ponovite za vsako montažno luknjo.

Ko so vse tri montažne luknje narejene, privijte vijake, tako da je plošča trdno pritrjena na podlago. Druge montažne luknje niso potrebne. Drugih vijakov nisem mogel namestiti, saj bi se spopadli z umestitvami pin/komponent. Ti trije bi morali biti dovolj, da plošča ostane na svojem mestu.

5. korak: Povežite se

Materiali za ta korak:

• Sestavljena podlaga
• HC-05
• Neo-6M
• UFL mini adapter
• Bralnik kartic SD
• 16x mostične žice

Rezultat: osnovni sklop elektronike

Prvi korak je, da vse povežete z Arduino Mega. Osnovni diagram povezave boste našli na eni od priloženih slik. Uporabljali bomo serijska vrata, vodilo SPI in nekatere vmesnike IO.

Če vas zanima, kako deluje vsak modul, lahko povežete vsak modul posebej, da jih preizkusite. V nasprotnem primeru, če ste prepričani, da bo vse v redu, samo povežite vse.

Bralnik kartic SD

Povežite naslednje:

• CS - pin 53
• SCK - pin 52
• MOSI - pin 51
• MISO - pin 50
• Vcc - 5V pin blizu pin 22
• Gnd - ozemljitveni zatič blizu zatiča 52

GPS

Povežite naslednje:

• GPS TX - pin 15
• GPS RX - pin 14
• GPS Gnd - ozemljitveni zatič najbližje vtičnici
• GPS Vcc - 5V pin najbližje vtičnici
• Priključite mini adapter UFL na antenski zatič modula
• (Izbirno) GPS PPS - pin 2

Bluetooth

Povežite naslednje:

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

6. korak: Stisnite ga

Potrebni materiali:

Osnovni sklop elektronike

Zdaj, ko je vse povezano, zavrtite module, tako da se vsi prilegajo meji Mege, vendar brez odklopa žic. Morda boste želeli izpostavljene zatiče in električne komponente prekriti z električnim trakom, da se izognete kratkemu stiku. Bodi previden!

GPS

Zvijte žice, dokler zgornji del modula GPS ne gleda proti komunikacijskim zatičem Mega.

Bralnik kartic SD

V bistvu upognite/zložite žice, tako da je zgornji del bralnika kartic SD obrnjen navzdol nad gumbom za ponastavitev.

Bluetooth

Modul Bluetooth se bo "ovil" okoli modula GPS in končal na drugi strani plošče z analognimi zatiči.

7. korak: Sestavite škatlo

Potrebni materiali:

• Sestavljena osnova elektronike
• 3D tiskana škatla
• 4x matice M3
• 4x podložke M3
• 4x vijaki 10 mm M3

Rezultat: Popolnoma sestavljena škatla

Vzemite drugi konec mini adapterja UFL in ga vtaknite skozi luknjo v škatli in ga pritrdite z matico. Prepričajte se, da je tesna, saj ne želimo, da se antena zavrti!

Združite oba sklopa skupaj in se prepričajte, da nobena od žic ni odklopljena. Poravnajte štiri vogalne luknje in vstavite matice M3 v šesterokotne luknje pod podnožjem. Matice M3 vstavite skozi luknje in škatlo privijte skupaj.

8. korak: ELM327

Potrebni materiali:

• Popolna montaža
• Bluetooth OBD adapter ELM327 Bluetooth
• Prenosni računalnik

Na GitHubu boste našli kratek program (BluetoothScanner), ki bo iskal nekatere najbližje naprave Bluetooth. Prikazal bo naslov MAC in SSID (ime) vsake naprave. Omogočil vam bo tudi ročno pošiljanje ukazov v avto.

Mac naslov

Če se HC-05 samodejno poveže z ELM327, boste morali poiskati naslov MAC vmesnika. To je običajno za vsak modul drugačno. S tem se izognete priključitvi na napačno napravo!

Preprosto naložite kodo v Mega, vklopite avto in zaženite kodo. Na izhodu terminala bi morali videti rezultate. Koda poskuša samodejno povezati modul z izbranim naslovom MAC, vendar včasih to ne deluje. Prepričajte se, da ste dobili pravilen naslov MAC. Naslov mora izgledati kot 1D, A5, 68988B. Vaš naslov MAC je lahko drugačen, vendar mora biti v isti obliki. Shranite to za naslednji korak!

Odmik odziva

Prav tako boste morali določiti nastalo obliko podatkov, ki prihajajo iz adapterja OBDII. S kodo, ki ste jo pravkar naložili (v tem koraku), pošljite znake 0100. To je ukaz za določitev podatkov, ki vam jih lahko pošlje vaš avto. Celoten seznam ukazov najdete na Wikipediji.

Preveriti morate obliko vrnjenih podatkov. V moji Ford Fiesti (2012) je bil pred rezultati ponovljen ukaz:

• Ukaz poslan: 0100
• Prejeti odgovor: 0100BE1FA813

Vendar pri Renault Clio (2006) ukaz ni ponovil:

• Ukaz poslan: 0100
• Prejeti odgovor: BE1FA813

Odziv je lahko drugačen, odvisno od avtomobila. Iz odgovora boste morali odstraniti vse prejšnje znake. V idealnem primeru bi moral biti vaš odgovor podoben zgornjemu primeru Clia. Če imate druge znake, si zapomnite število znakov pred odgovorom. To boste potrebovali v naslednjem koraku!

9. korak: Naložite kodo

Potrebni materiali:

• Izvorna koda
• Sestavljena škatla

Rezultat: izpolnjeno polje.

Celotno izvorno kodo najdete na GitHubu (ime projekta: SimpleArduinoObd), kjer boste videli številne datoteke z glavo (*.h). Prenesite datoteke in jih odprite v Arduino IDE.

Se spomnite naslova MAC, ki ste ga shranili prej? Odprite ObdHelper.h in okoli vrstice 34 (ime spremenljivke obdMacAddress) tam spremenite naslov MAC za tistega, ki ste ga shranili v 4. koraku. Naslov mora biti ločen z vejicami in v isti obliki kot 1D, A5, 68988B.

Se spomnite odmika odziva, ki ste ga shranili v 4. koraku? Odprite ObdHelper.h in pri vrstici 23 (definicija RESPONSE_PREFIX_OFFSET) spremenite odmik na kar koli naj bo.

10. korak: Skrij polje

Potrebni materiali:

• Dokončana škatla
• Arduino kabel USB
• GPS antena
• Avto adapter USB

Rezultat: končan projekt

Ko je škatla končana, jo lahko postavimo v avto!

1. Poiščite lokacijo, v katero boste postavili škatlo. V idealnem primeru bi moralo biti nekje skrito. Postavil sem ga pod sovoznikov sedež. Ne pozabite: mora biti dovolj blizu, da lahko kabel USB doseže vtičnico vžigalnika avtomobila!
2. Odvijte anteno GPS in jo pod gumenim tesnilom potisnite v režo med zunanjim in notranjim telesom. Slednji antenski kabel lahko spravite pod sovoznikov sedež ali pod preprogo.
3. "Glavo" antene GPS postavite na mesto, ki zlahka vidi nebo. Postavil sem ga pod sprednje vetrobransko steklo.
4. Priključite kabel USB v škatlo, nato pa kabel v avtomobilski adapter USB.
5. Avtomobilski adapter USB priključite v vtičnico za vžigalnik.

Zdaj ste pripravljeni na testno vožnjo!

11. korak: Rezultati

Na žalost morate za ogled vsebine kartice SD odpreti polje in ročno priključiti kartico SD v računalnik, da jo preberete. Kljub temu bodo datoteke shranjene na njem. Ime datoteke je v obliki [leto] [mesec] [dan] [ura]. Podatki o datotekah so v obliki [datum], [čas], [zemljepisna širina], [dolžina], [RPM], [hitrost], [pospeševalnik].

Spodaj je vzorec shranjenega:

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

Pomembno

• hitrost bo verjetno v KPH (kilometri/uro), odvisno od vašega vozila.
• depresija pospeševalnika je v odstotkih (%) in se lahko začne pri vrednosti, višji od 0%.
• čas je v UTC.

Korak: Pogosta vprašanja

Kako dolgo mora GPS pridobiti signal GPS?

Običajno približno 30 sekund. To je odvisno od lokacije.

Koliko časa je do polne kartice SD?

8 GB kartica SD ima približno 7,67 GB pomnilniškega prostora. Vsak vnos v datoteko je dolg 55 bajtov. Vsak vnos se izvede vsako sekundo aktivnosti GPS. Če v povprečju vozite 2 uri vožnje na dan, imate naslednjo formulo:

([Prosti pomnilniški prostor] / ([bajti na vnos] * [število vnosov na dan])) / 365 = čas (leta) do polnjenja pomnilniške kartice.

Ob predpostavki naslednjega:

• Pomnilniški prostor je 7 GB (7 000 000 000 000 bajtov)
• bajtov na vnos je 55 bajtov
• število vnosov je 60 sekund * 60 minut * 2 uri = 396 000

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

Skratka, zelo dolgo!

Ali se lahko pošlje na strežnik?

Za pošiljanje na strežnik potrebujete modem. Poskusil sem s kartico SIM808, ki ima GPS, GSM in Bluetooth v enem naboru čipov (in je nekoliko cenejši od strojne opreme, uporabljene v tem projektu). SIM808 temelji na omrežju 2G, ki ga po vsem svetu počasi ukinjajo. Morda bom moral za to najti drugo rešitev.