Telematička kutija "uradi sam": 12 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

Telematičke kutije (poznate i kao crne kutije) koriste se za snimanje i evidentiranje različitih atributa vozila u pokretu. Oni su se prvenstveno koristili u avionima za evidentiranje različitih atributa aviona, na primjer, brzine vazduha, smjera, nivoa goriva, radio ćaskanja itd. To je prva referentna tačka za svaki avionski incident, jer sadrži sve podatke o avionu koji vode do incidenta. Ova metoda praćenja performansi, stanja i kretanja vozila od tada je prenesena na automobile, omogućavajući osiguravajućim društvima da dobiju bolju procjenu stilova vožnje kako bi svojim klijentima predstavili ispravne premije.

Neke kompanije traže dodatnu naknadu za ugradnju, druge će to učiniti po sniženoj cijeni osiguranja. Ova instrukcija je dizajnirana 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 ometanjem OBD priključka, autori ovog članka i web stranice ne snose odgovornost za ishod vaše vožnje, vašeg automobila, elektronike vašeg automobila (uključujući i putni računar) i bilo koje drugi incidenti su se dogodili sa ugrađenom nadzornom jedinicom po mjeri.

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

Korak 1: Nabavite materijale

Za ovaj projekat trebat će vam:

• 1x ELM327 OBDII Bluetooth adapter - Ebay
• 1x Arduino Mega* - Ebay
• 1x Bluetooth modul HC -05 ** - Ebay
• 1x modul čitača SD kartica - Ebay
• 1x Neo -6M GPS modul - Ebay
• 1x GPS antena (sa SMA konektorom) - Ebay
• 20x muško -ženskih kratkospojnika 10cm - Ebay
• 1x UFL Mini adapter - Ebay
• 1x 3D štampano kućište - (dizajn) SketchUp, (štampa) 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 prostor je 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 koristite Mega.

** Nemojte zamijeniti HC-05 sa HC-06! HC-06 je samo slave modul i ne može se konfigurirati kao master. Nabavite HC-05! VAŽNO: provjerite ima li HC-05 modul ključni pin 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 svi automobili) nakon 2003. moraju imati i OBD priključak za razgovor s motorom (provjerite prije kupovine!). OBD je kratica za On Board Diagnostics i koristi se uglavnom za utvrđivanje svih grešaka u automobilu. Na primjer, kada se uključi svjetlo motora, bilježi se kôd greške. Kad ga odnesete u garažu, mehaničari će imati OBD čitač koji će pročitati kôd greške, pa će znati šta 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 trebalo biti nekoliko videozapisa/slika koji pokazuju gdje se nalazi vaš OBD port. Kada se locira, 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 na ELM327 putem Bluetootha, odaberite željene PID -ove koje želite čitati i uključite automobil. Čitanja biste trebali odmah vidjeti na ekranu.

Korak 3: Napravite kutiju

Potrebni materijali:

model kutije

Rezultat: 3D štampana 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 jednostavno kućište (*.skp datoteke) da sve drži na mjestu. Model je napravljen u programu SketchUp, a dizajn je 3D štampan pomoću usluga 3D štampanja 3D Hub -ova, gdje će oni štampati vaše modele prilično dobre kvalitete po relativno jeftinoj cijeni.

Odštampajte ovu kutiju tako da možete staviti svoju elektroniku unutra.

Korak 4: Sastavite bazu

Potrebni materijali:

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

Rezultat: sastavljena baza

Počevši od montažne rupe broj 1 (montažna rupa između 6-pinskog ICSP zaglavlja i Comms pinova, 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 stoji na podlozi. Ostale rupe za montažu nisu potrebne. Nisam mogao ugraditi druge vijke jer bi se sukobili sa 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: osnovni sklop elektronike

Prvi korak je povezivanje svega 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 ste znatiželjni 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 povežite.

Čitač SD kartica

Povežite sledeće:

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

GPS

Povežite sledeće:

• 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

Povežite sledeće:

• 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 se svi uklope u granicu Mega -e, ali bez odvajanja žica. Izložene pinove i električne komponente možete pokriti električnom trakom kako biste izbjegli kratki spoj. Budi pazljiv!

GPS

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

Čitač SD kartica

U osnovi savijte/savijte žice tako da gornji dio modula čitača SD kartica bude okrenut prema dolje preko tipke 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 štampana 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. Uvjerite se da je zategnut 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 zavijte kutiju.

Korak 8: ELM327

Potrebni materijali:

• Potpuna montaža
• ELM327 Bluetooth OBD adapter
• Prenosivi računar

Na GitHub -u ćete pronaći kratki program (BluetoothScanner) koji će skenirati neke od najbližih Bluetooth uređaja. Prikazat će MAC adresu i SSID (naziv) svakog uređaja. Takođe će vam omogućiti da ručno šaljete komande u automobil.

MAC adresa

Da bi se HC-05 automatski spojio na ELM327, morat ćete pronaći MAC adresu adaptera. Ovo je obično različito za svaki modul. Ovo služi za izbjegavanje povezivanja 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!

Odmak odziva

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. Ovo je naredba za određivanje podataka koje vam automobil može poslati. Potpuna lista naredbi nalazi se na Wikipediji.

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

• Komanda poslana: 0100
• Primljeni odgovor: 0100BE1FA813

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

• Komanda 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, zapamtite broj znakova koji prethodi odgovoru. Ovo će vam trebati u sljedećem koraku!

Korak 9: Otpremite kôd

Potrebni materijali:

• Izvorni kod
• Sastavljena kutija

Rezultat: popunjena kutija.

Potpuni izvorni kod možete pronaći na GitHub -u (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 sačuvali? Otvorite ObdHelper.h i oko retka 34 (naziv varijable obdMacAddress) promijenite tamošnju MAC adresu za onu koju ste spremili u 4. koraku. Adresa treba biti razdvojena 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 linije 23 (definicija RESPONSE_PREFIX_OFFSET) promijenite pomak na ono što bi trebalo biti.

Korak 10: Sakrijte okvir

Potrebni materijali:

• Završena 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 lokaciju za postavljanje kutije. Idealno bi bilo da to bude sakriveno negdje. Stavio sam ga ispod suvozačevog sedišta. Upamtite: mora biti dovoljno blizu da USB kabel može doprijeti do utičnice upaljača za automobil!
2. Raskopčajte svoju GPS antenu i ugurajte je u razmak između vanjskog tijela i unutarnjeg tijela, ispod gumene brtve. Zadnji antenski kabel može se staviti ispod suvozačevog sjedala ili ispod tepiha.
3. "Glavu" GPS antene postavite na mjesto koje može lako vidjeti nebo. Stavio sam ga ispod prednjeg vetrobrana.
4. Uključite USB kabl u kutiju, a zatim kabl u USB adapter za automobil.
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 kutiju i ručno priključiti SD karticu u računar 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], [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

Bitan

• brzina će vjerovatno biti u KPH (kilometri/sat), ovisno o vašem vozilu.
• depresija gasa 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 unos se 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 / (55 * 396, 000)) / 365 = 48,4 godine

Ukratko, jako dugo!

Može li se poslati na server?

Za slanje na server potreban vam je modem. Eksperimentisao 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 širom svijeta. Možda ću morati pronaći drugo rješenje za ovo.