DIY telematický box: 12 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Telematické boxy (aka Black Boxes) sa používajú na zaznamenávanie a zaznamenávanie rôznych atribútov pohybujúceho sa vozidla. Používajú sa predovšetkým v lietadlách na zaznamenávanie rôznych atribútov lietadla, napríklad rýchlosti vzduchu, kurzu, hladín paliva, rádiového vibrovania atď. Je to prvý referenčný bod pre akýkoľvek incident s lietadlom, pretože obsahuje všetky údaje o lietadlách, ktoré predchádzali. k incidentu. Tento spôsob monitorovania výkonu, stavu a pohybu vozidla bol odvtedy prenesený do automobilov, čo poisťovniam umožňuje získať lepší odhad štýlov jazdy s cieľom predložiť svojim zákazníkom správne poistné.

Niektoré spoločnosti požadujú dodatočný poplatok za inštaláciu, iné to urobia za zníženú cenu poistenia. Tento návod je navrhnutý tak, aby poskytoval podrobné pokyny o tom, ako vytvoriť vlastný telematický box pre riadenie vozidiel.

UPOZORNENIE: Táto čierna skrinka na mieru nemusí byť vždy platným dôkazom na súde. Niektoré krajiny/štáty/miestne zákony nemusia povoľovať inštaláciu vlastných monitorovacích jednotiek do pohybujúcich sa vozidiel, pokiaľ to neschváli autorizovaný inštalačný tím. Z týchto dôvodov a akýchkoľvek ďalších súvisiacich s manipuláciou s portom OBD nepreberajú autori tohto článku a webovej stránky žiadnu zodpovednosť za výsledok vašej jazdy, vášho auta, elektroniky vášho auta (vrátane palubného počítača) a akýchkoľvek ďalších ďalšie incidenty sa vyskytli s namontovanou monitorovacou jednotkou vyrobenou na mieru.

AKTUALIZÁCIA/UPOZORNENIE: Odišiel som na týždeň, ale nechal som zapojenú všetku elektroniku. Čo som si neuvedomil, bolo, že port OBD je vždy napájaný. Pretože port OBD používa port Bluetooth a Bluetooth spotrebúva značné množstvo energie, autobatéria sa vybije …

Krok 1: Získajte materiál

Na tento projekt budete potrebovať:

• 1x Bluetooth adaptér ELM327 OBDII - Ebay
• 1x Arduino Mega* - Ebay
• 1x Bluetooth modul HC -05 ** - Ebay
• 1x modul čítačky kariet SD - Ebay
• 1x GPS modul Neo -6M - Ebay
• 1x GPS anténa (s konektorom SMA) - Ebay
• 20x prepojovacie lanko 10 mm - samica a samica - Ebay
• 1x adaptér UFL Mini - Ebay
• 1x 3D tlačené puzdro - (dizajn) SketchUp, (tlač) 3D rozbočovače
• 6 x 5 mm rozpery - Ebay
• 4x M3 10mm matice a skrutky - Ebay
• 6x Matice a skrutky M3 12-16 mm - Ebay
• 1x SD 8GB karta - Ebay
• 1x auto USB adaptér - Ebay

Vďaka bohu za Ebay! Ďalšie informácie o niektorých moduloch budú podrobne popísané v ďalších krokoch.

* Existuje argument na používanie Uno, ale pretože som potreboval viac sériových portov a priestor programu bol obmedzený, zrušil som používanie Uno. Existuje aj argument na použitie Due, pretože je silnejší. Due používa na svoje IO piny 3V3, ktoré môžu byť poškodené inými komponentmi 5V. Preto použite Mega.

** Nemýlite si HC-05 s HC-06! HC-06 je modul iba na podradenú jednotku a nemožno ho nakonfigurovať ako hlavný. Získajte HC-05! DÔLEŽITÉ: uistite sa, že modul HC-05 má kľúčový kolík, aby bolo možné prepnúť do režimu AT, inak celý tento projekt nebude fungovať!

Krok 2: Ako to funguje?

Ako budeme čítať údaje z auta? Väčšina automobilov (ak nie všetky autá) po roku 2003 musí mať port OBD na rozprávanie s motorom (pred kúpou skontrolujte!). OBD je skratka pre On Board Diagnostics a používa sa hlavne na určenie akýchkoľvek chýb na automobile. Napríklad, keď sa rozsvieti kontrolka motora, zaznamená sa chybový kód. Keď ho odnesiete do garáže, mechanici budú mať čítačku OBD, ktorá načíta chybový kód, takže bude vedieť, čo opraviť.

Z portu OBD môžete tiež čítať živé dáta. Dostupné aktuálne údaje závisia od auta k automobilu, ale väčšina automobilov by vám mala umožniť prečítať si základné údaje, ako je rýchlosť, počet otáčok, prejdená vzdialenosť atď. Na účely tohto projektu som sa rozhodol prečítať rýchlosť vozidla, otáčky motora, a stlačenie plynu.

Keď dostanete ELM327, nájdite svoj port OBD. To sa bude líšiť pre každú značku auta. U môjho Fordu Fiesta to bolo medzi volantom a dverami vodiča. Ak ho nemôžete nájsť, vyhľadajte [značka auta] [model auta] obd port na Googli, kde by malo byť množstvo videí/fotografií ukazujúcich, kde sa nachádza váš port OBD. Akonáhle sa nachádzate, zapojte ELM327.

Ak máte telefón s Androidom, môžete port OBD ľahko otestovať. Prejdite do Obchodu Play a stiahnite si aplikáciu s názvom Torque. Existuje platená verzia a bezplatná verzia. Bezplatná verzia postačí na ukážkové účely. Jednoducho sa pripojte k svojmu ELM327 pomocou Bluetooth, vyberte požadované PID, ktoré chcete čítať, a zapnite auto. Hodnoty by ste mali okamžite vidieť na obrazovke.

Krok 3: Vytvorte škatuľu

Potrebné materiály:

model škatule

Výsledok: 3D tlačená krabica a základňa

Predtým, ako začnete s elektronikou, odporúčam 3D tlač krabice (alebo si vyrobte vlastnú!) S vlastnými montážnymi otvormi. Bude oveľa jednoduchšie opraviť Arduino na mieste bez všetkých komponentov, ktoré by mu prekážali!

Navrhol som jednoduchý prípad (súbory*.skp), aby držal všetko na svojom mieste. Model je vyrobený v SketchUp a dizajn bol vytlačený 3D pomocou služieb 3D tlače 3D Hubs, kde vytlačia vaše modely v celkom dobrej kvalite za relatívne lacné.

Vytlačte si toto pole, aby ste doň mohli umiestniť svoju elektroniku.

Krok 4: Zostavte základňu

Potrebné materiály:

• Arduino Mega
• 3D tlačená základňa
• 3x rozpery
• 3x orechy M3
• 3x podložka M3
• 3x skrutky M3 12 mm

Výsledok: zostavená základňa

Začnite montážnym otvorom číslo 1 (montážny otvor medzi 6-kolíkovým konektorom ICSP a kolíkmi Comms, pozri obrázok), na hornú stranu dosky umiestnite podložku a medzi dosku a základňu vložte podložku. Zaskrutkujte skrutku cez podložku, montážny otvor dosky, rozperu a von cez základňu. Pod základňou sú šesťhranné výrezy, aby sa do nich vošli matice. Utiahnite, ale ponechajte dostatok priestoru na umiestnenie ďalších rozperiek.

Opakujte pre každý montážny otvor.

Keď sú všetky tri montážne otvory hotové, utiahnite skrutky tak, aby doska bola pevne na svojom mieste so základňou. Ostatné montážne otvory nie sú potrebné. Nedokázal som namontovať iné skrutky, pretože by sa zrazili s umiestnením kolíkov/komponentov. Tieto tri by mali stačiť na to, aby doska zostala na svojom mieste.

Krok 5: Pripojte sa

Materiály pre tento krok:

• Zostavená základňa
• HC-05
• Neo-6M
• Mini adaptér UFL
• Čítačka kariet SD
• 16x prepojovacie vodiče

Výsledok: zostava základnej elektroniky

Prvým krokom je pripojiť všetko k Arduino Mega. Základnú schému zapojenia nájdete na jednom z priložených obrázkov. Budeme používať sériové porty, zbernicu SPI a niektoré IO piny.

Ak vás zaujíma, ako jednotlivé moduly fungujú, môžete ich otestovať a prepojiť ich jednotlivo. V opačnom prípade, ak ste si istí, že bude všetko v poriadku, jednoducho všetko prepojte.

Čítačka kariet SD

Pripojte nasledujúce:

• CS - kolík 53
• SCK - kolík 52
• MOSI - kolík 51
• MISO - kolík 50
• Vcc - 5V pin blízko pinu 22
• GND - uzemňovací kolík blízko kolíka 52

GPS

Pripojte nasledujúce:

• GPS TX - kolík 15
• GPS RX - kolík 14
• GPS Gnd - uzemňovací kolík najbližšie k elektrickej zásuvke
• GPS Vcc - 5V kolík najbližšie k elektrickej zásuvke
• Pripojte mini adaptér UFL k kolíku antény modulu
• (Voliteľné) GPS PPS - kolík 2

Bluetooth

Pripojte nasledujúce:

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

Krok 6: Komprimujte to

Potrebné materiály:

Zostava základnej elektroniky

Teraz, keď je všetko zapojené, otočte moduly tak, aby sa všetky zmestili dovnútra hranice Mega, ale bez odpojenia káblov. Odkryté kolíky a elektrické súčiastky môžete zakryť elektrickou páskou, aby ste predišli skratu. Buď opatrný!

GPS

Skrúťte vodiče, kým nebude vrchná časť modulu GPS otočená ku komunikačným kolíkom zariadenia Mega.

Čítačka kariet SD

V zásade ohnite/sklopte vodiče tak, aby horná časť modulu čítačky kariet SD smerovala nadol cez tlačidlo Reset.

Bluetooth

Modul Bluetooth sa „obalí“okolo modulu GPS a skončí na druhej strane dosky pri analógových kolíkoch.

Krok 7: Zostavte škatuľu

Potrebné materiály:

• Zostavená základňa elektroniky
• 3D tlačená krabička
• 4x matice M3
• 4x podložky M3
• 4x skrutky M3 10 mm

Výsledok: Kompletne zostavená krabica

Prevlečte druhý koniec mini adaptéra UFL a zasuňte ho do otvoru v škatuli a zaistite ho maticou. Uistite sa, že je tesný, pretože nechceme, aby ho anténa prekrútila!

Spojte obe zostavy dohromady a uistite sa, že sa neodpojil žiadny z káblov. Zarovnajte štyri rohové otvory a zasuňte matice M3 do šesťhranných otvorov pod základňou. Do otvorov vložte matice M3 a skrinku k sebe priskrutkujte.

Krok 8: ELM327

Potrebné materiály:

• Kompletná montáž
• Bluetooth OBD adaptér ELM327
• Prenosný počítač

Na GitHub nájdete krátky program (BluetoothScanner), ktorý vyhľadá niektoré z najbližších zariadení Bluetooth. Zobrazí MAC adresu a SSID (názov) každého zariadenia. Tiež vám umožní ručne odosielať príkazy do vášho auta.

Mac adresa

Aby sa HC-05 automaticky pripojil k ELM327, budete musieť nájsť MAC adresu adaptéra. Obvykle je to pre každý modul iné. Vyhnete sa tak pripojeniu na nesprávne zariadenie!

Jednoducho nahrajte kód do Mega, zapnite auto a spustite kód. Na terminálovom výstupe by ste mali vidieť výsledky. Kód sa pokúša automaticky viazať modul na zvolenú adresu MAC, ale niekedy to nefunguje. Jednoducho sa uistite, že zadávate správnu MAC adresu. Adresa by mala vyzerať ako 1D, A5, 68988B. Vaša adresa MAC sa môže líšiť, ale mala by byť v rovnakom formáte. Uložte si to pre ďalší krok!

Offset reakcie

Budete tiež musieť určiť výsledný formát údajov, ktoré vychádzajú z adaptéra OBDII. Pomocou kódu, ktorý ste práve nahrali (v tomto kroku), pošlite znaky 0100. Toto je príkaz, ktorý určí, aké údaje vám vaše auto môže odoslať. Úplný zoznam príkazov nájdete na Wikipédii.

Budete musieť skontrolovať formát vrátených údajov. V mojom Ford Fiesta (2012) sa príkaz zopakoval pred výsledkami:

• Príkaz odoslaný: 0100
• Prijatá odpoveď: 0100BE1FA813

V Renaulte Clio (2006) však príkaz nezaznel:

• Príkaz odoslaný: 0100
• Prijatá odpoveď: BE1FA813

Odozva sa môže líšiť v závislosti od auta. Z odpovede budete musieť odstrániť všetky predchádzajúce znaky. V ideálnom prípade by mala vaša odpoveď vyzerať ako vyššie uvedený príklad Clio. Ak máte ďalšie znaky, zapamätajte si počet znakov, ktoré predchádzajú odpovedi. Budete to potrebovať v nasledujúcom kroku!

Krok 9: Nahrajte kód

Potrebné materiály:

• Zdrojový kód
• Zostavená krabica

Výsledok: vyplnený box.

Úplný zdrojový kód nájdete na GitHub (názov projektu: SimpleArduinoObd), kde uvidíte množstvo súborov hlavičky (*.h). Stiahnite si súbory a otvorte ich v Arduino IDE.

Pamätáte si MAC adresu, ktorú ste si predtým uložili? Otvorte ObdHelper.h a okolo riadka 34 (názov premennej obdMacAddress) zmeňte tam MAC adresu pre adresu, ktorú ste uložili v kroku 4. Adresa by mala byť oddelená čiarkami a v rovnakom formáte ako 1D, A5, 68988B.

Pamätáte si ofset odpovedí, ktorý ste uložili v kroku 4? Otvorte ObdHelper.h a okolo riadka 23 (definícia RESPONSE_PREFIX_OFFSET) zmeňte posun na čokoľvek, čo by malo byť.

Krok 10: Skryte škatuľu

Potrebné materiály:

• Vyplnený box
• USB kábel Arduino
• GPS anténa
• USB adaptér do auta

Výsledok: hotový projekt

Teraz, keď je krabica kompletná, môžeme ju vložiť do auta!

1. Nájdite miesto na uloženie svojej škatule. V ideálnom prípade by mal byť niekde skrytý. Dal som to pod sedadlo spolujazdca. Nezabudnite: musí byť dostatočne blízko, aby sa kábel USB dostal do zásuvky automobilového zapaľovača!
2. Rozmotajte anténu GPS a zasuňte ju do medzery medzi vonkajším telom a vnútorným telom pod gumovým tesnením. Vlečný kábel antény je možné zastrčiť pod sedadlo spolujazdca alebo pod koberec.
3. Umiestnite „hlavu“antény GPS na miesto, kde bude dobre vidieť oblohu. Dal som to pod predné sklo.
4. Zapojte kábel USB do škatule a potom zapojte kábel do USB adaptéra do auta.
5. Zapojte USB adaptér do auta do zásuvky zapaľovača.

Teraz ste pripravení vyraziť na testovaciu jazdu!

Krok 11: Výsledky

Ak chcete zobraziť obsah karty SD, bohužiaľ musíte otvoriť škatuľu a ručne ju vložiť do počítača, aby ste si ju mohli prečítať. Napriek tomu budú súbory na ňom uložené. Názov súboru je vo formáte [rok] [mesiac] [deň] [hodina]. Údaje súboru sú vo formáte [dátum], [čas], [zemepisná šírka], [zemepisná dĺžka], [RPM], [rýchlosť], [akcelerátor].

Nasleduje ukážka toho, čo je uložené:

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

Dôležité

• rýchlosť bude pravdepodobne v KPH (kilometre/hodinu), v závislosti od vášho vozidla.
• stlačenie akcelerátora je v percentách (%) a môže začínať na hodnote vyššej ako 0%.
• čas je v UTC.

Krok 12: Časté otázky

Ako dlho môže systém GPS získavať signál GPS?

Obvykle asi 30 sekúnd. To závisí od polohy.

Ako dlho trvá, kým sa karta SD zaplní?

8 GB SD karta má asi 7,67 GB pamäte. Každý záznam do súboru má 55 bajtov. Každý záznam sa vykoná každú sekundu aktivity GPS. V priemere 2 hodiny jazdy denne máte nasledujúci vzorec:

([Available Memory Space] / ([bajtov na položku] * [počet záznamov za deň])) / 365 = čas (roky) do zaplnenia pamäťovej karty.

Za predpokladu, že:

• Pamäťový priestor je 7 GB (7 000 000 000 000 bajtov)
• bajtov na vstup je 55 bajtov
• počet záznamov je 60 sekúnd * 60 minút * 2 hodiny = 396 000

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

Skrátka, veľmi dlho!

Je možné ho odoslať na server?

Na odoslanie na server budete potrebovať modem. Experimentoval som so SIM808, ktorá má GPS, GSM a Bluetooth v jednom čipsete (a je o niečo lacnejšia ako hardvér použitý v tomto projekte). SIM808 sa spolieha na 2G sieť, ktorá sa po celom svete pomaly prestáva používať. Možno budem musieť nájsť iné riešenie.