DIY -telematiikkalaatikko: 12 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Telematiikkalaatikoita (aka Black Boxes) käytetään liikkuvan ajoneuvon eri ominaisuuksien tallentamiseen ja kirjaamiseen. Niitä on käytetty pääasiassa lentokoneissa ilma -aluksen eri ominaisuuksien, esimerkiksi ilman nopeuden, suunnan, polttoainetasojen, radiopuhelun jne. Kirjaamiseen. tapahtumaan. Tämä menetelmä ajoneuvon suorituskyvyn, kunnon ja liikkeen seuraamiseksi on sittemmin siirretty autoihin, jolloin vakuutusyhtiöt voivat saada paremman arvion ajotyyleistä voidakseen esittää oikeat vakuutusmaksut asiakkailleen.

Jotkut yritykset pyytävät lisämaksua yhden asennuksesta, toiset tekevät sen alennetulla vakuutushinnalla. Tämä ohje on suunniteltu antamaan vaiheittaiset ohjeet siitä, kuinka rakentaa mukautettu telematiikkalaatikko ajoneuvojen ajamiseen.

VASTUUVAPAUSLAUSEKE: Tämä mittatilaustyönä tehty musta laatikko ei välttämättä aina ole pätevä todiste tuomioistuimessa. Jotkin maat/osavaltiot/paikalliset lait eivät ehkä salli mukautettujen valvontayksiköiden asentamista liikkuviin ajoneuvoihin, ellei valtuutettu asennusryhmä ole antanut siihen lupaa. Näistä syistä ja kaikista muista OBD -portin peukalointiin liittyvistä syistä tämän artikkelin kirjoittajat ja verkkosivustot eivät ole vastuussa ajon, autosi, autosi elektroniikan (mukaan lukien ajotietokone) tuloksista muita vaaratilanteita tapahtui mukautetun valvontayksikön kanssa.

PÄIVITTÄMINEN/VAROITUS: Menin pois viikoksi, mutta jätin kaiken elektroniikan kytketyksi pistorasiaan. En huomannut, että OBD -porttiin on aina kytketty virta. Koska OBD -portti käyttää Bluetooth -porttia ja Bluetooth kuluttaa melko paljon virtaa, auton akku tyhjenee…

Vaihe 1: Hanki materiaaleja

Tätä projektia varten tarvitset:

• 1x ELM327 OBDII Bluetooth -sovitin - Ebay
• 1x Arduino Mega* - Ebay
• 1x HC -05 Bluetooth -moduuli ** - Ebay
• 1x SD -kortinlukijamoduuli - Ebay
• 1x Neo -6M GPS -moduuli - Ebay
• 1x GPS -antenni (SMA -liittimellä) - Ebay
• 20x uros -naaras 10cm hyppylangat - Ebay
• 1x UFL Mini -sovitin - Ebay
• 1x 3D -tulostettu kotelo - (suunnittelu) SketchUp, (tulostus) 3D -keskittimet
• 6x 5mm välikappaleet - Ebay
• 4x M3 10mm mutterit ja pultit - Ebay
• 6x M3 12-16mm mutterit ja pultit - Ebay
• 1x 8 Gt: n SD -kortti - Ebay
• 1x auton USB -sovitin - Ebay

Luojan kiitos Ebaystä! Lisätietoja joistakin moduuleista esitetään seuraavassa vaiheessa.

* On olemassa argumentti Unon käyttämisestä, mutta koska tarvitsin useita sarjaportteja ja ohjelmatila oli rajallinen, jätin Unon pois. On myös perusteltua käyttää Due, koska se on tehokkaampi. Due käyttää IV -nastoissaan 3V3, jotka voivat vahingoittua muista 5V komponenteista. Käytä siis Megaa.

** Älä sekoita HC-05: tä HC-06: een! HC-06 on vain orjamoduuli, eikä sitä voi määrittää isäntänä. Hanki HC-05! TÄRKEÄÄ: varmista, että HC-05-moduulissa on avaintappi, jotta voit siirtyä AT-tilaan, muuten tämä koko projekti ei toimi!

Vaihe 2: Miten se toimii?

Miten aiomme lukea tietoja autosta? Useimmissa autoissa (ellei kaikissa autoissa) vuoden 2003 jälkeen on oltava OBD -portti moottorin kanssa (tarkista ennen ostamista!). OBD tarkoittaa sisäistä diagnostiikkaa, ja sitä käytetään pääasiassa auton vikojen määrittämiseen. Esimerkiksi, kun moottorivalo syttyy, vikakoodi kirjataan. Kun vie se autotalliin, mekaanikoilla on OBD -lukija, joka lukee vikakoodin, joten he tietävät, mitä korjata.

OBD -portista voit myös lukea reaaliaikaista dataa. Käytettävissä olevat reaaliaikaiset tiedot riippuvat autosta toiseen, mutta useimpien autojen pitäisi antaa sinun lukea perusasiat, kuten nopeus, kierrosluku, ajettu matka jne. Tätä projektia varten päätin lukea ajoneuvon nopeuden, moottorin kierrosluvun ja kaasuvipu.

Kun saat ELM327 -laitteen, etsi OBD -porttisi. Tämä vaihtelee jokaisen automerkin osalta. Ford Fiestassani se oli ohjauspyörän ja kuljettajan oven välissä. Jos et löydä sitä, etsi Googlesta [automerkki] [automalli] obd -portti, jossa pitäisi olla useita videoita/kuvia, joissa näkyy OBD -porttisi. Kun olet löytänyt sen, liitä ELM327 pistorasiaan.

Voit testata OBD -portin helposti, jos sinulla on Android -puhelin. Mene Play Kauppaan ja lataa Torque -sovellus. On maksettu versio ja ilmainen versio. Ilmainen versio riittää demotarkoituksiin. Muodosta vain yhteys ELM327 -laitteeseesi Bluetoothilla, valitse haluamasi PID -tunnukset, jotka haluat lukea, ja käynnistä auto. Sinun pitäisi heti nähdä lukemat näytölläsi.

Vaihe 3: Tee laatikko

Tarvittavat materiaalit:

laatikon malli

Tulos: 3D -tulostettu laatikko ja pohja

Ennen kuin aloitat elektroniikan käytön, suosittelen 3D -tulostamista (tai oman laatikon tekemistä!), Jossa on omat kiinnitysreiät. On paljon helpompaa kiinnittää Arduino paikalleen ilman kaikkia osia!

Suunnittelin yksinkertaisen kotelon (*.skp -tiedostot) pitämään kaiken paikallaan. Malli on tehty SketchUpissa, ja malli on 3D -tulostettu käyttämällä 3D -keskittimien 3D -tulostuspalveluja, joissa ne tulostavat mallisi melko hyvällä laadulla suhteellisen halvalla.

Tulosta tämä laatikko, jotta voit sijoittaa elektroniikkasi sisään.

Vaihe 4: Kokoa pohja

Tarvittavat materiaalit:

• Arduino Mega
• 3D -tulostettu pohja
• 3x välikappaleet
• 3x M3 mutteria
• 3x M3 aluslevyä
• 3x M3 12mm ruuvia

Tulos: koottu pohja

Aloita asennusreiästä numero 1 (asennusreikä 6-nastaisen ICSP-otsikon ja Comms-nastojen välissä, katso kuva), aseta aluslevy levyn yläpuolelle ja välilevy levyn ja pohjan väliin. Työnnä ruuvi aluslevyn, levyn asennusreiän, välikkeen ja pohjan läpi. Rungon alla on kuusikulmaisia ulostuloja, jotka sopivat muttereihin. Kiristä, mutta jätä riittävästi tilaa muiden välikappaleiden sijoittamiseen.

Toista jokaisen asennusreiän kohdalla.

Kun kaikki kolme asennusreikää on tehty, kiristä ruuvit niin, että levy on tukevasti paikallaan alustan kanssa. Muita kiinnitysreikiä ei tarvita. En voinut kiinnittää muita ruuveja, koska ne törmäävät tapin/komponentin sijoitteluun. Näiden kolmen pitäisi riittää pitämään lauta paikallaan.

Vaihe 5: Johdotus

Tämän vaiheen materiaalit:

• Koottu pohja
• HC-05
• Neo-6M
• UFL -minisovitin
• SD -kortinlukija
• 16x hyppyjohdot

Tulos: elektroniikan perusasennus

Ensimmäinen askel on yhdistää kaikki Arduino Megaan. Löydät perusliitäntäkaavion yhdestä liitteenä olevasta kuvasta. Käytämme sarjaportteja, SPI -väylää ja joitain IO -nastoja.

Jos haluat tietää, miten kukin moduuli toimii, voit liittää kukin moduulin erikseen testataksesi niitä. Muuten, jos olet varma, että kaikki on kunnossa, yhdistä kaikki.

SD -kortinlukija

Liitä seuraavat:

• CS - nasta 53
• SCK - nasta 52
• MOSI - nasta 51
• MISO - nasta 50
• Vcc - 5V nasta lähellä nasta 22
• Gnd - maadoitustappi nastan 52 lähellä

GPS

Liitä seuraavat:

• GPS TX - nasta 15
• GPS RX - nasta 14
• GPS Gnd - maadoitustappi, joka on lähimpänä pistorasiaa
• GPS Vcc - 5V nasta lähimpänä pistorasiaa
• Liitä UFL -mini -sovitin moduulin antennitappiin
• (Valinnainen) GPS PPS - nasta 2

Bluetooth

Liitä seuraavat:

• Bluetooth TX - nasta 17
• Bluetooth RX - nasta 16
• Bluetooth -näppäin - nasta 3
• Bluetooth Vcc - nasta 19
• Bluetooth Gnd - nasta 18

Vaihe 6: Pakkaa se alas

Tarvittavat materiaalit:

Pohjaelektroniikkakokoonpano

Nyt kun kaikki on kytketty, kierrä moduulit niin, että ne mahtuvat Megan rajan sisään irrottamatta johtoja. Saatat haluta peittää paljaat nastat ja sähkökomponentit sähköteipillä oikosulun välttämiseksi. Ole varovainen!

GPS

Kierrä johtoja, kunnes GPS -moduulin yläosa osoittaa Megan tiedonsiirtonastat.

SD -kortinlukija

Pohjimmiltaan taivuta/taita johdot niin, että SD -kortinlukijamoduulin yläosa on alaspäin nollauspainikkeen päällä.

Bluetooth

Bluetooth -moduuli "kietoutuu" GPS -moduulin ympärille ja päätyy levyn toiselle puolelle analogisten nastojen viereen.

Vaihe 7: Kokoa laatikko

Tarvittavat materiaalit:

• Elektroniikan alusta koottu
• 3D -tulostettu laatikko
• 4x M3 mutteria
• 4x M3 aluslevyä
• 4x M3 10mm ruuvia

Tulos: Täysin koottu laatikko

Ota UFL -minisovittimen toinen pää ja työnnä laatikon reiän läpi ja kiinnitä se mutterilla. Varmista, että se on tiukka, koska emme halua antennin kiertävän sitä irti!

Yhdistä kaksi kokoonpanoa yhteen varmistaen, ettei yksikään johto ole irronnut. Kohdista neljä kulmareikää ja sovita M3 -mutterit jalustan alla oleviin kuusikulmaisiin reikiin. Vie M3 -mutterit reikien läpi ja ruuvaa laatikko yhteen.

Vaihe 8: ELM327

Tarvittavat materiaalit:

• Täysi kokoonpano
• ELM327 Bluetooth OBD -sovitin
• Kannettava tietokone

GitHubista löydät lyhyen ohjelman (BluetoothScanner), joka etsii joitakin lähimmistä Bluetooth -laitteista. Se näyttää kunkin laitteen MAC -osoitteen ja SSID -nimen (nimen). Sen avulla voit myös lähettää manuaalisesti komentoja autoosi.

Mac osoite

Jotta HC-05 muodostaisi automaattisesti yhteyden ELM327-laitteeseen, sinun on löydettävä sovittimen MAC-osoite. Tämä on yleensä erilainen jokaisessa moduulissa. Näin vältät yhteyden muodostamisen väärään laitteeseen!

Lataa koodi Megaan, käynnistä auto ja suorita koodi. Päätelaitteen ulostulossa sinun pitäisi nähdä tulokset. Koodi yrittää sitoa moduulin automaattisesti valittuun MAC -osoitteeseen, mutta joskus tämä ei toimi. Varmista vain, että saat oikean MAC -osoitteen. Osoitteen pitäisi näyttää 1D, A5, 68988B. MAC -osoitteesi voi olla erilainen, mutta sen on oltava samassa muodossa. Tallenna tämä seuraavaan vaiheeseen!

Vastauksen siirtymä

Sinun on myös määritettävä OBDII -sovittimesta tulevien tietojen muoto. Lähetä äsken lataamasi koodin avulla (tässä vaiheessa) merkit 0100. Tämä on komento, jonka avulla määritetään, mitä tietoja autosi voi lähettää sinulle takaisin. Täydellinen luettelo komennoista löytyy Wikipediasta.

Sinun on tarkistettava palautettujen tietojen muoto. Ford Fiestassani (2012) komento toistettiin ennen tuloksia:

• Komento lähetetty: 0100
• Vastaus vastaanotettu: 0100BE1FA813

Kuitenkin Renault Clio (2006) -komentoa ei toistettu:

• Komento lähetetty: 0100
• Vastaus vastaanotettu: BE1FA813

Vastaus voi olla erilainen autosta riippuen. Sinun on poistettava vastauksesta kaikki edelliset merkit. Ihannetapauksessa vastauksesi pitäisi näyttää yllä olevasta Clio -esimerkistä. Jos sinulla on muita merkkejä, muista vastausta edeltävien merkkien määrä. Tarvitset tätä seuraavassa vaiheessa!

Vaihe 9: Lataa koodi

Tarvittavat materiaalit:

• Lähdekoodi
• Koottu laatikko

Tulos: laatikko valmis.

Koko lähdekoodi löytyy GitHubista (projektin nimi: SimpleArduinoObd), jossa näet lukuisia otsikkotiedostoja (*.h). Lataa tiedostot ja avaa ne Arduino IDE: ssä.

Muistatko aiemmin tallentamasi MAC -osoitteen? Avaa ObdHelper.h ja rivin 34 ympärillä (muuttujan nimi obdMacAddress) vaihda siellä oleva MAC-osoite vaiheessa 4 tallentamaasi osoitteeseen. Osoitteen tulee olla pilkuilla erotettu ja samassa muodossa kuin 1D, A5, 68988B.

Muistatko vaiheessa 4 tallentamasi vastauspoikkeaman? Avaa ObdHelper.h ja rivin 23 ympärillä (määritelmä RESPONSE_PREFIX_OFFSET) muuta offset mihin tahansa.

Vaihe 10: Piilota laatikko

Tarvittavat materiaalit:

• Valmis laatikko
• Arduino USB -kaapeli
• GPS -antenni
• Auton USB -sovitin

Tulos: valmis projekti

Nyt kun laatikko on valmis, voimme laittaa sen autoon!

1. Etsi paikka laatikon sijoittamiseen. Ihannetapauksessa sen pitäisi olla piilossa jossain. Laitoin sen matkustajan istuimen alle. Muista: sen on oltava riittävän lähellä, jotta USB -kaapeli pääsee auton sytyttimen pistorasiaan!
2. Irrota GPS -antenni ja työnnä se ulos ja rungon väliseen rakoon kumitiivisteen alle. Taka -antennikaapeli voidaan työntää matkustajan istuimen alle tai maton alle.
3. Aseta GPS -antenni "pää" paikkaan, joka näkee helposti taivaan. Laitoin sen tuulilasin alle.
4. Liitä USB -kaapeli laatikkoon ja sitten kaapeli auton USB -sovittimeen.
5. Liitä auton USB -sovitin kevyempään pistorasiaan.

Olet nyt valmis ottamaan sen koeajolle!

Vaihe 11: Tulokset

Valitettavasti SD -kortin sisällön näkemiseksi sinun on avattava laatikko ja kytkettävä SD -kortti manuaalisesti tietokoneeseen sen lukemiseksi. Tiedostot kuitenkin tallennetaan siihen. Tiedoston nimi on muodossa [vuosi] [kuukausi] [päivä] [tunti]. Tiedoston tiedot ovat muodossa [päivämäärä], [aika], [leveysaste], [pituusaste], [RPM], [nopeus], [kiihdytin].

Alla on näyte tallennetuista:

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

Tärkeä

• nopeus on todennäköisesti KPH (kilometriä/tunti) ajoneuvostasi riippuen.
• kaasupoljin laskee prosentteina (%) ja voi alkaa arvosta, joka on suurempi kuin 0%.
• aika on UTC.

Vaihe 12: Usein kysytyt kysymykset

Kuinka kauan GPS saa GPS -signaalin?

Yleensä noin 30 sekuntia. Tämä riippuu sijainnista.

Kuinka kauan SD -kortti on täynnä?

8 Gt: n SD -kortilla on noin 7,67 Gt muistitilaa. Jokainen tiedoston tiedosto on 55 tavua pitkä. Jokainen merkintä tehdään joka sekunti GPS -toiminnasta. Olettaen, että keskimäärin ajetaan 2 tuntia päivässä, sinulla on seuraava kaava:

([Käytettävissä oleva muistitila] / ([tavua merkintää kohti] * [syötteiden määrä päivässä])) / 365 = aika (vuotta), kunnes muistikortti on täynnä.

Olettaen seuraavaa:

• Muistitila on 7 Gt (7 000 000 000 000 tavua)
• tavua merkintää kohden on 55 tavua
• merkintöjen määrä on 60 sekuntia * 60 minuuttia * 2 tuntia = 396 000

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

Lyhyesti sanottuna, erittäin kauan!

Voiko se lähettää palvelimelle?

Jos haluat lähettää palvelimelle, tarvitset modeemin. Olen kokeillut SIM808: aa, jossa on GPS, GSM ja Bluetooth yhdessä piirisarjassa (ja on hieman halvempi kuin tässä projektissa käytetty laitteisto). SIM808 perustuu 2G -verkkoon, joka hitaasti poistuu käytöstä ympäri maailmaa. Täytyy ehkä löytää toinen ratkaisu tähän.