Cutie telematică DIY: 12 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Casetele telematice (aka Casetele Negre) sunt utilizate pentru a înregistra și înregistra diverse atribute ale unui vehicul în mișcare. Acestea au fost utilizate în principal în avioane pentru înregistrarea diferitelor atribute ale unei aeronave, de exemplu, viteza aerului, direcția, nivelurile de combustibil, conversații radio etc. Este primul punct de referință pentru orice incident al aeronavei, deoarece deține toate datele aeronavei care conduc la incident. Această metodă de monitorizare a performanței, stării și mișcării vehiculului a fost transferată de atunci către mașini, permițând companiilor de asigurări să obțină o estimare mai bună a stilurilor de conducere pentru a prezenta primele corecte clienților lor.

Unele companii solicită o taxă suplimentară pentru instalarea unuia, altele o vor face pentru un preț de asigurare redus. Acest instructable este conceput pentru a oferi instrucțiuni pas cu pas despre cum să construiți o cutie telematică personalizată pentru conducerea vehiculelor.

DISCLAIMER: Această cutie neagră personalizată poate să nu fie întotdeauna dovezi valabile la o instanță de judecată. Unele țări / state / legi locale pot să nu permită instalarea unităților de monitorizare personalizate în vehicule în mișcare decât dacă sunt autorizate de o echipă de instalare aprobată. Din aceste motive și oricare altul asociat manipulării portului OBD, autorul (autorii) acestui articol și site-ul web nu au nicio responsabilitate asupra rezultatului conducerii dvs., al mașinii dvs., al echipamentelor electronice ale mașinii (inclusiv computerul de bord) și al alte incidente s-au produs cu o unitate de monitorizare personalizată montată.

ACTUALIZARE / AVERTISMENT: Am plecat o săptămână, dar am lăsat toate dispozitivele electronice conectate. Ceea ce nu mi-am dat seama a fost că portul OBD este întotdeauna alimentat. Deoarece portul OBD folosește un port Bluetooth și Bluetooth consumă o cantitate echitabilă de energie, bateria mașinii se va epuiza …

Pasul 1: Achiziționați materiale

Pentru acest proiect, veți avea nevoie de:

• 1x adaptor Bluetooth ELM327 OBDII - Ebay
• 1x Arduino Mega * - Ebay
• 1x modul Bluetooth HC-05 ** - Ebay
• 1x modul de citire card SD - Ebay
• 1x modul GPS Neo-6M - Ebay
• 1x antenă GPS (cu conector SMA) - Ebay
• 20x fire jumper masculin-feminin de 10cm - Ebay
• 1x adaptor UFL Mini - Ebay
• 1 x carcasă tipărită 3D - (proiectare) SketchUp, (tipărire) huburi 3D
• Distanțieri 6x 5mm - Ebay
• 4x M3 10mm piulițe și șuruburi - Ebay
• 6x M3 12-16mm piulițe și șuruburi - Ebay
• 1x card SD 8GB - Ebay
• 1x adaptor USB auto - Ebay

Slavă Domnului pentru Ebay! Mai multe informații despre unele module vor fi detaliate în pașii următori.

* Există un argument pentru a folosi Uno, dar pentru că aveam nevoie de mai multe porturi seriale și spațiul programului era limitat, am renunțat la Uno. Există, de asemenea, un argument pentru a utiliza Due, deoarece este mai puternic. Due utilizează 3V3 pentru pinii IO, care pot fi deteriorați de alte componente de 5V. Prin urmare, utilizați Mega.

** Nu confundați HC-05 cu HC-06! HC-06 este un modul numai pentru sclavi și nu poate fi configurat pentru a fi master. Obțineți HC-05! IMPORTANT: asigurați-vă că modulul HC-05 are un pin cheie pentru a putea trece în modul AT, altfel întregul proiect nu va funcționa!

Pasul 2: Cum funcționează?

Cum vom citi datele din mașină? Cele mai multe mașini (dacă nu toate mașinile) după 2003 trebuie să aibă un port OBD pentru a vorbi cu motorul (verificați înainte de a cumpăra!). OBD înseamnă On Board Diagnostics și este utilizat în principal pentru a determina eventualele defecțiuni ale mașinii. De exemplu, când lampa motorului se aprinde, este înregistrat un cod de eroare. Când îl duceți la garaj, mecanicii vor avea un cititor OBD care va citi codul de eroare, astfel încât ei să știe ce să remedieze.

Din portul OBD, puteți citi și date live. Datele live disponibile depind de la mașină la mașină, dar majoritatea mașinii ar trebui să vă permită să citiți elementele de bază, cum ar fi viteza, numărul de turații, distanța parcursă etc. În scopul acestui proiect, am ales să citesc turația vehiculului, turația motorului. și depresia clapetei de accelerație.

Când primiți ELM327, găsiți portul OBD. Acest lucru va fi diferit pentru fiecare marcă de mașini. Pentru Ford Fiesta, era între volan și ușa șoferului. Dacă nu îl găsiți, căutați portul obd [marca mașinii] [modelul mașinii] pe Google, unde ar trebui să existe un număr de videoclipuri / imagini care să arate unde este portul dvs. OBD. Odată localizat, conectați-vă ELM327.

Puteți testa portul OBD cu ușurință dacă aveți un telefon Android. Accesați Magazin Play și descărcați o aplicație numită Torque. Există o versiune cu plată și o versiune gratuită. Versiunea gratuită va fi suficientă în scopuri demonstrative. Pur și simplu conectați-vă la ELM327 prin Bluetooth, selectați PID-urile dorite pe care doriți să le citiți și porniți mașina. Ar trebui să vedeți instantaneu citirile pe ecran.

Pasul 3: Faceți o cutie

Materiale necesare:

un model de cutie

Rezultat: o cutie și o bază tipărite 3D

Înainte de a începe electronica, vă recomand să imprimați 3D o cutie (sau să vă creați propria!) Cu propriile găuri de montare. Va fi mult mai ușor să fixați Arduino în poziție, fără toate componentele din cale!

Am proiectat o carcasă simplă (fișiere *.skp) pentru a menține totul în loc. Modelul este realizat în SketchUp, iar designul a fost tipărit 3D folosind serviciile de imprimare 3D ale Hub-urilor 3D, unde vor imprima modelele dvs. la o calitate destul de bună, pentru un preț relativ ieftin.

Imprimați această casetă, astfel încât să vă puteți așeza electronica în interior.

Pasul 4: Asamblați baza

Materiale necesare:

• Arduino Mega
• Baza imprimată 3D
• 3x distanțiere
• 3x piulițe M3
• 3x șaibe M3
• 3x șuruburi M3 12mm

Rezultat: baza asamblată

Începând cu orificiul de montare numărul 1 (orificiul de montare între antetul ICSP cu 6 pini și pinii de comunicare, vezi imaginea), puneți o șaibă pe partea superioară a plăcii și un distanțier între placă și bază. Introduceți șurubul prin șaibă, gaura de montare a plăcii, distanțierul și ieșiți prin bază. Există socluri hexagonale sub bază pentru a se potrivi piulițele. Strângeți-vă, dar lăsați suficient spațiu pentru plasarea celorlalte distanțieri.

Repetați pentru fiecare gaură de montare.

Când toate cele trei găuri de montare sunt terminate, strângeți șuruburile astfel încât placa să fie fixată cu baza. Celelalte găuri de montare nu sunt necesare. Nu aș putea monta alte șuruburi, deoarece acestea s-ar ciocni cu plasarea pinilor / componentelor. Aceste trei ar trebui să fie suficiente pentru a menține tabla în poziție.

Pasul 5: conectați-vă

Materiale pentru acest pas:

• Baza asamblată
• HC-05
• Neo-6M
• Mini adaptor UFL
• Cititor card SD
• 16x fire jumper

Rezultat: asamblare electronică de bază

Primul pas este să conectezi totul la Arduino Mega. Veți găsi schema de conectare de bază într-una dintre imaginile atașate. Vom folosi porturile seriale, magistrala SPI și unii dintre pinii IO.

Dacă sunteți curios să știți cum funcționează fiecare modul, puteți conecta fiecare modul individual pentru a le testa. În caz contrar, dacă aveți încredere că totul va fi OK, conectați totul.

Cititor de carduri SD

Conectați următoarele:

• CS - pinul 53
• SCK - pinul 52
• MOSI - pinul 51
• MISO - pin 50
• Vcc - pin 5V lângă pinul 22
• Gnd - știft de sol lângă pin 52

GPS

Conectați următoarele:

• GPS TX - pinul 15
• GPS RX - pinul 14
• GPS Gnd - pinul de masă cel mai apropiat de priza de alimentare
• GPS Vcc - pinul de 5V cel mai apropiat de priza de alimentare
• Conectați mini adaptorul UFL la pinul antenei modulului
• (Opțional) GPS PPS - pinul 2

Bluetooth

Conectați următoarele:

• Bluetooth TX - pinul 17
• Bluetooth RX - pinul 16
• Tasta Bluetooth - pinul 3
• Bluetooth Vcc - pinul 19
• Bluetooth Gnd - pinul 18

Pasul 6: comprimați-l

Materiale necesare:

Ansamblu electronic de bază

Acum că totul a fost conectat, răsuciți modulele astfel încât să se încadreze în interiorul limitei Mega, dar fără a deconecta firele. Poate doriți să acoperiți pinii și componentele electrice expuse cu bandă electrică pentru a evita scurtcircuitul. Atenție!

GPS

Răsuciți firele până când partea superioară a modulului GPS este orientată către pinii de comunicație ai Mega.

Cititor de carduri SD

Practic, îndoiți / îndoiți firele, astfel încât partea de sus a modulului cititorului de card SD să fie orientată în jos peste butonul Reset.

Bluetooth

Modulul Bluetooth se va „înfășura” în jurul modulului GPS și va ajunge pe cealaltă parte a plăcii, prin pinii analogici.

Pasul 7: Asamblați cutia

Materiale necesare:

• Baza electronică asamblată
• Cutie imprimată 3D
• 4x nuci M3
• 4x șaibe M3
• 4x șuruburi M3 10mm

Rezultat: cutie complet asamblată

Obțineți celălalt capăt al mini adaptorului UFL și conectați-l prin orificiul din cutie, fixându-l în poziție cu piulița. Asigurați-vă că este strânsă, deoarece nu vrem ca antena să o răsucească!

Îmbinați cele două ansambluri împreună, asigurându-vă că niciunul dintre fire nu s-a deconectat. Aliniați cele patru găuri de colț și montați piulițele M3 în găurile hexagonale de sub bază. Așezați piulițele M3 prin găuri și înșurubați cutia împreună.

Pasul 8: ELM327

Materiale necesare:

• Asamblare completă
• Adaptor OBD Bluetooth ELM327
• Computer portabil

Pe GitHub, veți găsi un program scurt (BluetoothScanner) care va căuta unele dintre cele mai apropiate dispozitive Bluetooth. Se va afișa adresa MAC și SSID (numele) fiecărui dispozitiv. De asemenea, vă va permite să trimiteți manual comenzi către mașină.

Adresa mac

Pentru ca HC-05 să se conecteze automat la ELM327, va trebui să găsiți adresa MAC a adaptorului. Acest lucru este de obicei diferit pentru fiecare modul. Aceasta pentru a evita conectarea la un dispozitiv greșit!

Pur și simplu încărcați codul pe Mega, porniți mașina și rulați codul. La ieșirea terminalului, ar trebui să vedeți rezultatele. Codul încearcă să lege automat modulul de adresa MAC selectată, dar uneori acest lucru nu funcționează. Pur și simplu asigurați-vă că obțineți adresa MAC corectă. Adresa ar trebui să arate ca 1D, A5, 68988B. Adresa dvs. MAC poate fi diferită, dar ar trebui să aibă același format. Salvați acest lucru pentru următorul pas!

Răspuns Offset

De asemenea, va trebui să determinați formatul rezultat al datelor care ies din adaptorul OBDII. Folosind codul pe care tocmai l-ați încărcat (în acest pas), trimiteți caracterele 0100. Aceasta este comanda pentru a determina ce date vă poate trimite mașina. Lista completă a comenzilor se găsește pe Wikipedia.

Va trebui să verificați formatul datelor returnate. În Ford Fiesta (2012), comanda a fost repetată înainte de rezultate:

• Comandă trimisă: 0100
• Răspuns primit: 0100BE1FA813

Cu toate acestea, într-un Renault Clio (2006), comanda nu a fost repetată:

• Comandă trimisă: 0100
• Răspuns primit: BE1FA813

Răspunsul poate fi diferit în funcție de mașină. Va trebui să eliminați orice caracter precedent din răspuns. În mod ideal, răspunsul dvs. ar trebui să semene cu exemplul Clio de mai sus. Dacă aveți alte caractere, amintiți-vă numărul de caractere care precedă răspunsul. Veți avea nevoie de acest lucru în pasul următor!

Pasul 9: Încărcați codul

Materiale necesare:

• Cod sursa
• Cutie asamblată

Rezultat: caseta completată.

Codul sursă complet poate fi găsit pe GitHub (numele proiectului: SimpleArduinoObd), unde veți vedea numeroase fișiere antet (*.h). Descărcați fișierele și deschideți-le în IDE Arduino.

Vă amintiți adresa MAC pe care ați salvat-o mai devreme? Deschideți ObdHelper.h și în jurul liniei 34 (numele variabilei obdMacAddress) schimbați adresa MAC acolo pentru cea salvată la pasul 4. Adresa trebuie să fie separată prin virgule și în același format ca 1D, A5, 68988B.

Vă amintiți răspunsul pe care l-ați salvat la pasul 4? Deschideți ObdHelper.h și în jurul liniei 23 (definiție RESPONSE_PREFIX_OFFSET) schimbați decalajul la orice ar trebui să fie.

Pasul 10: Ascundeți caseta

Materiale necesare:

• Caseta completată
• Cablu USB Arduino
• Antena GPS
• Adaptor USB auto

Rezultat: proiect finalizat

Acum, când cutia este completă, o putem pune în mașină!

1. Găsiți o locație pentru a vă pune cutia. În mod ideal ar trebui ascuns undeva. L-am pus sub scaunul pasagerului. Nu uitați: trebuie să fie suficient de aproape, astfel încât cablul USB să poată ajunge la priza brichetei auto!
2. Desfaceți antena GPS și introduceți-o în spațiul dintre corpul exterior și corpul interior, sub garnitura de cauciuc. Cablul antenei finale poate fi ascuns sub scaunul pasagerului sau sub covor.
3. Plasați „capul” antenei GPS într-o locație care poate vedea cu ușurință cerul. L-am pus sub parbrizul din față.
4. Conectați cablul USB în cutie, apoi conectați cablul la adaptorul USB al mașinii.
5. Conectați adaptorul USB al mașinii la priza brichetei.

Acum sunteți gata să o luați la test drive!

Pasul 11: Rezultate

Din păcate, pentru a vedea conținutul cardului SD, trebuie să deschideți cutia și să conectați manual cardul SD la computer pentru al citi. Cu toate acestea, fișierele vor fi stocate pe acesta. Numele fișierului este în formatul [anul] [luna] [ziua] [ora]. Datele fișierului sunt în format [dată], [oră], [latitudine], [longitudine], [RPM], [viteză], [accelerator].

Mai jos este un eșantion de ceea ce este stocat:

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

Important

• viteza este probabil să fie în KPH (kilometri / oră), în funcție de vehiculul dvs.
• depresiunea acceleratorului este în procente (%) și poate începe cu o valoare mai mare de 0%.
• ora este în UTC.

Pasul 12: Întrebări frecvente

Cât timp GPS-ul obține un semnal GPS?

De obicei, aproximativ 30 de secunde. Acest lucru depinde de locație.

Cât timp până când cardul SD este plin?

Un card SD de 8 GB are aproximativ 7,67 GB spațiu de memorie. Fiecare intrare într-un fișier are o lungime de 55 de octeți. Fiecare intrare se face în fiecare secundă de activitate GPS. Presupunând o medie de 2 ore de condus pe zi, aveți următoarea formulă:

([Spațiu de memorie disponibil] / ([octeți pe intrare] * [număr de intrări pe zi])) / 365 = timp (ani) până când cardul de memorie este plin.

Presupunând următoarele:

• Spațiul de memorie este de 7 GB (7, 000, 000, 000 bytes)
• octeți pe intrare este de 55 de octeți
• numărul de intrări este de 60 de secunde * 60 de minute * 2 ore = 396, 000

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

Pe scurt, foarte mult timp!

Poate trimite la un server?

Pentru a trimite către un server, veți avea nevoie de un modem. Am experimentat cu un SIM808, care are GPS, GSM și Bluetooth într-un singur chipset (și este puțin mai ieftin decât hardware-ul folosit în acest proiect). SIM808 se bazează pe o rețea 2G, care este încet încet în întreaga lume. S-ar putea să trebuiască să găsesc o altă soluție pentru asta.