תיבת טלמטיקה DIY: 12 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

תיבות טלמטיקה (aka Black Boxes) משמשות לרישום ורישום תכונות שונות של רכב נע. הם שימשו בעיקר במטוסים לרישום תכונות שונות של מטוס, למשל, מהירות אוויר, כיוון, רמות דלק, פטפוט רדיו וכו '. זוהי נקודת ההתייחסות הראשונה לכל אירוע מטוס, שכן הוא מחזיק את כל נתוני המטוסים המובילים לאירוע. שיטה זו לניטור ביצועי הרכב, מצבם ותנועתו של הרכב הועברה מאז למכוניות, ומאפשרת לחברות הביטוח לקבל הערכה טובה יותר של סגנונות הנהיגה על מנת להציג את הפרמיות הנכונות בפני לקוחותיהן.

חלק מהחברות מבקשות תשלום נוסף עבור התקנת אחת, אחרות יעשו זאת במחיר ביטוחי מופחת. מדריך זה נועד לתת הדרכה שלב אחר שלב כיצד לבנות תיבת טלמטיקה מותאמת אישית לנהיגה ברכבים.

כתב ויתור: לא תמיד הקופסה השחורה בהתאמה אישית מהווה הוכחה תקפה בבית משפט. מדינות/מדינות/חוקים מקומיים מסוימים עשויים לא לאפשר התקנה של יחידות ניטור מותאמות אישית ברכבים נעים, אלא אם הוסמך על ידי צוות התקנה מאושר. מסיבות אלה, וכל גורם אחר הקשור לשיבוש ביציאת OBD, מחברי המאמר ואתר זה אינם נושאים באחריות לתוצאות הנהיגה שלך, לרכב שלך, לאלקטרוניקה של המכונית שלך (כולל מחשב הלוח) וכל אירועים אחרים התרחשו עם יחידת ניטור בהזמנה אישית.

עדכון/אזהרה: הלכתי משם במשך שבוע, אבל השארתי את כל האלקטרוניקה מחוברת. מה שלא הבנתי הוא שיציאת OBD תמיד מופעלת. מכיוון שיציאת OBD משתמשת ביציאת Bluetooth ו- Bluetooth צורכת כמות לא מבוטלת של חשמל, סוללת המכונית תתרוקן …

שלב 1: רכישת חומרים

לפרויקט זה תזדקק ל:

• 1x מתאם Bluetooth ELM327 OBDII - Ebay
• 1x Arduino Mega* - Ebay
• 1x מודול בלוטות 'HC -05 ** - Ebay
• 1x מודול קורא כרטיסי SD - Ebay
• 1x Neo -6M מודול GPS - eBay
• 1x אנטנת GPS (עם מחבר SMA) - Ebay
• 20x זכר -נקבה 10 ס"מ חוטי מגשר - Ebay
• 1x מתאם מיני UFL - Ebay
• 1x מארז מודפס בתלת מימד - (עיצוב) SketchUp, (הדפסה) רכזות תלת מימד
• מרווחי 6 מ"מ 5 מ"מ - Ebay
• 4x M3 אגוזים וברגים 10 מ"מ - Ebay
• 6x M3 12-16 מ"מ ברגים וברגים - Ebay
• 1x כרטיס 8GB SD - Ebay
• 1x מתאם USB לרכב - Ebay

תודה לאל על Ebay! מידע נוסף על חלק מהמודולים יפורט בשלבים הבאים.

* יש טיעון לשימוש ב- Uno, אך מכיוון שהייתי צריך מספר יציאות טוריות, ומקום התוכנית היה מוגבל, בחרתי לבטל את ה Uno. יש גם טיעון לשימוש ב- Due, מכיוון שהוא חזק יותר. ה- Due משתמשת ב -3 V3 לסיכות ה- IO שלה, שעלולות להיפגע מרכיבים אחרים של 5V. מכאן, השתמש במגה.

** אל תטעו את HC-05 עבור ה- HC-06! ה- HC-06 הוא מודול לעבדים בלבד, ולא ניתן להגדירו כמאסטר. קבל את HC-05! חשוב: ודא שלמודול HC-05 יש סיכת מפתח כדי לעבור למצב AT, אחרת כל הפרויקט הזה לא יעבוד!

שלב 2: איך זה עובד?

כיצד נוכל לקרוא נתונים מהמכונית? לרוב המכוניות (אם לא כל המכוניות) לאחר 2003 יש יציאת OBD כדי לדבר עם המנוע (בדוק לפני הקנייה!). OBD מייצג On Board Diagnostics ומשמש בעיקר לאיתור תקלות במכונית. לדוגמה, כאשר נורית המנוע שלך נדלקת, קוד תקלה נרשם. כאשר אתה לוקח אותו למוסך, למכונאים יהיה קורא OBD אשר יקרא את קוד התקלה, כך שהם יידעו מה לתקן.

מיציאת OBD תוכל לקרוא גם נתונים חיים. הנתונים הזמינים הזמינים תלויים ממכונית לרכב, אך רוב המכונית אמורה לאפשר לך לקרוא את הדברים הבסיסיים כמו מהירות, ספירת מהירות, מרחק נסיעה וכו '. לצורך הפרויקט בחרתי לקרוא את מהירות הרכב, סל ד המנוע., ודיכאון המצערת.

כשתקבל את ELM327, מצא את יציאת ה- OBD שלך. זה יהיה שונה עבור כל מכונית. עבור פורד פיאסטה שלי, זה היה בין ההגה לדלת הנהג. אם אינך יכול למצוא אותו, חפש ב- [מותג רכב] [דגם רכב] יציאת obd ב- Google, שם אמורים להיות מספר סרטונים/תמונות המציגים היכן נמצאת יציאת ה- OBD שלך. לאחר האיתור, חבר את ELM327 לחשמל שלך.

אתה יכול לבדוק את יציאת OBD בקלות אם יש לך טלפון אנדרואיד. עבור לחנות Play והורד אפליקציה בשם Torque. יש גרסה בתשלום וגרסה חינמית. הגרסה החינמית תספיק לצורכי הדגמה. כל שעליך לעשות הוא להתחבר ל- ELM327 באמצעות Bluetooth, בחר את ה- PID הרצוי שברצונך לקרוא והפעל את המכונית שלך. אתה אמור לראות מיד את הקריאות על המסך שלך.

שלב 3: הכינו קופסה

החומרים הנדרשים:

דגם של קופסה

תוצאה: קופסה ובסיס מודפס תלת מימד

לפני שמתחילים באלקטרוניקה, אני ממליץ להדפיס קופסה תלת מימדית (או להכין לבד!) עם חורי הרכבה משלה. יהיה הרבה יותר קל לתקן את הארדואינו במקום ללא כל הרכיבים שבדרך!

עיצבתי מארז פשוט (*קבצי.skp) כדי להחזיק הכל במקום. הדגם מיוצר ב- SketchUp, והעיצוב הודפס בתלת מימד באמצעות שירותי הדפסה תלת מימדית של 3D Hubs, שם הם ידפיסו את הדגמים שלך באיכות די טובה וזולים יחסית.

הדפס את הקופסה הזו החוצה, כך שתוכל למקם את האלקטרוניקה שלך בפנים.

שלב 4: הרכבת הבסיס

החומרים הנדרשים:

• ארדואינו מגה
• בסיס מודפס בתלת מימד
• 3x מרווחים
• 3x M3 אגוזים
• מכונות כביסה 3x M3
• ברגים 3x M3 12 מ"מ

תוצאה: בסיס מורכב

החל מחור הרכבה מספר 1 (חור הרכבה בין כותרת ה- ICSP עם 6 פינים לסיכות ה- Comms, ראה תמונה), הניח מכונת כביסה בצד העליון של הלוח ומרווח בין הלוח לבסיס. הכנס את הבורג דרך מכונת הכביסה, חור ההרכבה על הלוח, המרווח, והחוצה דרך הבסיס. מתחת לקצה הבסיס יש שיפועים משושים כדי להתאים להם את האגוזים. מהדקים אך משאירים מספיק מקום להנחת המרווחים האחרים.

חזור על כל חור הרכבה.

כאשר כל שלושת חורי ההרכבה נעשים, הדקו את הברגים כך שהלוח יעמוד היטב עם הבסיס. שאר חורי ההרכבה אינם נחוצים. לא יכולתי להתאים ברגים אחרים, מכיוון שהם היו מתנגשים עם מיקומי סיכות/רכיבים. שלושת אלה אמורים להספיק בכדי לשמור על הלוח במקום.

שלב 5: התחבר

חומרים לשלב זה:

• בסיס מורכב
• HC-05
• Neo-6M
• מתאם מיני UFL
• קורא כרטיסי SD
• 16x חוטי מגשר

תוצאה: מכלול אלקטרוניקה בסיסי

השלב הראשון הוא לחבר הכל למגה Arduino. תוכלו למצוא את תרשים החיבור הבסיסי באחת התמונות המצורפות. אנו נשתמש ביציאות הסידריות, באוטובוס SPI ובחלק מסיכות ה- IO.

אם אתה סקרן לדעת כיצד כל מודול עובד, תוכל לחבר כל מודול בנפרד כדי לבדוק אותם. אחרת אם אתה בטוח שהכל יהיה בסדר, פשוט חבר את הכל.

קורא כרטיסי SD

חבר את הדברים הבאים:

• CS - סיכה 53
• SCK - סיכה 52
• MOSI - סיכה 51
• MISO - סיכה 50
• Vcc - סיכת 5V ליד סיכה 22
• Gnd - סיכה טחונה ליד סיכה 52

ג'י.פי. אס

חבר את הדברים הבאים:

• GPS TX - סיכה 15
• GPS RX - סיכה 14
• GPS Gnd - סיכה קרקעית הקרובה לשקע החשמל
• GPS Vcc - פין 5V הקרוב ביותר לשקע החשמל
• חבר את מתאם מיני UFL לפין האנטנה של המודול
• (אופציונלי) GPS PPS - סיכה 2

בלוטות

חבר את הדברים הבאים:

• Bluetooth TX - סיכה 17
• Bluetooth RX - סיכה 16
• מפתח בלוטות ' - סיכה 3
• Bluetooth Vcc - סיכה 19
• Bluetooth Gnd - סיכה 18

שלב 6: דחוס אותו

החומרים הנדרשים:

מכלול אלקטרוניקה בסיסי

עכשיו כשהכל מחובר, סובב את המודולים כך שכולם יתאימו לגבול המגה, אך מבלי לנתק את החוטים. מומלץ לכסות סיכות חשופות ורכיבים חשמליים בעזרת סרט חשמלי כדי למנוע קצר. הזהר!

ג'י.פי. אס

סובב את החוטים עד שחלקו העליון של מודול ה- GPS פונה לסיכות התקשורת של המגה.

קורא כרטיסי SD

בעיקרון, כופף/קפל את החוטים כך שחלקו העליון של מודול קורא כרטיסי ה- SD יפנה כלפי מטה מעל כפתור האיפוס.

בלוטות

מודול ה- Bluetooth "יעטוף" את עצמו סביב מודול ה- GPS, ויסתיים בצד השני של הלוח, לפי הפינים האנלוגיים.

שלב 7: הרכיב את הקופסה

החומרים הנדרשים:

• בסיס אלקטרוניקה מורכב
• קופסה מודפסת תלת מימד
• 4x M3 אגוזים
• 4x מכונות כביסה M3
• ברגים 4x M3 10 מ"מ

תוצאה: קופסה מורכבת לגמרי

קבל את הקצה השני של מתאם המיני UFL וחבר את החור שבקופסה, ואבטח אותו במקומו בעזרת האום. וודא שהיא צמודה מכיוון שאיננו רוצים שהאנטנה תסובב אותה!

מיזוג את שני המכלולים יחד, וודא שאף אחד מהחוטים לא התנתק. יישר את ארבעת חורי הפינה והתאים את אגוזים M3 לחורים המשושים שמתחת לבסיס. הנח את אגוזי ה- M3 דרך החורים והברג את הקופסה יחד.

שלב 8: ELM327

החומרים הנדרשים:

• הרכבה מלאה
• מתאם Bluetooth OBD Bluetooth ELM327
• מחשב נייד

ב- GitHub תמצא תוכנית קצרה (BluetoothScanner) שתסרוק כמה ממכשירי ה- Bluetooth הקרובים ביותר. הוא יציג את כתובת ה- MAC ואת ה- SSID (שם) של כל התקן. זה גם יאפשר לך לשלוח פקודות ידנית למכונית שלך.

כתובת MAC

כדי שה- HC-05 יתחבר אוטומטית ל- ELM327, יהיה עליך למצוא את כתובת ה- MAC של המתאם. בדרך כלל זה שונה לכל מודול. זאת על מנת להימנע מחיבור למכשיר הלא נכון!

כל שעליך לעשות הוא להעלות את הקוד למגה, להדליק את המכונית ולהפעיל את הקוד. על פלט הטרמינל, אתה אמור לראות את התוצאות. הקוד מנסה לאגד את המודול באופן אוטומטי לכתובת ה- MAC שנבחרה, אך לפעמים זה לא עובד. כל שעליך לעשות הוא לוודא שאתה מקבל את כתובת ה- MAC הנכונה. הכתובת אמורה להיראות כמו 1D, A5, 68988B. כתובת ה- MAC שלך עשויה להיות שונה, אך צריכה להיות באותו פורמט. שמור את זה לשלב הבא!

קיזוז תגובה

יהיה עליך גם לקבוע את הפורמט המתקבל של הנתונים שיוצאים מהמתאם OBDII. באמצעות הקוד שהעלית (בשלב זה), שלח את התווים 0100. זוהי הפקודה לקבוע אילו נתונים המכונית שלך יכולה לשלוח לך בחזרה. רשימת הפקודות המלאה נמצאת בויקיפדיה.

יהיה עליך לבדוק את פורמט הנתונים המוחזרים. בפורד פיאסטה שלי (2012) הפקודה הדהדה לפני התוצאות:

• הפקודה נשלחה: 0100
• התקבלה תגובה: 0100BE1FA813

עם זאת, ברנו קליאו (2006), הפקודה לא הדהדה:

• הפקודה נשלחה: 0100
• התקבלה תגובה: BE1FA813

התגובה עשויה להיות שונה בהתאם לרכב. יהיה עליך להסיר את כל התווים הקודמים מהתגובה. באופן אידיאלי, תגובתך צריכה להיראות כמו דוגמת הקליאו למעלה. אם יש לך תווים אחרים, זכור את מספר התווים שלפני התגובה. תזדקק לזה בשלב הבא!

שלב 9: העלה את הקוד

החומרים הנדרשים:

• קוד מקור
• קופסה מורכבת

תוצאה: קופסה שהושלמה.

ניתן למצוא את קוד המקור המלא ב- GitHub (שם הפרויקט: SimpleArduinoObd), שם תוכלו לראות קבצי כותרות רבים (*.h). הורד את הקבצים ופתח אותם ב- Arduino IDE.

זוכרים את כתובת ה- MAC ששמרתם קודם לכן? פתח את ObdHelper.h ובסביבות שורה 34 (שם משתנה obdMacAddress) שנה את כתובת ה- MAC שם לאחת ששמרת בשלב 4. הכתובת צריכה להיות מופרדת בפסיקים ובאותו פורמט של 1D, A5, 68988B.

זוכרים את קיזוז התגובה ששמרתם בשלב 4? פתח את ObdHelper.h ובסביבות שורה 23 (הגדרה RESPONSE_PREFIX_OFFSET) שנה את הקיזוז למה שהוא צריך להיות.

שלב 10: הסתר את הקופסה

החומרים הנדרשים:

• תיבה שהושלמה
• כבל USB Arduino
• אנטנת GPS
• מתאם USB לרכב

תוצאה: פרוייקט גמור

כעת, כשהקופסה הושלמה, נוכל להכניס אותה לרכב!

1. מצא מיקום לשים את התיבה שלך. באופן אידיאלי זה צריך להיות מוסתר איפשהו. הנחתי אותו מתחת למושב הנוסע שלי. זכור: הוא חייב להיות קרוב מספיק כדי שכבל ה- USB יגיע לשקע מצית הרכב!
2. פתח את אנטנת ה- GPS שלך ותחב אותה במרווח בין הגוף החוצה לגוף הפנימי, מתחת לאטימת הגומי. ניתן להכניס את כבל האנטנה הנגררת מתחת למושב הנוסע, או מתחת לשטיח.
3. מקם את "ראש" אנטנת ה- GPS במיקום שיכול לראות בקלות את השמיים. שמתי אותו מתחת לשמשה הקדמית הקדמית.
4. חבר את כבל ה- USB לקופסה ולאחר מכן חבר את הכבל למתאם ה- USB לרכב.
5. חבר את מתאם ה- USB לרכב לשקע המצית.

עכשיו אתה מוכן לקחת את זה לנסיעת מבחן!

שלב 11: תוצאות

לרוע המזל, כדי לראות את התוכן של כרטיס ה- SD, עליך לפתוח את הקופסה ולחבר ידנית את כרטיס ה- SD למחשב כדי לקרוא אותו. עם זאת, הקבצים יאוחסנו בו. שם הקובץ בפורמט [שנה] [חודש] [יום] [שעה]. נתוני הקובץ בפורמט [תאריך], [זמן], [קו רוחב], [קו אורך], [סל"ד], [מהירות], [מאיץ].

להלן דוגמה של המאוחסן:

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

חָשׁוּב

• סביר להניח שהמהירות תהיה ב- KPH (קילומטרים/שעה), בהתאם לרכב שלך.
• דיכאון המאיץ הוא באחוזים (%) ועשוי להתחיל בערך גבוה מ -0%.
• השעה היא ב- UTC.

שלב 12: שאלות נפוצות

כמה זמן ה- GPS ירכוש אות GPS?

בדרך כלל, בערך 30 שניות. זה תלוי במיקום.

כמה זמן עד שכרטיס ה- SD יתמלא?

כרטיס SD בנפח 8GB כולל שטח זיכרון של כ -7.67 GB. אורך כל ערך לקובץ הוא 55 בתים. כל כניסה מתבצעת כל שנייה של פעילות GPS. בהנחה של ממוצע של 2 שעות נהיגה ביום, יש לך את הנוסחה הבאה:

([שטח זיכרון זמין] / ([בתים לכל ערך] * [מספר רשומות ביום])) / 365 = זמן (שנים) עד שכרטיס הזיכרון יתמלא.

בהנחה של הדברים הבאים:

• שטח הזיכרון הוא 7GB (7, 000, 000, 000 בתים)
• בתים לכל ערך הם 55 בתים
• מספר הרשומות הוא 60 שניות * 60 דקות * 2 שעות = 396, 000

(7, 000, 000, 000 / (55 * 396, 000)) / 365 = 48.4 שנים

בקיצור, הרבה מאוד זמן!

האם זה יכול לשלוח לשרת?

כדי לשלוח לשרת, תזדקק למודם. ניסיתי עם SIM808, הכולל GPS, GSM ו- Bluetooth בערכת שבבים אחת (והוא זול מעט מהחומרה המשמשת בפרויקט זה). ה- SIM808 מסתמך על רשת 2G, שהולכת ומופזרת לאט לאט ברחבי העולם. אולי אצטרך למצוא פתרון אחר לזה.