DIY telematikboks: 12 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Telematikbokse (også kaldet Black Boxes) bruges til at registrere og logge forskellige attributter for et køretøj i bevægelse. De er primært blevet brugt i fly til at logge forskellige attributter for et fly, for eksempel lufthastighed, kurs, brændstofniveauer, radiochatter osv. Det er det første referencepunkt for enhver flyhændelse, da det holder alle flydata, der fører op til hændelsen. Denne metode til overvågning af køretøjers ydeevne, tilstand og bevægelse er siden blevet overført til biler, hvilket gør det muligt for forsikringsselskaber at få et bedre skøn over kørestil for at kunne præsentere de korrekte præmier for deres kunder.

Nogle virksomheder beder om et ekstra gebyr for at installere en, andre vil gøre det for en reduceret forsikringspris. Denne instruerbare er designet til at give en trin-for-trin instruktion om, hvordan man bygger en brugerdefineret telematikboks til at køre køretøjer.

ANSVARSFRASKRIVELSE: Denne specialfremstillede sorte boks er ikke altid et gyldigt bevis for en domstol. Nogle lande/stater/lokale love tillader muligvis ikke installation af brugerdefinerede overvågningsenheder i køretøjer i bevægelse, medmindre det er godkendt af et godkendt installationsteam. Af disse grunde og andre ting, der er forbundet med manipulation med OBD -porten, har forfatteren (erne) til denne artikel og dette websted intet ansvar for resultatet af din kørsel, din bil, din bils elektronik (herunder kørecomputer) og evt. andre hændelser fandt sted med en skræddersyet overvågningsenhed monteret.

OPDATERING/ADVARSEL: Jeg gik væk i en uge, men lod al elektronikken være tilsluttet. Hvad jeg ikke var klar over var, at OBD -porten altid er strømforsynet. Fordi OBD -porten bruger en Bluetooth -port, og Bluetooth bruger en hel del strøm, vil bilens batteri blive afladet …

Trin 1: Anskaf materialer

Til dette projekt skal du bruge:

• 1x ELM327 OBDII Bluetooth -adapter - Ebay
• 1x Arduino Mega* - Ebay
• 1x HC -05 Bluetooth -modul ** - Ebay
• 1x SD -kortlæser modul - Ebay
• 1x Neo -6M GPS -modul - Ebay
• 1x GPS -antenne (med SMA -stik) - Ebay
• 20x Mand -Kvinde 10cm jumperwires - Ebay
• 1x UFL Mini -adapter - Ebay
• 1x 3D -trykt sag - (design) SketchUp, (print) 3D -hubs
• 6x 5 mm afstandsstykker - Ebay
• 4x M3 10 mm møtrikker og bolte - Ebay
• 6x M3 12-16mm møtrikker og bolte - Ebay
• 1x SD 8GB -kort - Ebay
• 1x bil USB -adapter - Ebay

Gudskelov for Ebay! Flere oplysninger om nogle af modulerne vil blive detaljeret i de næste trin.

* Der er et argument for at bruge Uno, men fordi jeg havde brug for flere serielle porte, og programpladsen var begrænset, fravalgte jeg Uno. Der er også et argument for at bruge Due, da det er mere kraftfuldt. Due bruger 3V3 til sine IO -ben, som kan blive beskadiget af andre 5V -komponenter. Brug derfor Mega.

** Tag ikke fejl af HC-05 for HC-06! HC-06 er kun et slave-modul og kan ikke konfigureres til at være en master. Få HC-05! VIGTIGT: Sørg for, at HC-05-modulet har en nøglepind for at kunne skifte til AT-tilstand, ellers fungerer hele dette projekt ikke!

Trin 2: Hvordan fungerer det?

Hvordan skal vi læse data fra bilen? De fleste biler (hvis ikke alle biler) efter 2003 skal have en OBD -port for at tale med motoren (tjek før køb!). OBD står for Onboard Diagnostics og bruges hovedsageligt til at bestemme eventuelle fejl med bilen. For eksempel, når din motorlys tændes, logges en fejlkode. Når du tager det med i garagen, har mekanikerne en OBD -læser, der læser fejlkoden, så de ved, hvad de skal rette.

Fra OBD -porten kan du også læse live data. De tilgængelige tilgængelige data afhænger af bil til bil, men de fleste biler bør give dig mulighed for at læse de grundlæggende ting som hastighed, omdrejningstal, tilbagelagt afstand osv. I forbindelse med dette projekt valgte jeg at læse køretøjets hastighed, motorens omdrejningstal, og gasspjældet.

Når du får din ELM327, skal du finde din OBD -port. Dette vil være forskelligt for alle bilmærker. For min Ford Fiesta var det mellem rattet og førerdøren. Hvis du ikke kan finde den, skal du slå op på [bilmærke] [bilmodel] obd -port på Google, hvor der skal være et antal videoer/billeder, der viser, hvor din OBD -port er. Når den er fundet, skal du tilslutte din ELM327.

Du kan nemt teste OBD -porten, hvis du har en Android -telefon. Gå til Play Butik, og download en app kaldet Torque. Der er en betalt version og en gratis version. Den gratis version er tilstrækkelig til demo -formål. Du skal blot oprette forbindelse til din ELM327 via Bluetooth, vælge de ønskede PID'er, du vil læse, og tænde din bil. Du bør øjeblikkeligt se aflæsningerne på din skærm.

Trin 3: Lav en kasse

Nødvendige materialer:

en model af en kasse

Resultat: en 3D -trykt æske og bund

Inden jeg starter med elektronikken, anbefaler jeg, at 3D udskriver en kasse (eller laver din egen!) Med sine egne monteringshuller. Det vil være meget lettere at reparere Arduino på plads uden alle komponenterne i vejen!

Jeg har designet en enkel sag (*. Skp -filer) for at holde alt på plads. Modellen er lavet i SketchUp, og designet blev 3D -printet ved hjælp af 3D -udskrivningstjenester i 3D Hubs, hvor de vil udskrive dine modeller i temmelig god kvalitet til relativt billige.

Print denne boks ud, så du kan placere din elektronik indeni.

Trin 4: Saml basen

Nødvendige materialer:

• Arduino Mega
• 3D -trykt base
• 3x afstandsstykker
• 3x M3 nødder
• 3x M3 skiver
• 3x M3 12 mm bolte

Resultat: samlet bund

Start med monteringshul nummer 1 (monteringshul mellem det 6-benede ICSP-hoved og Comms-benene, se billedet), placer en skive på oversiden af brættet og et afstandsstykke mellem brættet og basen. Sæt skruen gennem skiven, bordmonteringshullet, afstandsstykket og ud gennem basen. Der er sekskantede ud-outs under basen til at passe møtrikkerne i. Stram op, men lad tilstrækkelig plads til at placere de andre afstandsstykker.

Gentag for hvert monteringshul.

Når alle tre monteringshuller er færdige, strammes skruerne op, så brættet sidder godt fast med bunden. De andre monteringshuller er ikke nødvendige. Jeg kunne ikke passe andre skruer, da de ville støde sammen med pin/komponentplaceringer. Disse tre burde være nok til at holde tavlen på plads.

Trin 5: Tråd op

Materialer til dette trin:

• Samlet bund
• HC-05
• Neo-6M
• UFL mini adapter
• SD -kortlæser
• 16x jumperwires

Resultat: basiselektronik

Det første trin er at forbinde alt til Arduino Mega. Du finder det grundlæggende forbindelsesdiagram i et af de vedhæftede billeder. Vi vil gøre brug af de serielle porte, SPI -bussen og nogle af IO -benene.

Hvis du er nysgerrig efter at vide, hvordan hvert modul fungerer, kan du forbinde hvert modul individuelt for at teste dem. Ellers hvis du er sikker på, at alt vil være ok, skal du bare forbinde alt.

SD -kortlæser

Tilslut følgende:

• CS - pin 53
• SCK - pin 52
• MOSI - pin 51
• MISO - pin 50
• Vcc - 5V pin nær pin 22
• Gnd - slibestift nær stift 52

GPS

Tilslut følgende:

• GPS TX - pin 15
• GPS RX - pin 14
• GPS Gnd - jordstift nærmest stikkontakten
• GPS Vcc - 5V pin nærmest stikkontakten
• Tilslut UFL mini -adapteren til modulets antennestift
• (Valgfrit) GPS PPS - pin 2

Bluetooth

Tilslut følgende:

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

Trin 6: Komprimer det

Nødvendige materialer:

Base elektronik samling

Nu hvor alt er blevet kablet op, skal du vride modulerne, så de alle passer inden for Mega -grænsen, men uden at afbryde ledningerne. Du vil måske dække udsatte stifter og elektriske komponenter med elektrisk tape for at undgå kortslutning. Vær forsigtig!

GPS

Drej ledningerne, indtil toppen af GPS -modulet vender mod Mega's kommunikationsnåle.

SD -kortlæser

Grundlæggende bøj/fold ledningerne, så toppen af SD -kortlæsermodulet vender nedad over nulstillingsknappen.

Bluetooth

Bluetooth -modulet vil "vikle" sig rundt om GPS -modulet og ende på den anden side af brættet ved de analoge ben.

Trin 7: Saml æsken

Nødvendige materialer:

• Samlet elektronikbase
• 3D -trykt æske
• 4x M3 nødder
• 4x M3 skiver
• 4x M3 10 mm bolte

Resultat: Fuldt samlet kasse

Tag den anden ende af UFL mini -adapteren, og stik den gennem hullet i æsken, og fastgør den på plads med møtrikken. Sørg for, at den er stram, da vi ikke vil have antennen til at vride den af!

Flet de to samlinger sammen, og sørg for, at ingen af ledningerne er afbrudt. Juster de fire hjørnehuller, og sæt M3 -møtrikkerne ind i de sekskantede huller under bunden. Placer M3 møtrikkerne gennem hullerne, og skru æsken sammen.

Trin 8: ELM327

Nødvendige materialer:

• Fuld samling
• ELM327 Bluetooth OBD -adapter
• Bærbar computer

På GitHub finder du et kort program (BluetoothScanner), der vil scanne efter nogle af de nærmeste Bluetooth -enheder. Det viser MAC -adressen og SSID (navn) på hver enhed. Det giver dig også mulighed for manuelt at sende kommandoer til din bil.

Mac-adresse

For at HC-05 automatisk kan oprette forbindelse til ELM327, skal du finde adapterens MAC-adresse. Dette er normalt forskelligt for hvert modul. Dette er for at undgå at oprette forbindelse til den forkerte enhed!

Du skal blot uploade koden til Mega, tænde din bil og køre koden. På terminaludgangen skal du se resultaterne. Koden forsøger automatisk at binde modulet til den valgte MAC -adresse, men nogle gange virker dette ikke. Bare sørg for at få den korrekte MAC -adresse. Adressen skal ligne 1D, A5, 68988B. Din MAC -adresse kan være anderledes, men skal have samme format. Gem dette til det næste trin!

Svarforskydning

Du skal også bestemme det resulterende format for de data, der kommer ud af OBDII -adapteren. Brug den kode, du lige har uploadet (i dette trin), og send tegnene 0100 ned. Det er kommandoen til at bestemme, hvilke data din bil kan sende tilbage til dig. Den fulde liste over kommandoer findes på Wikipedia.

Du skal kontrollere formatet for de returnerede data. I min Ford Fiesta (2012) blev kommandoen gentaget før resultaterne:

• Kommando sendt: 0100
• Svar modtaget: 0100BE1FA813

I en Renault Clio (2006) blev kommandoen imidlertid ikke gentaget:

• Kommando sendt: 0100
• Svar modtaget: BE1FA813

Svaret kan være forskelligt afhængigt af bilen. Du skal fjerne alle foregående tegn fra svaret. Ideelt set skal dit svar ligne Clio -eksemplet ovenfor. Hvis du har andre tegn, skal du huske antallet af tegn forud for svaret. Du får brug for dette i det næste trin!

Trin 9: Upload koden

Nødvendige materialer:

• Kildekode
• Samlet kasse

Resultat: færdig boks.

Den fulde kildekode findes på GitHub (projektnavn: SimpleArduinoObd), hvor du vil se mange header (*.h) filer. Download filerne, og åbn dem i Arduino IDE.

Kan du huske den MAC -adresse, du har gemt tidligere? Åbn ObdHelper.h og på omkring linje 34 (variabelnavn obdMacAddress) skal du ændre MAC-adressen der for den, du gemte i trin 4. Adressen skal være kommasepareret og i samme format som 1D, A5, 68988B.

Kan du huske den svarforskydning, du gemte i trin 4? Åbn ObdHelper.h og på omkring linje 23 (definition RESPONSE_PREFIX_OFFSET) ændre forskydningen til, hvad den skal være.

Trin 10: Skjul kassen

Nødvendige materialer:

• Fuldført kasse
• Arduino USB -kabel
• GPS -antenne
• Bilens USB -adapter

Resultat: færdigt projekt

Nu hvor kassen er færdig, kan vi lægge den i bilen!

1. Find et sted at placere din kasse. Ideelt set burde det være gemt væk et sted. Jeg satte den under mit passagersæde. Husk: det skal være tæt nok, så USB -kablet kan nå bilstikket!
2. Rul din GPS -antenne ud, og gem den i mellemrummet mellem udkroppen og den indre krop under gummitætningen. Det bageste antennekabel kan gemmes under passagersædet eller under gulvtæppet.
3. Placer GPS -antennen "hoved" på et sted, der let kan se himlen. Jeg lagde den under forruden.
4. Sæt USB -kablet i boksen, og sæt derefter kablet i bilens USB -adapter.
5. Sæt bilens USB -adapter i lysstikket.

Du er nu klar til at tage den til en prøvekørsel!

Trin 11: Resultater

Desværre, for at se indholdet på SD -kortet, skal du åbne boksen og manuelt tilslutte dit SD -kort til din computer for at læse det. Ikke desto mindre vil filerne blive gemt på det. Filnavnet er i formatet [år] [måned] [dag] [time]. Fildataene er i formatet [dato], [tid], [breddegrad], [længdegrad], [o / min], [hastighed], [accelerator].

Nedenfor er et eksempel på, hvad der er gemt:

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

Vigtig

• hastigheden er sandsynligvis i KPH (kilometer/time), afhængigt af dit køretøj.
• acceleratoren er faldet i procent (%) og kan starte med en værdi, der er højere end 0%.
• klokken er i UTC.

Trin 12: Ofte stillede spørgsmål

Hvor lang tid tager GPS'en til at modtage et GPS -signal?

Normalt cirka 30 sekunder. Dette afhænger af placering.

Hvor lang tid, indtil SD -kortet er fuldt?

Et 8 GB SD -kort har cirka 7,67 GB hukommelsesplads. Hver post i en fil er 55 bytes lang. Hver registrering foretages hvert sekund af GPS -aktivitet. Forudsat et gennemsnit på 2 timers kørsel pr. Dag har du følgende formel:

([Tilgængeligt hukommelsesrum] / ([bytes pr. Post] * [antal poster pr. Dag])) / 365 = tid (år), indtil hukommelseskortet er fuldt.

Forudsat følgende:

• Hukommelsesplads er 7 GB (7, 000, 000, 000 bytes)
• bytes pr. post er 55 bytes
• antal poster er 60 sekunder * 60 minutter * 2 timer = 396.000

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

Kort sagt, meget lang tid!

Kan den sende til en server?

For at sende til en server skal du have et modem. Jeg har eksperimenteret med et SIM808, som har GPS, GSM og Bluetooth i et chipsæt (og er lidt billigere end den hardware, der bruges i dette projekt). SIM808 er afhængig af et 2G -netværk, der langsomt udfases rundt om i verden. Måske skal jeg finde en anden løsning på dette.