Kotak Telematik DIY: 12 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:11

Kotak telematik (aka Kotak Hitam) digunakan untuk merakam dan mencatat pelbagai atribut kenderaan yang bergerak. Mereka digunakan terutamanya dalam kapal terbang untuk mencatat pelbagai atribut pesawat terbang, misalnya, kecepatan udara, arah, tingkat bahan bakar, obrolan radio dan lain-lain. Ia adalah titik rujukan pertama untuk sebarang kejadian pesawat, kerana ia menyimpan semua data pesawat yang menuju ke atas ke kejadian itu. Metode ini untuk memantau prestasi, kondisi, dan pergerakan kendaraan sejak itu dipindahkan ke mobil, yang memungkinkan perusahaan insurans memperoleh perkiraan gaya pemanduan yang lebih baik untuk memberikan premium yang tepat kepada pelanggan mereka.

Beberapa syarikat meminta bayaran tambahan untuk memasangnya, yang lain akan melakukannya dengan harga insurans yang dikurangkan. Instruksional ini dirancang untuk memberikan arahan langkah demi langkah tentang bagaimana membina kotak Telematik khusus untuk memandu kenderaan.

PENAFIAN: Kotak hitam buatan khas ini mungkin tidak selalu menjadi bukti yang sah di mahkamah. Beberapa negara / negara bagian / undang-undang tempatan mungkin tidak membenarkan pemasangan unit pemantauan khusus ke dalam kenderaan yang bergerak melainkan dibenarkan oleh pasukan pemasangan yang diluluskan. Atas sebab-sebab ini, dan apa-apa yang lain yang berkaitan dengan gangguan pada port OBD, pengarang artikel dan laman web ini tidak bertanggung jawab atas hasil pemanduan anda, kereta anda, elektronik kereta anda (termasuk komputer dalam pesawat), dan apa-apa kejadian lain berlaku dengan unit pemantauan khas dipasang.

KEMASKINI / AMARAN: Saya pergi selama seminggu, tetapi membiarkan semua elektronik terpasang. Apa yang saya tidak sedar adalah bahawa port OBD sentiasa dihidupkan. Kerana port OBD menggunakan port Bluetooth dan Bluetooth menggunakan kuasa yang mencukupi, bateri kereta akan habis…

Langkah 1: Dapatkan Bahan

Untuk projek ini, anda memerlukan:

• 1x ELM327 OBDII Bluetooth adapter - Ebay
• 1x Arduino Mega * - Ebay
• 1x modul Bluetooth HC-05 ** - Ebay
• Modul pembaca kad SD 1x - Ebay
• Modul GPS 1x Neo-6M - Ebay
• Antena GPS 1x (dengan penyambung SMA) - Ebay
• Wayar pelompat 20cm Lelaki-Perempuan 10cm - Ebay
• 1x UFL Mini penyesuai - Ebay
• 1x cetakan 3D - (reka bentuk) SketchUp, (cetak) Hab 3D
• Spacer 6x 5mm - Ebay
• Mur dan baut 4x M3 10mm - Ebay
• Mur dan baut 6x M3 12-16mm - Ebay
• Kad 1x SD 8GB - Ebay
• Penyesuai USB 1x Kereta - Ebay

Syukurlah untuk Ebay! Maklumat lebih lanjut mengenai beberapa modul akan diperincikan pada langkah seterusnya.

* Ada argumen untuk menggunakan Uno, tetapi kerana saya memerlukan banyak port bersiri, dan ruang program terhad, saya memilih untuk tidak memilih Uno. Terdapat juga hujah untuk menggunakan Due, kerana lebih kuat. The Due menggunakan 3V3 untuk pin IOnya, yang mungkin rosak oleh komponen 5V yang lain. Oleh itu, gunakan Mega.

** Jangan salahkan HC-05 untuk HC-06! HC-06 adalah modul khusus hamba, dan tidak dapat dikonfigurasi untuk menjadi master. Dapatkan HC-05! PENTING: pastikan modul HC-05 mempunyai Pin kunci untuk dapat beralih ke mod AT, jika tidak, keseluruhan projek ini tidak akan berfungsi!

Langkah 2: Bagaimana Ia Berfungsi?

Bagaimana kita akan membaca data dari kereta? Sebilangan besar kereta (jika tidak semua kereta) selepas tahun 2003 mesti ada dan port OBD untuk bercakap dengan enjin (periksa sebelum membeli!). OBD bermaksud Diagnostik On Board, dan digunakan terutamanya untuk menentukan sebarang kerosakan pada kereta. Contohnya, apabila lampu enjin anda menyala, kod kesalahan dicatat. Apabila anda membawanya ke garaj, mekanik akan mempunyai pembaca OBD yang akan membaca kod kesalahan, jadi mereka akan tahu apa yang harus diperbaiki.

Dari port OBD, anda juga dapat membaca data langsung. Data langsung yang tersedia bergantung dari kereta ke kereta, tetapi kebanyakan kereta membolehkan anda membaca perkara asas seperti kelajuan, kiraan putaran, jarak perjalanan dll. Untuk tujuan projek ini, saya memilih untuk membaca kelajuan kenderaan, RPM mesin, dan kemurungan pendikit.

Apabila anda mendapat ELM327 anda, cari port OBD anda. Ini akan berbeza bagi setiap pembuatan kereta. Untuk Ford Fiesta saya, ia berada di antara stereng dan pintu pemandu. Sekiranya anda tidak dapat menemuinya, cari port kereta [jenama kereta] [model kereta] di Google, di mana terdapat sebilangan video / gambar yang menunjukkan di mana port OBD anda. Setelah berada, pasangkan ELM327 anda.

Anda boleh menguji port OBD dengan mudah jika anda mempunyai telefon Android. Pergi ke Play Store, dan muat turun aplikasi bernama Torque. Terdapat versi berbayar dan versi percuma. Versi percuma akan mencukupi untuk tujuan demo. Cukup sambungkan ke ELM327 anda melalui Bluetooth, pilih PID yang anda mahu baca, dan hidupkan kereta anda. Anda mesti melihat bacaan di skrin anda dengan serta-merta.

Langkah 3: Buat Kotak

Bahan yang diperlukan:

model kotak

Hasil: kotak dan pangkalan 3D yang dicetak

Sebelum memulakan elektronik, saya mengesyorkan mencetak kotak 3D (atau membuat sendiri!) Dengan lubang pemasangannya sendiri. Akan jauh lebih mudah untuk memperbaiki Arduino di tempat tanpa semua komponen menghalang!

Saya merancang casing mudah (*.skp files) untuk menyimpan semuanya di tempatnya. Model dibuat dalam SketchUp, dan reka bentuknya dicetak 3D menggunakan perkhidmatan pencetakan 3D Hub 3D, di mana mereka akan mencetak model anda dengan kualiti yang cukup baik dengan harga yang relatif murah.

Cetak kotak ini sehingga anda boleh meletakkan elektronik anda di dalamnya.

Langkah 4: Pasang Pangkalan

Bahan yang diperlukan:

• Arduino Mega
• Pangkalan bercetak 3D
• 3x spacer
• Kacang 3x M3
• Pencuci 3x M3
• Selak 3x M3 12mm

Hasil: pangkalan berkumpul

Bermula dengan lubang pemasangan nombor 1 (lubang pemasangan antara header ICSP 6-pin dan pin Comms, lihat gambar), letakkan mesin basuh di bahagian atas papan, dan jarak antara papan dan pangkalan. Masukkan skru melalui mesin basuh, lubang pemasangan papan, spacer, dan keluar melalui dasar. Terdapat alur heksagon di bawah pangkal untuk memasukkan kacang. Kencangkan, tetapi biarkan ruang yang cukup untuk meletakkan spacer yang lain.

Ulangi untuk setiap lubang pelekap.

Apabila ketiga-tiga lubang pelekap selesai, ketatkan skru sehingga papan dipasang dengan kuat dengan alas. Lubang pemasangan yang lain tidak diperlukan. Saya tidak boleh memasang skru lain, kerana mereka akan bertembung dengan penempatan pin / komponen. Ketiga-tiganya harus cukup untuk menjaga papan tetap di tempatnya.

Langkah 5: Wire Up

Bahan untuk langkah ini:

• Pangkalan berkumpul
• HC-05
• Neo-6M
• Penyesuai mini UFL
• Pembaca kad SD
• Wayar pelompat 16x

Hasil: pemasangan elektronik asas

Langkah pertama adalah menghubungkan semuanya ke Arduino Mega. Anda akan menemui rajah sambungan asas dalam salah satu gambar yang dilampirkan. Kami akan menggunakan port Serial, bas SPI, dan beberapa pin IO.

Sekiranya anda ingin tahu bagaimana setiap modul berfungsi, anda boleh menyambungkan setiap modul secara berasingan untuk mengujinya. Jika tidak, jika anda yakin semuanya akan baik-baik saja, sambungkan semuanya.

Pembaca Kad SD

Sambungkan yang berikut:

• CS - pin 53
• SCK - pin 52
• MOSI - pin 51
• MISO - pin 50
• Pin Vcc - 5V berhampiran pin 22
• Gnd - pin tanah berhampiran pin 52

GPS

Sambungkan yang berikut:

• GPS TX - pin 15
• GPS RX - pin 14
• GPS Gnd - pin ground paling dekat dengan soket kuasa
• GPS Vcc - pin 5V yang paling dekat dengan soket kuasa
• Sambungkan penyesuai mini UFL ke pin antena modul
• (Pilihan) GPS PPS - pin 2

Bluetooth

Sambungkan yang berikut:

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

Langkah 6: Memampatkannya

Bahan yang diperlukan:

Pemasangan elektronik asas

Sekarang semuanya telah disambung, putar modul agar semuanya sesuai di dalam batas Mega, tetapi tanpa memutuskan wayar. Anda mungkin mahu menutup pin dan komponen elektrik yang terdedah dengan pita elektrik untuk mengelakkan arus pendek. Berhati-hati!

GPS

Putar wayar sehingga bahagian atas modul GPS menghadap pin komunikasi Mega.

Pembaca Kad SD

Pada dasarnya, bengkok / lipat wayar ke atas sehingga bahagian atas modul pembaca kad SD menghadap ke bawah di atas butang Reset.

Bluetooth

Modul Bluetooth akan "membungkus" dirinya di sekitar modul GPS, dan berakhir di sisi lain papan, dengan pin analog.

Langkah 7: Pasang Kotak

Bahan yang diperlukan:

• Pangkalan elektronik yang dipasang
• Kotak bercetak 3D
• Kacang 4x M3
• Mesin basuh 4x M3
• Selak 4x M3 10mm

Keputusan: Kotak yang dipasang sepenuhnya

Dapatkan hujung lain penyesuai mini UFL dan pasangkan lubang di dalam kotak, pasangkannya dengan kacang. Pastikan ia ketat, kerana kita tidak mahu antena memutarnya!

Gabungkan kedua-dua unit bersama, pastikan tidak ada kabel yang terputus. Sejajarkan lubang empat sudut dan pasangkan kacang M3 ke dalam lubang heksagon di bawah pangkal. Letakkan kacang M3 melalui lubang dan skru kotak bersama-sama.

Langkah 8: ELM327

Bahan yang diperlukan:

• Perhimpunan penuh
• Penyesuai OBD Bluetooth ELM327
• Komputer mudah alih

Di GitHub, anda akan menemui program pendek (BluetoothScanner) yang akan mencari beberapa peranti Bluetooth yang terdekat. Ia akan memaparkan alamat MAC dan SSID (nama) setiap peranti. Ini juga membolehkan anda menghantar arahan ke kereta anda secara manual.

Alamat MAC

Agar HC-05 tersambung ke ELM327 secara automatik, anda perlu mencari alamat MAC penyesuai. Ini biasanya berbeza untuk setiap modul. Ini untuk mengelakkan penyambungan ke peranti yang salah!

Cukup muat naik kod ke Mega, hidupkan kereta anda, dan jalankan kodnya. Pada output terminal, anda akan melihat hasilnya. Kod ini cuba mengikat modul secara automatik ke alamat MAC yang dipilih, tetapi kadang-kadang ini tidak berfungsi. Pastikan anda mendapat alamat MAC yang betul. Alamatnya hendaklah seperti 1D, A5, 68988B. Alamat MAC anda mungkin berbeza, tetapi harus dalam format yang sama. Simpan ini untuk langkah seterusnya!

Pengimbangan Balasan

Anda juga perlu menentukan format data yang dihasilkan dari penyesuai OBDII. Dengan menggunakan kod yang baru anda muat naik (dalam langkah ini), hantarkan watak 0100. Ini adalah perintah untuk menentukan data apa yang dapat dihantar oleh kereta anda kepada anda. Senarai arahan lengkap terdapat di Wikipedia.

Anda perlu menyemak format data yang dikembalikan. Dalam Ford Fiesta saya (2012), perintah itu digema sebelum hasilnya:

• Arahan Dihantar: 0100
• Respons yang Diterima: 0100BE1FA813

Namun, dalam Renault Clio (2006), perintah itu tidak digema:

• Arahan Dihantar: 0100
• Respons yang Diterima: BE1FA813

Tanggapannya mungkin berbeza bergantung pada kereta. Anda perlu membuang sebarang watak sebelumnya dari respons. Sebaik-baiknya, respons anda mestilah seperti contoh Clio di atas. Sekiranya anda mempunyai watak lain, ingat bilangan watak sebelum tindak balas. Anda memerlukannya pada langkah seterusnya!

Langkah 9: Muat naik Kod

Bahan yang diperlukan:

• Kod sumber
• Kotak berkumpul

Keputusan: kotak siap.

Kod sumber lengkap boleh didapati di GitHub (nama projek: SimpleArduinoObd), di mana anda akan melihat banyak fail header (*.h). Muat turun fail, dan buka di Arduino IDE.

Ingat alamat MAC yang anda simpan tadi? Buka ObdHelper.h dan di sekitar baris 34 (nama pemboleh ubah obdMacAddress) ubah alamat MAC di sana untuk yang anda simpan dalam Langkah 4. Alamat tersebut harus dipisahkan dengan koma dan dalam format yang sama seperti 1D, A5, 68988B.

Ingat jawapan yang anda simpan dalam Langkah 4? Buka ObdHelper.h dan di sekitar baris 23 (definisi RESPONSE_PREFIX_OFFSET) ubah ofset ke apa yang sepatutnya.

Langkah 10: Sembunyikan Kotak

Bahan yang diperlukan:

• Kotak siap
• Kabel USB Arduino
• Antena GPS
• Penyesuai USB kereta

Hasil: projek siap

Sekarang kotak sudah lengkap, kita boleh memasukkannya ke dalam kereta!

1. Cari lokasi untuk meletakkan kotak anda. Sebaik-baiknya ia mesti disembunyikan di suatu tempat. Saya meletakkannya di bawah tempat duduk penumpang saya. Ingat: ia mesti cukup dekat sehingga kabel USB dapat sampai ke soket lampu yang lebih ringan!
2. Lepaskan antena GPS anda dan letakkan di celah antara badan keluar dan bahagian dalam, di bawah penutup getah. Kabel antena belakang boleh diletakkan di bawah tempat duduk penumpang, atau di bawah karpet.
3. Letakkan "kepala" antena GPS di lokasi yang dapat melihat langit dengan mudah. Saya meletakkannya di bawah cermin depan.
4. Pasangkan kabel USB ke dalam kotak, kemudian pasangkan kabel ke penyesuai USB kereta.
5. Pasangkan penyesuai USB kereta ke soket yang lebih ringan.

Anda kini sudah bersedia untuk memandu uji!

Langkah 11: Hasil

Malangnya, untuk melihat kandungan kad SD, anda perlu membuka kotak dan memasukkan kad SD anda ke dalam komputer anda untuk membacanya. Walaupun begitu, fail akan disimpan di dalamnya. Nama fail dalam format [tahun] [bulan] [hari] [jam]. Data fail dalam format [tarikh], [waktu], [garis lintang], [garis bujur], [RPM], [kelajuan], [pemecut].

Berikut adalah contoh apa yang disimpan:

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

Penting

• kelajuannya mungkin dalam KPH (kilometer / jam), bergantung pada kenderaan anda.
• kemerosotan pemecut adalah dalam peratusan (%) dan mungkin bermula pada nilai yang lebih tinggi daripada 0%.
• masanya adalah di UTC.

Langkah 12: Soalan Lazim

Berapa lamakah GPS memperoleh isyarat GPS?

Biasanya, kira-kira 30 saat. Ini bergantung pada lokasi.

Berapa lama sehingga kad SD penuh?

Kad SD 8GB mempunyai ruang memori sekitar 7.67 GB. Setiap entri ke fail panjangnya 55 bait. Setiap penyertaan dibuat setiap detik aktiviti GPS. Dengan andaian memandu selama 2 jam setiap hari, anda mempunyai formula berikut:

([Ruang Memori Tersedia] / ([bait setiap entri] * [bilangan penyertaan setiap hari])) / 365 = masa (tahun) sehingga kad memori penuh.

Dengan mengandaikan perkara berikut:

• Ruang memori ialah 7GB (7, 000, 000, 000 bait)
• bait setiap entri ialah 55 bait
• bilangan penyertaan adalah 60 saat * 60 minit * 2 jam = 396, 000

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

Pendek kata, masa yang sangat lama!

Bolehkah ia menghantar ke pelayan?

Untuk menghantar ke pelayan, anda memerlukan modem. Saya telah bereksperimen dengan SIM808, yang mempunyai GPS, GSM, dan Bluetooth dalam satu chipset (dan sedikit lebih murah daripada perkakasan yang digunakan dalam projek ini). SIM808 bergantung pada rangkaian 2G, yang perlahan-lahan dihentikan di seluruh dunia. Saya mungkin perlu mencari jalan penyelesaian lain untuk ini.