Телематична кутия „направи си сам“: 12 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Телематичните кутии (известни още като черни кутии) се използват за записване и регистриране на различни атрибути на движещо се превозно средство. Те са били използвани предимно в самолети за регистриране на различни атрибути на самолет, например скорост на въздуха, курс, нива на гориво, радиоразговор и т.н. Това е първата отправна точка за всеки инцидент със самолет, тъй като съхранява всички данни за самолета, водещи към инцидента. Този метод за наблюдение на работата, състоянието и движението на превозното средство оттогава е прехвърлен на автомобили, което позволява на застрахователните компании да получат по -добра оценка на стиловете на шофиране, за да представят правилните премии на своите клиенти.

Някои компании искат допълнителна такса за инсталирането им, други ще го направят срещу намалена застрахователна цена. Тази инструкция е предназначена да даде стъпка по стъпка инструкции как да се изгради персонализирана телематична кутия за управление на превозни средства.

ОТГОВОРНОСТ: Тази персонализирана черна кутия не винаги може да бъде валидно доказателство в съда. Някои държави/щати/местни закони може да не позволяват инсталирането на персонализирани мониторингови единици в движещи се превозни средства, освен ако не е разрешено от одобрен монтажен екип. Поради тези причини и всякакви други, свързани с подправяне на OBD порта, авторът (ите) на тази статия и уебсайта не носят отговорност за резултатите от шофирането, колата, електрониката на колата ви (включително бордови компютър) и всякакви други други инциденти са възникнали с монтиран персонализиран блок за наблюдение.

АКТУАЛИЗИРАНЕ/ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Отидох за една седмица, но оставих цялата електроника включена. Това, което не знаех, беше, че OBD портът винаги се захранва. Тъй като OBD портът използва Bluetooth порт и Bluetooth изразходва доста енергия, батерията на колата ще се изтощи …

Стъпка 1: Придобийте материали

За този проект ще ви трябва:

• 1x ELM327 OBDII Bluetooth адаптер - Ebay
• 1x Arduino Mega* - Ebay
• 1x Bluetooth модул HC -05 ** - Ebay
• 1x модул за четене на SD карти - Ebay
• 1x Neo -6M GPS модул - Ebay
• 1x GPS антена (с SMA конектор) - Ebay
• 20x мъжки -женски 10 см джъмпер проводници - Ebay
• 1x UFL Mini адаптер - Ebay
• 1x 3D печатна кутия - (дизайн) SketchUp, (печат) 3D концентратори
• 6x 5 мм дистанционери - Ebay
• 4x M3 10 мм гайки и болтове - Ebay
• 6x M3 12-16 мм гайки и болтове - Ebay
• 1x SD 8GB карта - Ebay
• 1x USB адаптер за кола - Ebay

Слава богу за Ebay! Повече информация за някои от модулите ще бъде подробно описана в следващите стъпки.

* Има аргумент да използвам Uno, но тъй като имах нужда от множество серийни портове и програмното пространство беше ограничено, аз се отказах от Uno. Има и аргумент да се използва Due, тъй като той е по -мощен. Due използва 3V3 за своите IO щифтове, които могат да бъдат повредени от други 5V компоненти. Затова използвайте Mega.

** Не бъркайте HC-05 с HC-06! HC-06 е единствено подчинен модул и не може да бъде конфигуриран като главен. Вземете HC-05! ВАЖНО: уверете се, че модулът HC-05 има щифт за ключ, за да може да превключи в режим AT, в противен случай целият проект няма да работи!

Стъпка 2: Как работи?

Как ще четем данни от колата? Повечето автомобили (ако не всички автомобили) след 2003 г. трябва да имат и OBD порт за разговор с двигателя (проверете преди да купите!). OBD означава On Board Diagnostics и се използва главно за определяне на всякакви неизправности в автомобила. Например, когато светлината на двигателя ви се включи, се регистрира код за грешка. Когато го занесете в гаража, механиците ще имат OBD четец, който ще прочете кода за грешка, така че те ще знаят какво да поправят.

От OBD порта можете също да четете данни на живо. Наличните данни на живо зависят от кола до кола, но повечето автомобили трябва да ви позволят да прочетете основните неща като скорост, броене на обороти, изминато разстояние и т.н. За целите на този проект избрах да прочета скоростта на превозното средство, оборотите на двигателя, и депресията на газта.

Когато получите вашия ELM327, намерете своя OBD порт. Това ще бъде различно за всяка марка автомобил. За моя Ford Fiesta беше между волана и вратата на шофьора. Ако не можете да го намерите, потърсете [марка автомобил] [модел автомобил] obd порт в Google, където трябва да има няколко видеоклипа/снимки, показващи къде е вашият OBD порт. След като бъде намерен, включете вашия ELM327.

Можете лесно да тествате OBD порта, ако имате телефон с Android. Отидете в Play Store и изтеглете приложение, наречено Torque. Има платена версия и безплатна версия. Безплатната версия ще бъде достатъчна за демонстрационни цели. Просто се свържете с вашия ELM327 чрез Bluetooth, изберете желаните PID, които искате да прочетете, и включете колата си. Трябва незабавно да видите показанията на екрана си.

Стъпка 3: Направете кутия

Необходими материали:

модел на кутия

Резултат: 3D отпечатана кутия и основа

Преди да започнете с електрониката, препоръчвам 3D отпечатване на кутия (или да направите своя собствена!) Със собствени монтажни отвори. Ще бъде много по -лесно да фиксирате Arduino на място без всички компоненти по пътя!

Проектирах прост калъф (*.skp файлове), който да държи всичко на място. Моделът е направен в SketchUp, а дизайнът е 3D отпечатан с помощта на услугите за 3D печат на 3D Hubs, където те ще отпечатат вашите модели с доста добро качество за сравнително евтино.

Разпечатайте тази кутия, за да можете да поставите електрониката си вътре.

Стъпка 4: Сглобете основата

Необходими материали:

• Arduino Mega
• 3D печатна основа
• 3x дистанционни елементи
• 3x M3 гайки
• 3x шайби M3
• 3x M3 12 мм болтове

Резултат: сглобена основа

Започвайки с монтажен отвор номер 1 (монтажен отвор между 6-пиновия ICSP заглавие и Comms щифтовете, вижте изображението), поставете шайба от горната страна на платката и дистанционер между дъската и основата. Поставете винта през шайбата, монтажния отвор на дъската, дистанционера и навън през основата. Под основата има шестоъгълни изходи за поставяне на гайките. Затегнете, но оставете достатъчно място за поставяне на другите дистанционни елементи.

Повторете за всеки монтажен отвор.

Когато и трите монтажни отвора са готови, затегнете винтовете, така че дъската да е здраво закрепена с основата. Другите монтажни отвори не са необходими. Не можах да поставя други винтове, тъй като те биха се сблъскали с разположения на щифтове/компоненти. Тези три трябва да са достатъчни, за да поддържат дъската на място.

Стъпка 5: Свържете се

Материали за тази стъпка:

• Сглобена основа
• HC-05
• Neo-6M
• UFL мини адаптер
• Четец на SD карти
• 16x проводници

Резултат: монтаж на основна електроника

Първата стъпка е да свържете всичко към Arduino Mega. Основната схема на свързване ще намерите в една от приложените снимки. Ще използваме серийните портове, SPI шината и някои от IO пиновете.

Ако сте любопитни да знаете как работи всеки модул, можете да свържете всеки модул поотделно, за да ги изпробвате. В противен случай, ако сте уверени, че всичко ще бъде наред, просто свържете всичко.

Четец на SD карти

Свържете следното:

• CS - щифт 53
• SCK - щифт 52
• MOSI - щифт 51
• MISO - щифт 50
• Vcc - 5V щифт близо до щифт 22
• Gnd - заземен щифт близо до щифт 52

GPS

Свържете следното:

• GPS TX - щифт 15
• GPS RX - щифт 14
• GPS Gnd - заземен щифт, най -близо до контакта
• GPS Vcc - 5V щифт, най -близо до контакта
• Свържете UFL мини адаптера към антенен щифт на модула
• (По избор) GPS PPS - пин 2

Bluetooth

Свържете следното:

• Bluetooth TX - щифт 17
• Bluetooth RX - щифт 16
• Bluetooth ключ - щифт 3
• Bluetooth Vcc - щифт 19
• Bluetooth Gnd - щифт 18

Стъпка 6: Компресирайте го надолу

Необходими материали:

Базов електронен монтаж

Сега, когато всичко е свързано, завъртете модулите така, че всички да се поберат в границата на Mega, но без да изключвате проводниците. Може да искате да покриете откритите щифтове и електрически компоненти с електрическа лента, за да избегнете късо съединение. Бъди внимателен!

GPS

Завийте кабелите, докато горната част на GPS модула е обърната към комуникационните щифтове на Mega.

Четец на SD карти

По принцип огънете/сгънете кабелите, така че горната част на модула за четене на SD карти да е обърната надолу над бутона за нулиране.

Bluetooth

Bluetooth модулът ще се "увие" около GPS модула и ще завърши от другата страна на платката, чрез аналоговите щифтове.

Стъпка 7: Сглобете кутията

Необходими материали:

• Сглобена база електроника
• 3D печатна кутия
• 4x M3 гайки
• 4x шайби M3
• 4x M3 10 мм болтове

Резултат: Напълно сглобена кутия

Вземете другия край на UFL мини адаптера и го включете през отвора в кутията, като го закрепите на място с гайката. Уверете се, че е стегнат, тъй като не искаме антената да го извива!

Обединете двата модула заедно, като се уверите, че нито един от проводниците не е изключен. Подравнете четирите ъглови отвора и поставете гайките М3 в шестоъгълните отвори под основата. Поставете гайките М3 през отворите и завийте кутията заедно.

Стъпка 8: ELM327

Необходими материали:

• Пълен монтаж
• ELM327 Bluetooth OBD адаптер
• Преносим компютър

В GitHub ще намерите кратка програма (BluetoothScanner), която ще сканира за някои от най -близките Bluetooth устройства. Той ще покаже MAC адреса и SSID (името) на всяко устройство. Той също така ще ви позволи ръчно да изпращате команди до колата си.

Мак адрес

За да може HC-05 автоматично да се свърже с ELM327, ще трябва да намерите MAC адреса на адаптера. Това обикновено е различно за всеки модул. Това е за да се избегне свързването с грешно устройство!

Просто качете кода в Mega, включете колата си и стартирайте кода. На изхода на терминала трябва да видите резултатите. Кодът се опитва автоматично да свърже модула с избрания MAC адрес, но понякога това не работи. Просто се уверете, че сте получили правилния MAC адрес. Адресът трябва да изглежда като 1D, A5, 68988B. Вашият MAC адрес може да е различен, но трябва да е в същия формат. Запазете това за следващата стъпка!

Отместване на отговора

Също така ще трябва да определите получения формат на данните, които излизат от OBDII адаптера. Използвайки кода, който току -що сте качили (в тази стъпка), изпратете символите 0100. Това е командата, за да определите какви данни колата ви може да ви изпрати. Пълният списък с команди се намира в Уикипедия.

Ще трябва да проверите формата на върнатите данни. В моя Ford Fiesta (2012) командата беше повторена преди резултатите:

• Команда е изпратена: 0100
• Получен отговор: 0100BE1FA813

Въпреки това, в Renault Clio (2006), командата не е повторена:

• Команда е изпратена: 0100
• Получен отговор: BE1FA813

Отговорът може да бъде различен в зависимост от колата. Ще трябва да премахнете всички предходни знаци от отговора. В идеалния случай отговорът ви трябва да изглежда като примера на Clio по -горе. Ако имате други знаци, запомнете броя знаци, предхождащи отговора. Това ще ви е необходимо в следващата стъпка!

Стъпка 9: Качете кода

Необходими материали:

• Програмен код
• Сглобена кутия

Резултат: попълнена кутия.

Пълният изходен код може да бъде намерен в GitHub (име на проект: SimpleArduinoObd), където ще видите множество заглавни (*.h) файлове. Изтеглете файловете и ги отворете в Arduino IDE.

Помните ли MAC адреса, който сте запазили по -рано? Отворете ObdHelper.h и около ред 34 (име на променлива obdMacAddress) променете MAC адреса там за този, който сте записали в Стъпка 4. Адресът трябва да бъде разделен със запетая и в същия формат като 1D, A5, 68988B.

Помните ли отместването на отговора, което сте запазили в Стъпка 4? Отворете ObdHelper.h и около ред 23 (дефиниция RESPONSE_PREFIX_OFFSET) променете отместването на каквото и да е.

Стъпка 10: Скрийте кутията

Необходими материали:

• Попълнена кутия
• USB кабел Arduino
• GPS антена
• USB адаптер за кола

Резултат: завършен проект

Сега, когато кутията е пълна, можем да я поставим в колата!

1. Намерете място, където да поставите кутията си. В идеалния случай тя трябва да бъде скрита някъде. Сложих го под пътническата си седалка. Запомнете: той трябва да е достатъчно близо, за да може USB кабелът да достигне до гнездото на запалката на колата!
2. Развийте вашата GPS антена и я пъхнете в пролуката между външното тяло и вътрешното тяло, под гуменото уплътнение. Задният кабел на антената може да бъде пъхнат под седалката на пътника или под килима.
3. Поставете „главата“на GPS антената на място, което лесно вижда небето. Сложих го под предното предно стъкло.
4. Включете USB кабела в кутията, след това включете кабела в USB адаптера на автомобила.
5. Включете USB адаптера на автомобила в гнездото на запалката.

Вече сте готови да го вземете за пробно шофиране!

Стъпка 11: Резултати

За съжаление, за да видите съдържанието на SD картата, трябва да отворите кутията и ръчно да включите SD картата в компютъра си, за да я прочетете. Въпреки това файловете ще се съхраняват на него. Името на файла е във формат [година] [месец] [ден] [час]. Файловите данни са във формат [дата], [час], [географска ширина], [дължина], [об / мин], [скорост], [ускорител].

По -долу е дадена извадка от това, което се съхранява:

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

Важно

• скоростта вероятно ще бъде в KPH (километри/час), в зависимост от вашия автомобил.
• депресията на ускорителя е в проценти (%) и може да започне при стойност по -висока от 0%.
• времето е в UTC.

Стъпка 12: Често задавани въпроси

Колко време трябва GPS да получи GPS сигнал?

Обикновено около 30 секунди. Това зависи от местоположението.

За колко време SD картата е пълна?

8GB SD карта има около 7.67 GB място в паметта. Всеки запис във файл е с дължина 55 байта. Всеки запис се прави всяка секунда от GPS дейност. Приемайки средно 2 часа шофиране на ден, имате следната формула:

([Налично място в паметта] / ([байтове на запис] * [брой записи на ден])) / 365 = време (години), докато картата с памет се напълни.

Ако приемем следното:

• Паметта е 7 GB (7 000 000 000 000 байта)
• байта на запис е 55 байта
• броят на записите е 60 секунди * 60 минути * 2 часа = 396 000

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

Накратко, много дълго време!

Може ли да се изпрати до сървър?

За да изпратите до сървър, ще ви е необходим модем. Експериментирах със SIM808, който има GPS, GSM и Bluetooth в един чипсет (и е малко по -евтин от хардуера, използван в този проект). SIM808 разчита на 2G мрежа, която бавно се прекратява по целия свят. Може би ще трябва да намеря друго решение за това.