DIY Telematics Box: 12 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Telematiese bokse (ook bekend as Black Boxes) word gebruik om verskillende eienskappe van 'n bewegende voertuig op te teken en aan te teken. Hulle is hoofsaaklik in vliegtuie gebruik om verskillende eienskappe van 'n vliegtuig aan te meld, byvoorbeeld lugsnelheid, koers, brandstofvlakke, radiokletsers, ens. na die voorval. Hierdie metode om motorprestasie, toestand en beweging te monitor, is sedertdien na motors oorgedra, waardeur versekeringsmaatskappye 'n beter raming van die rystyle kon kry om die regte premies aan hul kliënte voor te lê.

Sommige maatskappye vra 'n ekstra fooi vir die installering daarvan, ander doen dit teen 'n verlaagde versekeringsprys. Hierdie instruksie is ontwerp om 'n stap-vir-stap instruksie te gee oor hoe om 'n pasgemaakte Telematics-boks vir die bestuur van voertuie te bou.

VRYWARING: Hierdie pasgemaakte swart boks is nie altyd 'n geldige bewys in 'n hof nie. Sommige lande/state/plaaslike wette sal moontlik nie die installering van pasgemaakte moniteringseenhede in bewegende voertuie moontlik maak nie, tensy dit deur 'n goedgekeurde installasiespan goedgekeur is. Om hierdie redes en vir ander redes wat verband hou met die knoeiery met die OBD -poort, hou die skrywer (s) van hierdie artikel en webwerf geen verantwoordelikheid oor die uitkoms van u bestuur, u motor, u motor se elektronika (insluitend boordrekenaar) en ander voorvalle het plaasgevind met 'n pasgemaakte moniteringseenheid.

OPDATERING/WAARSKUWING: Ek het 'n week weggegaan, maar al die elektronika ingeskakel. Wat ek nie besef het nie, is dat die OBD -poort altyd aangeskakel is. Omdat die OBD -poort 'n Bluetooth -poort gebruik en Bluetooth redelik baie krag verbruik, sal die motor se battery leegloop …

Stap 1: Verkry materiaal

Vir hierdie projek benodig u:

• 1x ELM327 OBDII Bluetooth -adapter - Ebay
• 1x Arduino Mega* - Ebay
• 1x HC -05 Bluetooth -module ** - Ebay
• 1x SD -kaartlesermodule - Ebay
• 1x Neo -6M GPS -module - eBay
• 1x GPS -antenne (met SMA -aansluiting) - Ebay
• 20x manlike -vroulike 10 cm -draaddrade - Ebay
• 1x UFL Mini -adapter - Ebay
• 1x 3D -gedrukte omhulsel - (ontwerp) SketchUp, (druk) 3D -hubs
• 6x 5 mm afstandhouers - Ebay
• 4x M3 10 mm moere en boute - Ebay
• 6x M3 12-16mm moere en boute - Ebay
• 1x SD 8GB -kaart - Ebay
• 1x USB -adapter vir motors - Ebay

Dankie tog vir Ebay! Meer inligting oor sommige van die modules word in die volgende stappe uiteengesit.

* Daar is 'n argument om die Uno te gebruik, maar omdat ek verskeie seriële poorte nodig gehad het en die programruimte beperk was, het ek die Uno gekies. Daar is ook 'n argument om die Due te gebruik, aangesien dit kragtiger is. Die Due gebruik 3V3 vir sy IO -penne, wat deur ander 5V -komponente beskadig kan word. Gebruik dus die Mega.

** Moenie die HC-05 met die HC-06 verwar nie! Die HC-06 is slegs 'n slaaf-module en kan nie opgestel word as 'n meester nie. Kry die HC-05! BELANGRIK: maak seker dat die HC-05-module 'n sleutelpen het om in die AT-modus oor te skakel, anders werk hierdie hele projek nie!

Stap 2: Hoe werk dit?

Hoe gaan ons data uit die motor lees? Die meeste motors (indien nie alle motors nie) na 2003 moet 'n OBD -poort hê om met die enjin te praat (kyk voordat u dit koop!). OBD staan vir On Board Diagnostics en word hoofsaaklik gebruik om foute met die motor te bepaal. As u motorlig byvoorbeeld aanskakel, word 'n foutkode aangeteken. As u dit na die motorhuis neem, het die werktuigkundiges 'n OBD -leser wat die foutkode sal lees, sodat hulle sal weet wat om reg te stel.

Vanuit die OBD -poort kan u ook lewendige data lees. Die lewendige beskikbare data hang van motor tot motor af, maar met die meeste motors kan u die basiese dinge soos spoed, toerentelling, afgelegde afstand ens., en die versnelling van die gas.

As u u ELM327 kry, vind u u OBD -poort. Dit sal verskil vir elke motor. Vir my Ford Fiesta was dit tussen die stuurwiel en die bestuurdersdeur. As u dit nie kan vind nie, soek dan na [motormerk] [motormodel] obd -poort op Google, waar daar 'n aantal video's/foto's moet wees wat wys waar u OBD -poort is. Koppel u ELM327 sodra u dit gevind het.

U kan die OBD -poort maklik toets as u 'n Android -telefoon het. Gaan na die Play Store en laai 'n app met die naam Torque af. Daar is 'n betaalde weergawe en 'n gratis weergawe. Die gratis weergawe is voldoende vir demonstrasiedoeleindes. Koppel eenvoudig aan u ELM327 via Bluetooth, kies die gewenste PID's wat u wil lees en skakel u motor aan. U moet onmiddellik die lesings op u skerm sien.

Stap 3: Maak 'n boks

Materiaal benodig:

'n model van 'n boks

Resultaat: 'n 3D -gedrukte boks en basis

Voordat ek met die elektronika begin, beveel ek aan dat u 'n boks (of u eie!) Met sy eie bevestigingsgate in 3D laat druk. Dit sal baie makliker wees om die Arduino reg te maak sonder al die komponente in die pad!

Ek het 'n eenvoudige omhulsel (*.skp -lêers) ontwerp om alles in plek te hou. Die model is gemaak in SketchUp, en die ontwerp is 3D -gedruk met behulp van die 3D -drukdienste van 3D Hubs, waar hulle u modelle redelik goedkoop sal druk teen redelik goedkoop.

Druk hierdie boks uit sodat u u elektronika binne kan plaas.

Stap 4: Monteer die basis

Materiaal benodig:

• Arduino Mega
• 3D -gedrukte basis
• 3x afstandhouers
• 3x M3 neute
• 3x M3 wassers
• 3x M3 12 mm boute

Resultaat: saamgestelde basis

Plaas 'n wasser aan die bokant van die bord en 'n afstandhouer tussen die bord en die basis met 'n monteergat nommer 1 ('n gat tussen die 6-pen ICSP-kopstuk en die Comms-penne, sien prentjie). Steek die skroef deur die wasser, die gat van die bord, die afstandhouer en deur die basis. Daar is seshoekige uitsteeksels onder die basis om die moere in te pas. Draai vas, maar laat genoeg ruimte om die ander afstandhouers te plaas.

Herhaal vir elke monteergat.

As al drie die bevestigingsgate gemaak is, draai die skroewe vas sodat die bord stewig met die basis vas is. Die ander bevestigingsgate is nie nodig nie. Ek kon nie by ander skroewe pas nie, want dit sou bots met pen-/komponentplasings. Hierdie drie moet genoeg wees om die bord in plek te hou.

Stap 5: Wire Up

Materiaal vir hierdie stap:

• Gemonteerde basis
• HC-05
• Neo-6M
• UFL mini -adapter
• SD kaartleser
• 16x springdrade

Resultaat: basiese elektroniese samestelling

Die eerste stap is om alles aan die Arduino Mega te koppel. U vind die basiese verbindingsdiagram in een van die aangehegte foto's. Ons sal gebruik maak van die seriële poorte, die SPI -bus en 'n paar van die IO -penne.

As u nuuskierig is om te weet hoe elke module werk, kan u elke module afsonderlik koppel om dit te toets. Andersins, as u seker is dat alles in orde sal wees, koppel alles aan.

SD kaartleser

Koppel die volgende:

• CS - pen 53
• SCK - pen 52
• MOSI - pen 51
• MISO - pen 50
• Vcc - 5V pen naby pen 22
• Gnd - gemaalde pen naby pen 52

GPS

Koppel die volgende:

• GPS TX - pen 15
• GPS RX - pen 14
• GPS Gnd - grondpen die naaste aan die stopcontact
• GPS Vcc - 5V -pen die naaste aan die stopcontact
• Koppel die UFL mini -adapter aan die antenna -pen van die module
• (Opsioneel) GPS PPS - pen 2

Bluetooth

Koppel die volgende:

• Bluetooth TX - pen 17
• Bluetooth RX - pen 16
• Bluetooth -sleutel - pen 3
• Bluetooth Vcc - pen 19
• Bluetooth Gnd - pen 18

Stap 6: Druk dit vas

Materiaal benodig:

Basiese elektroniese samestelling

Noudat alles opgedraai is, draai die modules sodat hulle almal binne die grens van die Mega pas, maar sonder om die drade los te maak. U kan blootgestelde penne en elektriese komponente met elektriese band bedek om kortsluiting te voorkom. Wees versigtig!

GPS

Draai die drade totdat die bokant van die GPS -module na die kommunikasiepenne van die Mega kyk.

SD kaartleser

Buig/vou die drade basies sodat die bokant van die SD -kaartlesermodule na onder oor die Reset -knoppie wys.

Bluetooth

Die Bluetooth -module "draai" om die GPS -module en eindig aan die ander kant van die bord deur die analoog penne.

Stap 7: Monteer die boks

Materiaal benodig:

• Gemonteerde elektroniese basis
• 3D gedrukte boks
• 4x M3 neute
• 4x M3 wassers
• 4x M3 boute van 10 mm

Resultaat: volledig gemonteerde boks

Neem die ander kant van die UFL -mini -adapter en steek die gat in die boks vas deur dit met die moer vas te maak. Maak seker dat dit styf is, want ons wil nie hê dat die antenna dit moet draai nie!

Sluit die twee samestellings saam en maak seker dat nie een van die drade ontkoppel het nie. Rig die vier hoekgate in lyn en pas die M3 -moere in die seskantige gate onder die basis. Plaas die M3 -moere deur die gate en skroef die boks vas.

Stap 8: ELM327

Materiaal benodig:

• Volledige samestelling
• ELM327 Bluetooth OBD -adapter
• Draagbare rekenaar

Op GitHub vind u 'n kort program (BluetoothScanner) wat na sommige van die naaste Bluetooth -toestelle kan soek. Dit sal die MAC -adres en die SSID (naam) van elke toestel vertoon. Dit laat u ook toe om opdragte handmatig na u motor te stuur.

MAC -adres

Om die HC-05 outomaties aan te sluit op die ELM327, moet u die MAC-adres van die adapter vind. Dit is gewoonlik anders vir elke module. Dit is om te verhoed dat u met die verkeerde toestel verbind!

Laai die kode eenvoudig op na die Mega, skakel u motor aan en voer die kode uit. Op die terminale uitset moet u die resultate sien. Die kode poog om die module outomaties aan die gekose MAC -adres te bind, maar soms werk dit nie. Maak net seker dat u die regte MAC -adres kry. Die adres moet soos 1D, A5, 68988B lyk. U MAC -adres kan anders wees, maar moet in dieselfde formaat wees. Stoor dit vir die volgende stap!

Verrekening van antwoord

U moet ook die resultaatformaat bepaal van die data wat uit die OBDII -adapter kom. Gebruik die kode wat u pas opgelaai het (in hierdie stap) en stuur die karakters 0100 af. Dit is die opdrag om te bepaal watter data u motor vir u kan stuur. Die volledige lys opdragte word op Wikipedia gevind.

U moet die formaat van die teruggestuurde data nagaan. In my Ford Fiesta (2012) is die opdrag weergegee voor die resultate:

• Opdrag gestuur: 0100
• Antwoord ontvang: 0100BE1FA813

In 'n Renault Clio (2006) is die opdrag egter nie weergegee nie:

• Opdrag gestuur: 0100
• Antwoord ontvang: BE1FA813

Die reaksie kan verskil, afhangende van die motor. U moet die voorafgaande karakters uit die antwoord verwyder. Ideaal gesproke moet u antwoord lyk soos die voorbeeld van Clio hierbo. As u ander karakters het, onthou die aantal karakters wat die antwoord voorafgaan. U sal dit in die volgende stap nodig hê!

Stap 9: Laai die kode op

Materiaal benodig:

• Bronkode
• Gemonteerde boks

Resultaat: voltooide boks.

Die volledige bronkode kan gevind word op GitHub (projeknaam: SimpleArduinoObd), waar u talle kop (*.h) lêers sal sien. Laai die lêers af en maak dit oop in die Arduino IDE.

Onthou u die MAC -adres wat u vroeër gestoor het? Maak ObdHelper.h oop en verander rondom die reël 34 (veranderlike naam obdMacAddress) die MAC-adres daar vir die een wat u in stap 4 gestoor het. Die adres moet komma-geskei wees en in dieselfde formaat as 1D, A5, 68988B.

Onthou u die reaksievergoeding wat u in stap 4 gestoor het? Maak ObdHelper.h oop en op ongeveer 23 (definisie RESPONSE_PREFIX_OFFSET) verander die offset na wat dit ook al mag wees.

Stap 10: Steek die boks weg

Materiaal benodig:

• Doos voltooi
• Arduino USB -kabel
• GPS -antenne
• USB -adapter vir die motor

Resultaat: klaar projek

Noudat die boks voltooi is, kan ons dit in die motor sit!

1. Soek 'n plek om jou boks te plaas. Ideaal gesproke moet dit êrens weggesteek word. Ek sit dit onder my passasiersitplek. Onthou: dit moet naby genoeg wees sodat die USB -kabel by die motoraansteker kan kom!
2. Ontrafel u GPS -antenna en steek dit onder die rubber seël in die gaping tussen die liggaam en die binneste liggaam. Die sleepantennekabel kan onder die passasiersitplek of onder die mat ingesteek word.
3. Plaas die "kop" van die GPS -antenna op 'n plek wat die lug maklik kan sien. Ek sit dit onder die voorruit.
4. Steek die USB -kabel in die boks en steek die kabel in die USB -adapter van die motor.
5. Koppel die USB -adapter van die motor in die ligter aansluiting.

U is nou gereed om dit vir 'n toetsrit te neem!

Stap 11: Resultate

Om die inhoud van die SD -kaart te sien, moet u die boks oopmaak en u SD -kaart handmatig op u rekenaar aansluit om dit te lees. Tog sal die lêers daarop gestoor word. Die lêernaam is in die formaat [jaar] [maand] [dag] [uur]. Die lêerdata is in die formaat [datum], [tyd], [breedtegraad], [lengte], [RPM], [spoed], [versneller].

Hieronder is 'n voorbeeld van wat gestoor word:

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

Belangrik

• die snelheid sal waarskynlik in KPH (kilometer/uur) wees, afhangende van u voertuig.
• die versnellerdepressie is in persentasie (%) en kan begin met 'n waarde hoër as 0%.
• die tyd is in UTC.

Stap 12: Gereelde vrae

Hoe lank moet die GPS 'n GPS -sein kry?

Gewoonlik ongeveer 30 sekondes. Dit hang af van die ligging.

Hoe lank nog totdat die SD -kaart vol is?

'N SD -kaart van 8 GB het ongeveer 7,67 GB geheue. Elke inskrywing in 'n lêer is 55 grepe lank. Elke inskrywing word elke sekonde van die GPS -aktiwiteit gedoen. As u aanneem dat u gemiddeld 2 uur per dag ry, het u die volgende formule:

([Beskikbare geheue spasie] / ([grepe per inskrywing] * [aantal inskrywings per dag]))) / 365 = tyd (jare) totdat die geheue kaart vol is.

Veronderstel die volgende:

• Die geheue is 7 GB (7 000 000 000 bytes)
• grepe per inskrywing is 55 grepe
• aantal inskrywings is 60 sekondes * 60 minute * 2 uur = 396 000

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

Kortom, baie lank!

Kan dit na 'n bediener gestuur word?

Om 'n bediener te stuur, benodig u 'n modem. Ek het geëksperimenteer met 'n SIM808, wat GPS, GSM en Bluetooth in een chipset het (en effens goedkoper is as die hardeware wat in hierdie projek gebruik word). Die SIM808 maak staat op 'n 2G -netwerk wat wêreldwyd stadig uitgefaseer word. Miskien moet ek 'n ander oplossing hiervoor vind.