Коробка телематики DIY: 12 шагов (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-23 15:05

Телематические ящики (также известные как «черные ящики») используются для записи и регистрации различных атрибутов движущегося транспортного средства. Они в основном использовались в самолетах для регистрации различных характеристик самолета, например, скорости полета, курса, уровня топлива, радиопереговоров и т. Д. Это первая контрольная точка для любого авиационного происшествия, поскольку она содержит все данные самолета, ведущие к к инциденту. Этот метод мониторинга характеристик, состояния и движения транспортных средств с тех пор был перенесен на автомобили, что позволило страховым компаниям получить лучшую оценку стилей вождения, чтобы предоставлять своим клиентам правильные страховые взносы.

Некоторые компании просят дополнительную плату за установку, другие - по сниженной страховой цене. Это руководство предназначено для предоставления пошаговых инструкций по созданию пользовательского блока телематики для вождения транспортных средств.

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: этот сделанный на заказ черный ящик не всегда может быть действительным доказательством в суде. Некоторые страны / штаты / местные законы могут не разрешать установку настраиваемых блоков мониторинга в движущиеся транспортные средства без разрешения утвержденной группы установки. По этим причинам, а также по любым другим причинам, связанным с вмешательством в порт OBD, автор (ы) этой статьи и веб-сайта не несут ответственности за результат вашего вождения, вашего автомобиля, электроники вашего автомобиля (включая бортовой компьютер) и любых других другие инциденты произошли с установленным индивидуальным блоком мониторинга.

ОБНОВЛЕНИЕ / ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ: Я уехал на неделю, но оставил всю электронику подключенной. Чего я не понимал, так это того, что порт OBD всегда находится под напряжением. Поскольку порт OBD использует порт Bluetooth, а Bluetooth потребляет изрядное количество энергии, автомобильный аккумулятор разряжается …

Шаг 1. Получите материалы

Для этого проекта вам понадобятся:

• 1x ELM327 OBDII Bluetooth адаптер - Ebay
• 1x Arduino Mega * - Ebay
• 1x модуль Bluetooth HC-05 ** - Ebay
• 1x модуль чтения SD-карт - Ebay
• 1x модуль GPS Neo-6M - Ebay
• 1x GPS-антенна (с разъемом SMA) - Ebay
• 20x перемычек штекер-гнездо 10 см - Ebay
• 1x UFL Mini адаптер - Ebay
• 1x 3D печатный чехол - (дизайн) SketchUp, (печать) 3D Hubs
• 6x 5 мм проставки - Ebay
• 4 гайки и болта M3 10 мм - Ebay
• 6 гаек и болтов M3 12-16 мм - Ebay
• 1x SD карта 8 ГБ - Ebay
• 1x автомобильный USB-адаптер - Ebay

Слава богу, Ebay! Более подробная информация о некоторых модулях будет подробно описана в следующих шагах.

* Есть аргумент в пользу использования Uno, но поскольку мне нужно было несколько последовательных портов, а пространство для программы было ограничено, я отказался от Uno. Также есть аргумент в пользу использования Due, поскольку он более мощный. Due использует 3V3 для своих контактов ввода-вывода, которые могут быть повреждены другими компонентами 5V. Следовательно, используйте Mega.

** Не путайте HC-05 с HC-06! HC-06 является только ведомым модулем и не может быть сконфигурирован как ведущий. Получите HC-05! ВАЖНО: убедитесь, что на модуле HC-05 есть контактный ключ для переключения в режим AT, иначе весь этот проект не будет работать!

Шаг 2: как это работает?

Как мы собираемся считывать данные с машины? Большинство автомобилей (если не все автомобили) после 2003 года должны иметь порт OBD, чтобы разговаривать с двигателем (проверьте перед покупкой!). OBD означает бортовую диагностику и используется в основном для определения неисправностей в автомобиле. Например, когда включается свет двигателя, регистрируется код неисправности. Когда вы отнесете его в гараж, у механиков будет считыватель OBD, который считывает код неисправности, чтобы они знали, что исправить.

Из порта OBD вы также можете считывать данные в реальном времени. Доступные данные в реальном времени зависят от машины к машине, но большая часть автомобилей должна позволять вам считывать базовые данные, такие как скорость, количество оборотов, пройденное расстояние и т. Д. Для целей этого проекта я выбрал считывание скорости автомобиля, оборотов двигателя., и депрессия дроссельной заслонки.

Когда вы получите свой ELM327, найдите свой порт OBD. Это будет отличаться для каждой марки автомобиля. В моем Ford Fiesta он находился между рулем и дверью водителя. Если вы не можете его найти, найдите порт OBD [марка автомобиля] [модель автомобиля] в Google, где должно быть несколько видео / изображений, показывающих, где находится ваш порт OBD. После обнаружения подключите ваш ELM327.

Вы можете легко проверить порт OBD, если у вас есть телефон Android. Зайдите в Play Store и загрузите приложение под названием Torque. Есть платная версия и бесплатная версия. Бесплатная версия будет достаточной для демонстрационных целей. Просто подключитесь к ELM327 по Bluetooth, выберите нужные идентификаторы PID, которые вы хотите прочитать, и включите автомобиль. Вы должны сразу увидеть показания на своем экране.

Шаг 3. Сделайте коробку

Необходимые материалы:

модель коробки

Результат: коробка и основание, напечатанные на 3D-принтере.

Прежде чем приступить к электронике, я рекомендую распечатать коробку на 3D-принтере (или сделать ее самостоятельно!) С собственными монтажными отверстиями. Будет намного проще зафиксировать Arduino на месте без каких-либо компонентов!

Я разработал простой футляр (файлы *.skp), чтобы все было на месте. Модель сделана в SketchUp, а дизайн был напечатан на 3D-принтере с использованием служб 3D-печати 3D Hubs, где они будут печатать ваши модели довольно хорошего качества за относительно дешевую цену.

Распечатайте эту коробку, чтобы вы могли разместить внутри электронику.

Шаг 4: соберите основание

Необходимые материалы:

• Ардуино Мега
• Основа, напечатанная на 3D-принтере
• 3x проставки
• 3x гайки M3
• 3x шайбы M3
• 3x болта M3 12 мм

Результат: собранная база

Начиная с монтажного отверстия номер 1 (монтажное отверстие между 6-контактным разъемом ICSP и контактами Comms, см. Изображение), поместите шайбу на верхнюю сторону платы и прокладку между платой и основанием. Проденьте винт через шайбу, монтажное отверстие платы, прокладку и вытащите его через основание. Под основанием имеются шестигранные выступы для установки гаек. Затяните, но оставьте достаточно места для размещения других распорок.

Повторите для каждого монтажного отверстия.

Когда все три монтажных отверстия будут выполнены, затяните винты так, чтобы плата прочно встала на место с основанием. В других монтажных отверстиях нет необходимости. Я не смог установить другие винты, так как они будут конфликтовать с размещением штифтов / компонентов. Этих трех должно быть достаточно, чтобы доска оставалась на месте.

Шаг 5: Подключитесь

Материалы для этого шага:

• Собранная база
• HC-05
• Нео-6М
• Мини-адаптер UFL
• Устройство чтения SD-карт
• 16x перемычек

Результат: сборка базовой электроники

Первый шаг - подключить все к Arduino Mega. Вы найдете основную схему подключения на одном из прикрепленных рисунков. Мы будем использовать последовательные порты, шину SPI и некоторые выводы ввода-вывода.

Если вам интересно узнать, как работает каждый модуль, вы можете подключить каждый модуль по отдельности, чтобы проверить их. В противном случае, если вы уверены, что все будет в порядке, просто подключите все.

Устройство чтения SD-карт

Подключите следующее:

• CS - вывод 53
• SCK - контакт 52
• MOSI - контакт 51
• MISO - вывод 50
• Vcc - вывод 5V рядом с выводом 22
• Gnd - заземляющий контакт рядом с контактом 52

GPS

Подключите следующее:

• GPS TX - контакт 15
• GPS RX - контакт 14
• GPS Gnd - контакт заземления, ближайший к розетке питания
• GPS Vcc - контакт 5 В, ближайший к розетке
• Подключите мини-адаптер UFL к антенному выводу модуля.
• (Необязательно) GPS PPS - контакт 2

блютуз

Подключите следующее:

• Bluetooth TX - контакт 17
• Bluetooth RX - контакт 16
• Ключ Bluetooth - контакт 3
• Bluetooth Vcc - контакт 19
• Bluetooth Gnd - контакт 18

Шаг 6: Сожмите его

Необходимые материалы:

Базовая сборка электроники

Теперь, когда все подключено, скрутите модули так, чтобы все они поместились внутри границы Mega, но не отсоединяя провода. Вы можете закрыть открытые контакты и электрические компоненты изолентой, чтобы избежать короткого замыкания. Будь осторожен!

GPS

Скрутите провода, пока верхняя часть модуля GPS не будет обращена к контактам связи Mega.

Устройство чтения SD-карт

Обычно согните / загните провода так, чтобы верхняя часть модуля устройства чтения SD-карт была обращена вниз над кнопкой сброса.

блютуз

Модуль Bluetooth «обернется» вокруг модуля GPS и окажется на другой стороне платы у аналоговых контактов.

Шаг 7: соберите коробку

Необходимые материалы:

• Собранная база электроники
• Коробка, напечатанная на 3D-принтере
• 4 гайки M3
• 4x шайбы M3
• 4 болта M3 10 мм

Результат: Коробка в сборе.

Возьмите другой конец мини-адаптера UFL и вставьте его в отверстие в коробке, закрепив его гайкой. Убедитесь, что он плотный, так как мы не хотим, чтобы антенна его выкручивала!

Объедините две сборки вместе, убедившись, что ни один из проводов не отсоединен. Совместите четыре угловых отверстия и вставьте гайки M3 в шестигранные отверстия под основанием. Проденьте гайки M3 в отверстия и скрутите коробку.

Шаг 8: ELM327

Необходимые материалы:

• Полная сборка
• ELM327 Bluetooth OBD адаптер
• Портативный компьютер

На GitHub вы найдете небольшую программу (BluetoothScanner), которая будет сканировать некоторые из ближайших устройств Bluetooth. Он отобразит MAC-адрес и SSID (имя) каждого устройства. Это также позволит вам вручную отправлять команды на ваш автомобиль.

MAC-адрес

Чтобы HC-05 автоматически подключился к ELM327, вам необходимо найти MAC-адрес адаптера. Обычно это различно для каждого модуля. Это сделано для того, чтобы не подключиться к неправильному устройству!

Просто загрузите код в Mega, включите машину и запустите код. На выходе терминала вы должны увидеть результаты. Код пытается автоматически привязать модуль к выбранному MAC-адресу, но иногда это не работает. Просто убедитесь, что вы получили правильный MAC-адрес. Адрес должен иметь вид 1D, A5, 68988B. Ваш MAC-адрес может быть другим, но должен быть в том же формате. Сохраните это для следующего шага!

Смещение отклика

Вам также необходимо будет определить результирующий формат данных, которые поступают из адаптера OBDII. Используя код, который вы только что загрузили (на этом этапе), отправьте символы 0100. Эта команда определяет, какие данные ваша машина может отправить вам обратно. Полный список команд можно найти в Википедии.

Вам нужно будет проверить формат возвращаемых данных. В моем Ford Fiesta (2012) команда повторилась до результатов:

• Отправлена команда: 0100
• Получен ответ: 0100BE1FA813

Однако в Renault Clio (2006 г.) команда не повторилась:

• Отправлена команда: 0100
• Получен ответ: BE1FA813

Ответ может отличаться в зависимости от автомобиля. Вам нужно будет удалить все предыдущие символы из ответа. В идеале ваш ответ должен быть похож на приведенный выше пример Clio. Если у вас есть другие символы, запомните количество символов, предшествующих ответу. Это понадобится вам на следующем шаге!

Шаг 9: Загрузите код

Необходимые материалы:

• Исходный код
• Собранная коробка

Результат: заполненная коробка.

Полный исходный код можно найти на GitHub (название проекта: SimpleArduinoObd), где вы увидите множество файлов заголовков (*.h). Загрузите файлы и откройте их в Arduino IDE.

Помните MAC-адрес, который вы сохранили ранее? Откройте ObdHelper.h и примерно в строке 34 (имя переменной obdMacAddress) измените там MAC-адрес на тот, который вы сохранили на шаге 4. Адрес должен быть разделен запятыми и в том же формате, что и 1D, A5, 68988B.

Помните смещение отклика, которое вы сохранили на шаге 4? Откройте ObdHelper.h и примерно в строке 23 (определение RESPONSE_PREFIX_OFFSET) измените смещение на любое, каким оно должно быть.

Шаг 10: спрячьте коробку

Необходимые материалы:

• Готовая коробка
• USB-кабель Arduino
• Антенна GPS
• Автомобильный USB-адаптер

Результат: готовый проект

Теперь, когда коробка готова, мы можем положить ее в машину!

1. Найдите место, где можно поставить коробку. В идеале это должно быть где-нибудь спрятано. Я положил его под пассажирское сиденье. Помните: он должен быть достаточно близко, чтобы кабель USB мог попасть в гнездо автомобильного прикуривателя!
2. Разверните антенну GPS и вставьте ее в зазор между внешним и внутренним корпусом под резиновым уплотнением. Кабель задней антенны можно спрятать под пассажирским сиденьем или под ковром.
3. Разместите "головку" антенны GPS в таком месте, где хорошо видно небо. Положил под лобовое стекло.
4. Вставьте USB-кабель в коробку, затем подключите кабель к автомобильному USB-адаптеру.
5. Подключите автомобильный USB-адаптер к прикуривателю.

Теперь вы готовы к тест-драйву!

Шаг 11: результаты

К сожалению, чтобы увидеть содержимое SD-карты, вам нужно открыть коробку и вручную подключить SD-карту к компьютеру, чтобы прочитать ее. Тем не менее файлы будут храниться на нем. Имя файла имеет формат [год] [месяц] [день] [час]. Данные файла имеют формат [дата], [время], [широта], [долгота], [об / мин], [скорость], [ускоритель].

Ниже представлен образец того, что хранится:

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

Важный

• скорость может быть в км / ч (км / час), в зависимости от вашего автомобиля.
• нажатие акселератора выражается в процентах (%) и может начинаться со значения выше 0%.
• время в UTC.

Шаг 12: часто задаваемые вопросы

Как долго GPS получает сигнал GPS?

Обычно около 30 секунд. Это зависит от местоположения.

Как скоро будет заполнена SD-карта?

На SD-карте емкостью 8 ГБ имеется около 7,67 ГБ памяти. Каждая запись в файле имеет длину 55 байтов. Каждая запись выполняется каждую секунду активности GPS. Предполагая в среднем 2 часа вождения в день, вы получите следующую формулу:

([Доступное пространство памяти] / ([байтов на запись] * [количество записей в день])) / 365 = время (в годах) до заполнения карты памяти.

Предполагая следующее:

• Объем памяти 7 ГБ (7 000 000 000 байт).
• байт на запись составляет 55 байт
• количество записей 60 секунд * 60 минут * 2 часа = 396 000

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

Короче очень давно!

Можно ли отправить на сервер?

Для отправки на сервер вам понадобится модем. Я экспериментировал с SIM808, у которой есть GPS, GSM и Bluetooth на одном чипсете (и он немного дешевле, чем оборудование, используемое в этом проекте). SIM808 полагается на сеть 2G, от которой постепенно отказываются во всем мире. Возможно, мне придется найти другое решение для этого.