DIY Telematics Box: 12 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

جعبه های تلهماتیک (معروف به جعبه های سیاه) برای ضبط و ثبت ویژگی های مختلف وسیله نقلیه در حال حرکت استفاده می شود. آنها عمدتا در هواپیماها برای ثبت مشخصات مختلف یک هواپیما ، به عنوان مثال ، سرعت هوا ، سرجمع ، سطح سوخت ، صدای رادیویی و غیره استفاده می شود. این اولین نقطه مرجع برای هر گونه حادثه هواپیما است ، زیرا تمام داده های هواپیما را در بالا نگه می دارد. به حادثه این روش نظارت بر عملکرد ، وضعیت و حرکت وسایل نقلیه به خودروها منتقل شده است و به شرکت های بیمه اجازه می دهد تا برآورد بهتری از سبک های رانندگی به منظور ارائه حق بیمه مناسب به مشتریان خود بدست آورند.

برخی از شرکت ها برای نصب یک هزینه اضافی درخواست می کنند ، برخی دیگر این کار را با کاهش قیمت بیمه انجام می دهند. این دستورالعمل به منظور ارائه گام به گام دستورالعمل نحوه ساخت جعبه Telematics سفارشی برای رانندگی وسایل نقلیه طراحی شده است.

سلب مسئولیت: این جعبه سیاه سفارشی ممکن است همیشه یک سند معتبر در دادگاه نباشد. برخی از کشورها/ایالت ها/قوانین محلی ممکن است نصب واحدهای نظارتی سفارشی را در وسایل نقلیه متحرک اجازه ندهند مگر اینکه توسط یک تیم نصب تأیید شده باشد. به این دلایل ، و سایر موارد مرتبط با دستکاری در درگاه OBD ، نویسنده (ها) این مقاله و وب سایت هیچ مسئولیتی در قبال نتایج رانندگی شما ، خودروی شما ، وسایل الکترونیکی خودروی شما (از جمله رایانه روی صفحه) و هر گونه مسئولیت ندارد. سایر حوادث با نصب واحد نظارت سفارشی روی داد.

به روز رسانی/هشدار: من یک هفته رفتم ، اما تمام قطعات الکترونیکی را وصل کردم. چیزی که من متوجه آن نشدم این بود که پورت OBD همیشه روشن است. از آنجا که پورت OBD از پورت بلوتوث استفاده می کند و بلوتوث مقدار مناسبی از برق را مصرف می کند ، باتری خودرو تخلیه می شود…

مرحله 1: مواد را بدست آورید

برای این پروژه ، شما نیاز دارید:

• 1x آداپتور بلوتوث ELM327 OBDII - Ebay
• 1x Arduino Mega* - Ebay
• 1x ماژول بلوتوث HC -05 ** - Ebay
• ماژول کارت خوان SD 1x - Ebay
• 1x ماژول GPS Neo -6M - Ebay
• 1 آنتن GPS (با اتصال SMA) - Ebay
• 20 برابر سیم جهنده زن و مرد 10 سانتی متری - Ebay
• 1x آداپتور UFL Mini - Ebay
• 1x مورد چاپ سه بعدی - (طراحی) SketchUp ، (چاپ) 3D Hubs
• فاصله دهنده 6x5 میلی متر - Ebay
• مهره و پیچ 4x M3 10 میلیمتری - Ebay
• 6x M3 مهره و پیچ و مهره 12-16 میلی متر - Ebay
• کارت 1x SD 8GB - Ebay
• آداپتور USB 1x ماشین - Ebay

خدا را شکر برای ای بی! اطلاعات بیشتر در مورد برخی از ماژول ها در مراحل بعدی توضیح داده می شود.

* برای استفاده از Uno بحثی وجود دارد ، اما چون من به چند پورت سریال نیاز داشتم و فضای برنامه محدود بود ، Uno را حذف کردم. همچنین استدلالی برای استفاده از Due وجود دارد ، زیرا قدرتمندتر است. The Due از 3V3 برای پین های IO خود استفاده می کند ، که ممکن است توسط سایر اجزای 5V آسیب ببیند. بنابراین ، از Mega استفاده کنید.

** HC-05 را با HC-06 اشتباه نگیرید! HC-06 یک ماژول فقط برای برده است و نمی توان آن را به صورت اصلی تنظیم کرد. HC-05 را دریافت کنید! مهم: مطمئن شوید که ماژول HC-05 دارای یک پین کلید باشد تا بتوانید به حالت AT بروید ، در غیر این صورت کل این پروژه کار نمی کند!

مرحله 2: چگونه کار می کند؟

چگونه اطلاعات خودرو را بخوانیم؟ اکثر خودروها (اگر نه همه خودروها) پس از سال 2003 باید دارای پورت OBD و موتور باشند (قبل از خرید بررسی کنید!). OBD مخفف عبارت On Board Diagnostics است و عمدتا برای تعیین خطا در خودرو استفاده می شود. به عنوان مثال ، وقتی چراغ موتور شما روشن می شود ، کد خطا وارد می شود. هنگامی که آن را به گاراژ می برید ، مکانیک ها یک خواننده OBD دارند که کد خطا را می خواند ، بنابراین آنها می دانند چه چیزی را برطرف کنند.

از پورت OBD ، می توانید داده های زنده را نیز بخوانید. داده های زنده موجود از خودرویی به ماشین دیگر بستگی دارد ، اما اکثر خودروها باید به شما این امکان را بدهند که مطالب اولیه مانند سرعت ، تعداد دور ، مسافت طی شده و غیره را بخوانید. برای اهداف این پروژه ، من سرعت خودرو ، دور موتور را انتخاب کردم. ، و فرورفتگی دریچه گاز.

هنگامی که ELM327 خود را دریافت می کنید ، پورت OBD خود را پیدا کنید. این برای هر خودرو متفاوت خواهد بود. برای فورد فیستای من ، بین فرمان و درب راننده بود. اگر آن را پیدا نکردید ، [Google car] [model car] port obd را در Google جستجو کنید ، جایی که باید تعدادی فیلم/تصویر نشان داده شود که درگاه OBD شما کجاست. پس از قرار گرفتن ، ELM327 خود را وصل کنید.

اگر تلفن Android دارید ، می توانید به راحتی پورت OBD را آزمایش کنید. به فروشگاه Play بروید و برنامه ای به نام Torque را بارگیری کنید. یک نسخه پولی و یک نسخه رایگان وجود دارد. نسخه رایگان برای اهداف نمایشی کافی است. به سادگی از طریق بلوتوث به ELM327 خود متصل شوید ، PID های مورد نظر را که می خواهید بخوانید انتخاب کرده و ماشین خود را روشن کنید. شما باید فوراً قرائت ها را روی صفحه خود ببینید.

مرحله 3: یک جعبه بسازید

مواد مورد نیاز:

یک مدل جعبه

نتیجه: یک جعبه و پایه چاپ سه بعدی

قبل از شروع به کار با وسایل الکترونیکی ، توصیه می کنم یک جعبه سه بعدی (یا خودتان بسازید!) با سوراخ های نصب مخصوص خود چاپ کنید. تعمیر Arduino در محل بدون همه اجزای موجود در راه بسیار آسان تر خواهد بود!

من یک پرونده ساده (*.skp files) طراحی کردم تا همه چیز را سر جایش نگه دارد. این مدل در SketchUp ساخته شده است و طرح با استفاده از خدمات چاپ سه بعدی 3D Hubs به صورت سه بعدی چاپ شده است ، جایی که آنها مدلهای شما را با کیفیت بسیار خوب و نسبتاً ارزان چاپ می کنند.

این جعبه را چاپ کنید تا بتوانید لوازم الکترونیکی خود را داخل آن قرار دهید.

مرحله 4: پایه را جمع کنید

مواد مورد نیاز:

• آردوینو مگا
• پایه چاپ سه بعدی
• فاصله دهنده های 3x
• مهره 3x3 M3
• واشر 3x M3
• پیچ و مهره 3x3 M3 12 میلی متری

نتیجه: پایه مونتاژ شده

با شروع سوراخ نصب شماره 1 (سوراخ نصب بین سربرگ ICSP 6 پینی و پین های Comms ، تصویر را ببینید) ، یک واشر را در بالای صفحه قرار دهید و فاصله ای بین برد و پایه قرار دهید. پیچ را از طریق واشر ، سوراخ نصب تخته ، فاصله دهنده و بیرون بیاورید. برای قرار دادن مهره ها در قسمت زیرین ، قسمت های شش ضلعی وجود دارد. آنها را محکم کنید ، اما فضای کافی برای قرار دادن فاصله دهنده های دیگر بگذارید.

برای هر سوراخ نصب تکرار کنید.

وقتی هر سه سوراخ نصب انجام شد ، پیچ ها را محکم کنید تا تخته محکم با پایه محکم شود. سایر سوراخ های نصب لازم نیست. من نمی توانم پیچ های دیگر را نصب کنم ، زیرا آنها با محل قرارگیری پین/جزء برخورد می کنند. این سه باید برای نگه داشتن تخته کافی باشد.

مرحله 5: سیم کشی کنید

مواد لازم برای این مرحله:

• پایه مونتاژ شده
• HC-05
• Neo-6M
• مینی آداپتور UFL
• کارت خوان SD
• سیم های جهنده 16 برابر

نتیجه: مونتاژ الکترونیک پایه

اولین قدم اتصال همه چیز به Arduino Mega است. نمودار اصلی اتصال را در یکی از تصاویر پیوست خواهید یافت. ما از پورت های سریال ، گذرگاه SPI و برخی از پین های IO استفاده خواهیم کرد.

اگر کنجکاو هستید که بدانید هر ماژول چگونه کار می کند ، می توانید هر ماژول را به صورت جداگانه به هم متصل کنید تا آنها را آزمایش کنید. در غیر این صورت اگر مطمئن هستید همه چیز درست می شود ، فقط همه چیز را به هم وصل کنید.

کارت خوان SD

موارد زیر را وصل کنید:

• CS - پین 53
• SCK - پین 52
• MOSI - پین 51
• MISO - پین 50
• Vcc - پین 5 ولت نزدیک پین 22
• Gnd - پین زمینی نزدیک پین 52

GPS

موارد زیر را وصل کنید:

• GPS TX - پین 15
• GPS RX - پین 14
• GPS Gnd - پین زمینی نزدیک به پریز برق
• GPS Vcc - پین 5 ولت نزدیک به سوکت برق
• مینی آداپتور UFL را به پین آنتن ماژول وصل کنید
• (اختیاری) GPS PPS - پین 2

بلوتوث

موارد زیر را وصل کنید:

• بلوتوث TX - پین 17
• بلوتوث RX - پین 16
• کلید بلوتوث - پین 3
• بلوتوث Vcc - پین 19
• Bluetooth Gnd - پین 18

مرحله 6: آن را فشرده کنید

مواد مورد نیاز:

مونتاژ لوازم الکترونیکی پایه

اکنون که همه چیز به هم متصل شده است ، ماژول ها را بچرخانید تا همه آنها در داخل مرز Mega قرار بگیرند ، اما بدون قطع سیم. ممکن است بخواهید پین ها و اجزای برقی را با نوار برقی بپوشانید تا از اتصال کوتاه جلوگیری شود. مراقب باش!

GPS

سیم ها را بچرخانید تا بالای ماژول GPS رو به پین های ارتباطی Mega باشد.

کارت خوان SD

در اصل ، سیم ها را خم کنید/تا کنید تا بالای ماژول کارت خوان SD روی دکمه Reset به سمت پایین باشد.

بلوتوث

ماژول بلوتوث خود را در اطراف ماژول GPS "می پیچد" و در انتهای دیگر برد ، توسط پین های آنالوگ به پایان می رسد.

مرحله 7: جعبه را جمع کنید

مواد مورد نیاز:

• پایه الکترونیکی مونتاژ شده
• جعبه چاپ سه بعدی
• 4 برابر آجیل M3
• واشر 4 برابر M3
• 4 پیچ M3 10 میلیمتری

نتیجه: جعبه کاملا مونتاژ شده

انتهای دیگر مینی آداپتور UFL را بگیرید و سوراخ داخل جعبه را وصل کرده و با مهره در جای خود محکم کنید. مطمئن شوید که محکم است ، زیرا نمی خواهیم آنتن آن را بچرخاند!

دو مجموعه را با هم ادغام کنید ، مطمئن شوید هیچ یک از سیم ها جدا نشده است. چهار سوراخ گوشه را تراز کنید و مهره های M3 را در سوراخ های شش ضلعی زیر پایه قرار دهید. مهره های M3 را از طریق سوراخ ها قرار داده و جعبه را به هم پیچ کنید.

مرحله 8: ELM327

مواد مورد نیاز:

• مونتاژ کامل
• آداپتور OBD بلوتوث ELM327
• کامپیوتر قابل حمل

در GitHub ، یک برنامه کوتاه (BluetoothScanner) پیدا خواهید کرد که برخی از نزدیکترین دستگاه های بلوتوث را اسکن می کند. آدرس MAC و SSID (نام) هر دستگاه را نمایش می دهد. همچنین به شما امکان می دهد دستورات را به صورت دستی به ماشین خود ارسال کنید.

آدرس MAC

برای اینکه HC-05 به طور خودکار به ELM327 متصل شود ، باید آدرس MAC آداپتور را پیدا کنید. این معمولاً برای هر ماژول متفاوت است. این کار برای جلوگیری از اتصال به دستگاه اشتباه است!

به سادگی کد را در Mega بارگذاری کنید ، ماشین خود را روشن کرده و کد را اجرا کنید. در خروجی ترمینال ، باید نتایج را مشاهده کنید. کد سعی می کند ماژول را به طور خودکار به آدرس MAC انتخاب شده متصل کند ، اما گاهی اوقات این کار نمی کند. فقط مطمئن شوید که آدرس MAC صحیح را دریافت کرده اید. آدرس باید شبیه 1D ، A5 ، 68988B باشد. آدرس MAC شما ممکن است متفاوت باشد ، اما باید در یک قالب باشد. این را برای مرحله بعدی ذخیره کنید!

افست پاسخ

همچنین باید فرمت حاصله از داده هایی را که از آداپتور OBDII خارج می شوند تعیین کنید. با استفاده از کدی که به تازگی بارگذاری کرده اید (در این مرحله) ، نویسه های 0100 را ارسال کنید. این دستور تعیین می کند که خودروی شما چه داده هایی می تواند برای شما ارسال کند. لیست کامل دستورات در ویکی پدیا یافت می شود.

شما باید فرمت داده های برگشتی را بررسی کنید. در Ford Fiesta من (2012) فرمان قبل از نتایج تکرار شد:

• فرمان ارسال شده: 0100
• پاسخ دریافت شده: 0100BE1FA813

با این حال ، در یک رنو کلیو (2006) ، این فرمان منعکس نشد:

• فرمان ارسال شده: 0100
• پاسخ دریافت شده: BE1FA813

بسته به خودرو ممکن است پاسخ متفاوت باشد. شما باید همه کاراکترهای قبلی را از پاسخ حذف کنید. در حالت ایده آل ، پاسخ شما باید شبیه مثال Clio در بالا باشد. اگر نویسه های دیگری دارید ، تعداد نویسه های قبل از پاسخ را به خاطر بسپارید. در مرحله بعد به این مورد نیاز خواهید داشت!

مرحله 9: کد را بارگذاری کنید

مواد مورد نیاز:

• کد منبع
• جعبه مونتاژ شده

نتیجه: جعبه تکمیل شده

کد منبع کامل را می توانید در GitHub (نام پروژه: SimpleArduinoObd) پیدا کنید ، جایی که فایلهای سربرگ (*.h) متعددی را مشاهده خواهید کرد. فایلها را بارگیری کرده و در Arduino IDE باز کنید.

آدرس MAC را که قبلاً ذخیره کرده اید به خاطر دارید؟ ObdHelper.h را باز کنید و در خط 34 (نام متغیر obdMacAddress) آدرس MAC را در آدرس 4 که در مرحله 4 ذخیره کرده اید تغییر دهید. آدرس باید با کاما جدا شود و در همان فرمت 1D ، A5 ، 68988B باشد.

افست پاسخ را که در مرحله 4 ذخیره کرده اید به خاطر دارید؟ ObdHelper.h را باز کرده و در خط 23 (تعریف RESPONSE_PREFIX_OFFSET) افست را به هر آنچه که باید تغییر دهید.

مرحله 10: جعبه را مخفی کنید

مواد مورد نیاز:

• جعبه تکمیل شده
• کابل USB آردوینو
• آنتن GPS
• آداپتور USB ماشین

نتیجه: پروژه به پایان رسید

حالا که جعبه کامل است ، می توانیم آن را داخل ماشین بگذاریم!

1. مکانی برای قرار دادن جعبه خود پیدا کنید. در حالت ایده آل باید در جایی پنهان شود. آن را زیر صندلی مسافرم گذاشتم. به یاد داشته باشید: باید به اندازه کافی نزدیک باشد تا کابل USB به سوکت فندک خودرو برسد!
2. آنتن GPS خود را باز کنید و آن را در شکاف بین بدنه بیرون و بدنه داخلی ، زیر آب بندی لاستیکی قرار دهید. کابل آنتن عقب را می توان زیر صندلی مسافر یا زیر فرش قرار داد.
3. آنتن GPS "سر" را در مکانی قرار دهید که آسمان را به راحتی ببیند. گذاشتمش زیر شیشه جلو.
4. کابل USB را به جعبه وصل کنید ، سپس کابل را به آداپتور USB خودرو وصل کنید.
5. آداپتور USB خودرو را به سوکت فندک وصل کنید.

شما اکنون آماده هستید تا آن را برای رانندگی آزمایشی ببرید!

مرحله 11: نتایج

متأسفانه ، برای مشاهده محتویات کارت SD ، باید جعبه را باز کرده و کارت SD خود را به صورت دستی به رایانه وصل کنید تا آن را بخوانید. با این وجود ، پرونده ها روی آن ذخیره می شوند. نام فایل در قالب [سال] [ماه] [روز] [ساعت] است. داده های فایل در قالب [تاریخ] ، [زمان] ، [عرض جغرافیایی] ، [طول جغرافیایی] ، [RPM] ، [سرعت] ، [شتاب دهنده] است.

در زیر نمونه ای از آنچه ذخیره شده است آورده شده است:

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

مهم

• بسته به وسیله نقلیه شما ، سرعت به احتمال زیاد بر حسب KPH (کیلومتر در ساعت) خواهد بود.
• فرورفتگی شتاب دهنده در درصد (٪) است و ممکن است از مقداری بالاتر از 0٪ شروع شود.
• زمان در UTC است

مرحله 12: سوالات متداول

چقدر طول می کشد تا GPS سیگنال GPS را بدست آورد؟

معمولاً حدود 30 ثانیه. این بستگی به مکان دارد.

چقدر طول میکشد تا کارت SD پر شود؟

کارت حافظه 8 گیگابایتی دارای حافظه 7.67 گیگابایت است. هر ورودی یک فایل 55 بایت طول دارد. هر ورودی در هر ثانیه فعالیت GPS انجام می شود. با فرض متوسط 2 ساعت رانندگی در روز ، فرمول زیر را دارید:

([فضای حافظه موجود] / ([بایت در هر ورودی] * [تعداد ورودی در روز])) / 365 = زمان (سال) تا پر شدن کارت حافظه.

با فرض موارد زیر:

• فضای حافظه 7 گیگابایت (7 ، 000 ، 000 ، 000 بایت)
• بایت در هر ورودی 55 بایت است
• تعداد ورودی ها 60 ثانیه * 60 دقیقه * 2 ساعت = 396 ، 000 است

(7 ، 000 ، 000 ، 000 / (55 * 396 ، 000)) / 365 = 48.4 سال

به طور خلاصه ، مدت زمان بسیار طولانی!

آیا می تواند به سرور ارسال شود؟

برای ارسال به سرور ، به یک مودم نیاز دارید. من SIM808 را آزمایش کرده ام که دارای GPS ، GSM و بلوتوث در یک چیپست است (و کمی ارزان تر از سخت افزار مورد استفاده در این پروژه است). SIM808 متکی به یک شبکه 2G است که به تدریج در سراسر جهان در حال حذف است. شاید مجبور باشم راه حل دیگری برای این موضوع پیدا کنم.