صندوق Telematics DIY: 12 خطوة (مع صور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

تُستخدم صناديق Telematics (المعروفة أيضًا باسم Black Boxes) لتسجيل وتسجيل السمات المختلفة للمركبة المتحركة. لقد تم استخدامها بشكل أساسي في الطائرات لتسجيل سمات مختلفة للطائرة ، على سبيل المثال ، سرعة الهواء ، والعنوان ، ومستويات الوقود ، والثرثرة اللاسلكية ، وما إلى ذلك. إنها النقطة المرجعية الأولى لأي حادث طائرة ، حيث أنها تحتوي على جميع بيانات الطائرة التي تؤدي إلى للحادث. تم تحويل طريقة مراقبة أداء السيارة وحالتها وحركتها منذ ذلك الحين إلى السيارات ، مما سمح لشركات التأمين بالحصول على تقدير أفضل لأساليب القيادة من أجل تقديم الأقساط الصحيحة لعملائها.

تطلب بعض الشركات رسومًا إضافية لتركيب واحدة ، والبعض الآخر سيفعل ذلك بسعر تأمين مخفض. تم تصميم هذا الدليل لإعطاء تعليمات خطوة بخطوة حول كيفية إنشاء صندوق Telematics مخصص لقيادة المركبات.

إخلاء المسؤولية: قد لا يكون هذا الصندوق الأسود المصمم خصيصًا دليلاً صالحًا دائمًا في محكمة قانونية. قد لا تسمح بعض الدول / الدول / القوانين المحلية بتركيب وحدات المراقبة المخصصة في المركبات المتحركة ما لم يأذن بها فريق التثبيت المعتمد. لهذه الأسباب ، وأي سبب آخر مرتبط بالتلاعب بمنفذ OBD ، لا يتحمل مؤلف (مؤلفو) هذه المقالة والموقع الإلكتروني أي مسؤولية عن نتيجة قيادتك وسيارتك وإلكترونيات سيارتك (بما في ذلك الكمبيوتر الموجود على متن الطائرة) وأي وقعت حوادث أخرى مع تركيب وحدة مراقبة حسب الطلب.

تحديث / تحذير: لقد ذهبت بعيدًا لمدة أسبوع ، لكنني تركت جميع الأجهزة الإلكترونية موصولة. ما لم أدركه هو أن منفذ OBD يعمل دائمًا. نظرًا لأن منفذ OBD يستخدم منفذ Bluetooth ويستهلك البلوتوث قدرًا لا بأس به من الطاقة ، فإن بطارية السيارة سوف تستنزف …

الخطوة 1: الحصول على المواد

بالنسبة لهذا المشروع ، سوف تحتاج إلى:

• 1x محول بلوتوث ELM327 OBDII - موقع ئي باي
• 1x اردوينو ميجا * - موقع ئي باي
• وحدة بلوتوث 1x HC-05 ** - Ebay
• وحدة قارئ بطاقة SD 1x - Ebay
• 1x Neo-6M GPS module - Ebay
• 1x هوائي GPS (مع موصل SMA) - موقع ئي باي
• 20x سلك توصيل ذكر-أنثى 10 سم - Ebay
• 1x UFL Mini محول - Ebay
• 1x حافظة مطبوعة ثلاثية الأبعاد - (تصميم) SketchUp ، (طباعة) محاور ثلاثية الأبعاد
• الفواصل 6x 5mm - Ebay
• 4x M3 صواميل ومسامير 10 مم - Ebay
• صواميل ومسامير 6x M3 12-16mm - Ebay
• 1x SD 8GB - Ebay
• 1x محول USB للسيارة - Ebay

شكرا لله على موقع ئي باي! سيتم تفصيل مزيد من المعلومات حول بعض الوحدات في الخطوات التالية.

* هناك حجة لاستخدام Uno ، لكن لأنني كنت بحاجة إلى منافذ تسلسلية متعددة ، وكانت مساحة البرنامج محدودة ، فقد اخترت عدم المشاركة في Uno. هناك أيضًا حجة لاستخدام Due ، لأنها أقوى. يستخدم Due 3V3 لمنافذ الإدخال والإخراج ، والتي قد تتلف بسبب مكونات 5V الأخرى. ومن ثم ، استخدم Mega.

** لا تخطئ في HC-05 و HC-06! HC-06 عبارة عن وحدة تابعة فقط ، ولا يمكن تهيئتها لتكون رئيسية. احصل على HC-05! هام: تأكد من أن وحدة HC-05 بها دبوس مفتاح لتتمكن من التبديل إلى وضع AT ، وإلا فلن يعمل هذا المشروع بأكمله!

الخطوة 2: كيف يعمل؟

كيف سنقرأ البيانات من السيارة؟ يجب أن تحتوي معظم السيارات (إن لم يكن كل السيارات) بعد عام 2003 على منفذ OBD للتحدث إلى المحرك (تحقق قبل الشراء!). OBD تعني تشخيصات على متن الطائرة ، وتستخدم بشكل أساسي لتحديد أي أعطال في السيارة. على سبيل المثال ، عند تشغيل ضوء المحرك ، يتم تسجيل رمز خطأ. عندما تأخذها إلى المرآب ، سيكون لدى الميكانيكيون قارئ OBD الذي سيقرأ رمز الخطأ ، حتى يعرفوا ما يجب إصلاحه.

من منفذ OBD ، يمكنك أيضًا قراءة البيانات الحية. تعتمد البيانات الحية المتوفرة من سيارة إلى أخرى ، ولكن يجب أن تسمح لك معظم السيارات بقراءة العناصر الأساسية مثل السرعة وعدد الدورات والمسافة المقطوعة وما إلى ذلك. لأغراض هذا المشروع ، اخترت قراءة سرعة السيارة وعدد دورات المحرك في الدقيقة ، والاكتئاب الخانق.

عندما تحصل على ELM327 ، ابحث عن منفذ OBD الخاص بك. هذا سيختلف لكل سيارة. بالنسبة لسيارتي Ford Fiesta ، كانت بين عجلة القيادة وباب السائق. إذا لم تتمكن من العثور عليه ، فابحث عن منفذ obd [ماركة السيارة] [طراز السيارة] على Google ، حيث يجب أن يكون هناك عدد من مقاطع الفيديو / الصور التي توضح مكان منفذ OBD الخاص بك. بمجرد تحديد الموقع ، قم بتوصيل ELM327.

يمكنك اختبار منفذ OBD بسهولة إذا كان لديك هاتف يعمل بنظام Android. انتقل إلى متجر Play ، وقم بتنزيل تطبيق يسمى Torque. هناك نسخة مدفوعة ونسخة مجانية. النسخة المجانية ستكون كافية لأغراض العرض. ما عليك سوى الاتصال بـ ELM327 عن طريق البلوتوث ، وتحديد PIDs التي تريد قراءتها ، وتشغيل سيارتك. يجب أن ترى القراءات على الفور على شاشتك.

الخطوة 3: اصنع صندوقًا

المواد المطلوبة:

نموذج صندوق

النتيجة: صندوق وقاعدة مطبوعة ثلاثية الأبعاد

قبل البدء في استخدام الأجهزة الإلكترونية ، أوصي بطباعة صندوق ثلاثي الأبعاد (أو صنع صندوق خاص بك!) بفتحات تركيب خاصة به. سيكون من الأسهل بكثير إصلاح Arduino في مكانه دون وجود جميع المكونات في الطريق!

لقد صممت حالة بسيطة (ملفات *.skp) لتثبيت كل شيء في مكانه. تم صنع النموذج في SketchUp ، وتم طباعة التصميم ثلاثي الأبعاد باستخدام خدمات الطباعة ثلاثية الأبعاد لـ 3D Hubs ، حيث سيقومون بطباعة النماذج الخاصة بك بجودة جيدة جدًا بسعر رخيص نسبيًا.

اطبع هذا المربع حتى تتمكن من وضع الإلكترونيات بداخله.

الخطوة 4: قم بتجميع القاعدة

المواد المطلوبة:

• اردوينو ميجا
• قاعدة مطبوعة ثلاثية الأبعاد
• 3x فواصل
• 3x M3 صواميل
• غسالات 3x M3
• 3x M3 12mm البراغي

النتيجة: قاعدة مجمعة

بدءًا من فتحة التثبيت رقم 1 (فتحة التثبيت بين رأس ICSP ذي 6 سنون ودبابيس Comms ، انظر الصورة) ، ضع الغسالة على الجانب العلوي من اللوحة ، وفاصل بين اللوحة والقاعدة. ضع البرغي خلال الغسالة ، وفتحة تثبيت اللوحة ، والفاصل ، ثم أخرجه من خلال القاعدة. توجد فتحات سداسية الشكل أسفل القاعدة لتلائم الصواميل بداخلها. قم بإحكام ربطها ، لكن اترك مساحة كافية لوضع الفواصل الأخرى.

كرر لكل فتحة تركيب.

عند الانتهاء من جميع فتحات التثبيت الثلاثة ، قم بإحكام ربط المسامير بحيث يكون اللوح ثابتًا في مكانه مع القاعدة. فتحات التركيب الأخرى ليست ضرورية. لم أتمكن من تركيب مسامير أخرى ، لأنها قد تتعارض مع مواضع الدبوس / المكونات. يجب أن تكون هذه الثلاثة كافية لإبقاء اللوحة في مكانها.

الخطوة 5: ربط الأسلاك

مواد لهذه الخطوة:

• قاعدة مجمعة
• HC-05
• نيو 6 م
• محول صغير UFL
• قارئ بطاقة SD
• 16x أسلاك توصيل

النتيجة: تجميع الإلكترونيات الأساسية

تتمثل الخطوة الأولى في توصيل كل شيء بـ Arduino Mega. سوف تجد مخطط الاتصال الأساسي في إحدى الصور المرفقة. سنستخدم المنافذ التسلسلية وناقل SPI وبعض دبابيس IO.

إذا كنت مهتمًا بمعرفة كيفية عمل كل وحدة ، فيمكنك توصيل كل وحدة على حدة لاختبارها. وإلا إذا كنت واثقًا من أن كل شيء سيكون على ما يرام ، فما عليك سوى توصيل كل شيء.

قارئ بطاقة SD

قم بتوصيل ما يلي:

• CS - دبوس 53
• SCK - دبوس 52
• موسي - دبوس 51
• ميسو - دبوس 50
• Vcc - دبوس 5V بالقرب من دبوس 22
• Gnd - دبوس أرضي بالقرب من الدبوس 52

GPS

قم بتوصيل ما يلي:

• GPS TX - دبوس 15
• GPS RX - دبوس 14
• GPS Gnd - الدبوس الأرضي الأقرب إلى مقبس الطاقة
• GPS Vcc - دبوس 5V الأقرب إلى مقبس الطاقة
• قم بتوصيل محول UFL الصغير بدبوس هوائي الوحدة
• (اختياري) GPS PPS - دبوس 2

بلوتوث

قم بتوصيل ما يلي:

• بلوتوث TX - دبوس 17
• بلوتوث RX - دبوس 16
• مفتاح بلوتوث - دبوس 3
• بلوتوث Vcc - دبوس 19
• بلوتوث Gnd - دبوس 18

الخطوة 6: ضغطها لأسفل

المواد المطلوبة:

تجميع الإلكترونيات الأساسية

الآن بعد أن تم توصيل كل شيء بالأسلاك ، قم بلف الوحدات بحيث تتلاءم جميعها داخل حدود Mega ، ولكن دون فصل الأسلاك. قد ترغب في تغطية المسامير المكشوفة والمكونات الكهربائية بشريط كهربائي لتجنب قصر الدائرة. كن حذرا!

GPS

قم بتدوير الأسلاك حتى يواجه الجزء العلوي من وحدة GPS دبابيس الاتصال الخاصة بـ Mega.

قارئ بطاقة SD

بشكل أساسي ، قم بثني / طي الأسلاك بحيث يكون الجزء العلوي من وحدة قارئ بطاقة SD متجهًا لأسفل فوق زر إعادة الضبط.

بلوتوث

ستلتف وحدة Bluetooth حول وحدة GPS ، وينتهي بها الأمر على الجانب الآخر من اللوحة بواسطة المسامير التناظرية.

الخطوة 7: قم بتجميع الصندوق

المواد المطلوبة:

• قاعدة إلكترونية مجمعة
• صندوق مطبوع ثلاثي الأبعاد
• 4x M3 صواميل
• غسالات 4x M3
• مسامير 4x M3 10mm

النتيجة: صندوق مُجمَّع بالكامل

احصل على الطرف الآخر من المحول الصغير UFL وقم بتوصيله من خلال الفتحة الموجودة في الصندوق ، وقم بتثبيته في مكانه باستخدام الصمولة. تأكد من إحكامه ، لأننا لا نريد أن يلفه الهوائي!

ادمج المجموعتين معًا ، مع التأكد من عدم فصل أي من الأسلاك. قم بمحاذاة فتحات الزاوية الأربعة وقم بتركيب صواميل M3 في الفتحات السداسية أسفل القاعدة. ضع صواميل M3 من خلال الفتحات وقم بربط الصندوق معًا.

الخطوة 8: ELM327

المواد المطلوبة:

• تجميع كامل
• محول ELM327 Bluetooth OBD
• كمبيوتر محمول

على GitHub ، ستجد برنامجًا قصيرًا (BluetoothScanner) يقوم بالبحث عن بعض أجهزة Bluetooth الأقرب. سيعرض عنوان MAC و SSID (الاسم) لكل جهاز. سيسمح لك أيضًا بإرسال الأوامر يدويًا إلى سيارتك.

عنوان ماك

لكي تتصل HC-05 تلقائيًا بـ ELM327 ، ستحتاج إلى العثور على عنوان MAC الخاص بالمحول. هذا عادة ما يكون مختلفًا لكل وحدة. هذا لتجنب الاتصال بالجهاز الخطأ!

ما عليك سوى تحميل الكود إلى Mega وتشغيل سيارتك وتشغيل الكود. على الإخراج الطرفي ، سترى النتائج. يحاول الرمز ربط الوحدة تلقائيًا بعنوان MAC المحدد ، لكن هذا لا يعمل في بعض الأحيان. ببساطة تأكد من حصولك على عنوان MAC الصحيح. يجب أن يبدو العنوان بالشكل 1D ، A5 ، 68988B. قد يكون عنوان MAC الخاص بك مختلفًا ، لكن يجب أن يكون بنفس التنسيق. احفظ هذا للخطوة التالية!

إزاحة الاستجابة

ستحتاج أيضًا إلى تحديد التنسيق الناتج للبيانات التي تخرج من محول OBDII. باستخدام الرمز الذي قمت بتحميله للتو (في هذه الخطوة) ، أرسل الأحرف 0100. هذا هو الأمر لتحديد البيانات التي يمكن أن ترسلها سيارتك إليك. تم العثور على القائمة الكاملة للأوامر على ويكيبيديا.

سوف تحتاج إلى التحقق من تنسيق البيانات التي تم إرجاعها. في سيارتي Ford Fiesta (2012) تم تكرار الأمر قبل النتائج:

• تم إرسال الأمر: 0100
• تم تلقي الرد: 0100BE1FA813

ومع ذلك ، في سيارة رينو كليو (2006) ، لم يتم تكرار الأمر:

• تم إرسال الأمر: 0100
• تم استلام الرد: BE1FA813

قد تختلف الاستجابة حسب السيارة. ستحتاج إلى إزالة أي أحرف سابقة من الاستجابة. من الناحية المثالية ، يجب أن يبدو ردك مثل مثال Clio أعلاه. إذا كانت لديك أحرف أخرى ، فتذكر عدد الأحرف التي تسبق الرد. سوف تحتاج هذا في الخطوة التالية!

الخطوة 9: قم بتحميل الكود

المواد المطلوبة:

• مصدر الرمز
• صندوق مجمع

النتيجة: صندوق مكتمل.

يمكن العثور على الكود المصدري الكامل على GitHub (اسم المشروع: SimpleArduinoObd) ، حيث سترى العديد من ملفات الرأس (*.h). قم بتنزيل الملفات وافتحها في Arduino IDE.

هل تتذكر عنوان MAC الذي قمت بحفظه مسبقًا؟ افتح ObdHelper.h وعند السطر 34 تقريبًا (اسم متغير obdMacAddress) قم بتغيير عنوان MAC هناك للعنوان الذي قمت بحفظه في الخطوة 4. يجب أن يكون العنوان مفصولًا بفواصل وبنفس التنسيق مثل 1D ، A5 ، 68988B.

هل تتذكر معادلة الاستجابة التي قمت بحفظها في الخطوة 4؟ افتح ObdHelper.h وعند السطر 23 تقريبًا (تعريف RESPONSE_PREFIX_OFFSET) قم بتغيير الإزاحة إلى ما ينبغي أن يكون.

الخطوة 10: إخفاء الصندوق

المواد المطلوبة:

• صندوق مكتمل
• كابل USB اردوينو
• هوائي GPS
• محول USB للسيارة

النتيجة: مشروع منتهي

الآن وقد اكتمل الصندوق ، يمكننا وضعه في السيارة!

1. ابحث عن مكان لوضع الصندوق الخاص بك. من الناحية المثالية ، يجب إخفاؤها في مكان ما. أضعها تحت مقعد الراكب الخاص بي. تذكر: يجب أن يكون قريبًا بدرجة كافية حتى يتمكن كابل USB من الوصول إلى مقبس ولاعة السيارة!
2. قم بفك هوائي GPS الخاص بك وقم بتثبيته في الفجوة بين الجسم الخارجي والجسم الداخلي ، تحت مانع التسرب المطاطي. يمكن وضع كابل الهوائي الخلفي تحت مقعد الراكب أو تحت السجادة.
3. ضع "رأس" هوائي نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في مكان يمكن أن يرى السماء بسهولة. أضعها تحت الزجاج الأمامي.
4. قم بتوصيل كبل USB بالصندوق ، ثم قم بتوصيل الكبل بمحول USB للسيارة.
5. قم بتوصيل محول USB للسيارة في المقبس الأخف.

أنت الآن جاهز لأخذها لتجربة القيادة!

الخطوة 11: النتائج

لسوء الحظ ، لرؤية محتويات بطاقة SD ، يجب عليك فتح الصندوق وتوصيل بطاقة SD يدويًا بجهاز الكمبيوتر لقراءتها. ومع ذلك ، سيتم تخزين الملفات عليه. اسم الملف بالتنسيق [السنة] [الشهر] [اليوم] [الساعة]. بيانات الملف بالتنسيق [التاريخ] ، [الوقت] ، [خط العرض] ، [خط الطول] ، [RPM] ، [السرعة] ، [المسرع].

فيما يلي عينة لما تم تخزينه:

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

الأهمية

• من المحتمل أن تكون السرعة بوحدة KPH (كيلومتر / ساعة) ، اعتمادًا على مركبتك.
• يكون انخفاض التسريع بالنسبة المئوية (٪) وقد يبدأ بقيمة أعلى من 0٪.
• الوقت بالتوقيت العالمي المنسق.

الخطوة 12: الأسئلة الشائعة

ما هي المدة التي يستغرقها GPS للحصول على إشارة GPS؟

عادة ، حوالي 30 ثانية. هذا يعتمد على الموقع.

كم من الوقت حتى تمتلئ بطاقة SD؟

تبلغ مساحة بطاقة SD 8 جيجا بايت حوالي 7.67 جيجا بايت من مساحة الذاكرة. يبلغ طول كل إدخال إلى ملف 55 بايت. يتم إجراء كل إدخال كل ثانية من نشاط GPS. بافتراض أن متوسط ساعتين من القيادة في اليوم ، لديك الصيغة التالية:

([مساحة الذاكرة المتوفرة] / ([بايت لكل إدخال] * [عدد الإدخالات في اليوم])) / 365 = الوقت (بالسنوات) حتى تمتلئ بطاقة الذاكرة.

بافتراض ما يلي:

• مساحة الذاكرة 7 جيجا بايت (7 ، 000 ، 000 ، 000 بايت)
• بايت لكل إدخال 55 بايت
• عدد الإدخالات 60 ثانية * 60 دقيقة * ساعتان = 396000

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

باختصار ، وقت طويل جدا!

يمكن أن ترسل إلى الخادم؟

للإرسال إلى الخادم ، ستحتاج إلى مودم. لقد جربت SIM808 ، التي تحتوي على GPS و GSM و Bluetooth في مجموعة شرائح واحدة (وهي أرخص قليلاً من الأجهزة المستخدمة في هذا المشروع). يعتمد SIM808 على شبكة 2G ، والتي يتم التخلص منها تدريجيًا في جميع أنحاء العالم. قد أضطر إلى إيجاد حل آخر لهذا.