Устройства на ардуино для автомобиля
Первые шаги использования Ардуино в автомобиле
Совсем недавно недорогие микроконтроллеры, такие как Arduino, открыли новые двери для тех, кто хочет сделать интересные приспособления для своих автомобилей. В этой статье мы рассмотрим популярный проект, связанный с Аrduino в автомобиле, который использует эту популярную открытую аппаратную плату.
Возможность применения Arduino в автомобиле для его улучшения
Самый распространенный проект на Ардуино для автомобиля – установка в машине ЖК-дисплея с особыми функциями и показателями.
Когда Ардуино-дисплей в авто находится в движении, отображаются: процент нагрузки двигателя, напряжение батареи, температура в салоне и температура охлаждающей жидкости двигателя (есть несколько других статистических данных о транспортном средстве, которые могут отображаться, если нужны). Помимо дисплея и микроконтроллера, понадобятся различные датчики для создания этого Аrduino проекта для автомобиля.
Если Аrduino для автомобиля совместим с IDE Teensy 3.6, то читается анимированный растровый образ машины и резервные датчики. Каждый из четырех датчиков на своем месте, так же, как и анимационная картинка автомобиляоторая меняет цвет, исходя из того, насколько близко объект находится к машине (только зеленый означает Какие датчики можно подключить к Ардуино
В конечном итоге, пользователь получит отличное приспособление, контролирующие все возможные параметры автомобиля. Список деталей, которые понадобятся для создания этого ЖК-дисплея Ардуино для автомобиля, приведен ниже:
Подключение, запуск и настройка автоустройств на Ардуино
Для загрузки эскиза проекта Ардуино для авто в виде ЖК-дисплея в Teensy 3.6 вам необходимо установить Teensyduino. Затем вам нужно будет заменить библиотеки Adafruit_RA8875 и Adafruit_GFX в расположении библиотеки Teensy (а не на вашем типичном месте в документах). На Mac операционной системе нужно щелкнуть правой кнопкой мыши по значку приложения Arduino в приложениях, а затем перейти в:
/Содержание/Java/hardware/teensy/avr/libraries
В Windows данная папка находится под основным диском C, в файлах программ x86, Arduino, а затем в папке с аппаратным обеспечением. Как только вы это сделаете, вам нужно будет изменить расположение эскиза в приложении Arduino, отредактировав его в настройках – обычно библиотеки “Тинси” размещаются по следующему адресу:
/Applications/Arduino.app/Contents/Java/hardware/teensy/avr
Из-за проблемы с внутренним температурным датчиком пользователь устанавливает температурный датчик модуля DS18B20.
В zip-файле, который находится по ссылке выше, вы увидите 4 эскиза Аrduino.
Необходимо исправить ошибки, всплывающие при подключении электронного устройства, включая DS18B20, выводя температуру в 185 градусов по Фаренгейту; дисплей не включается вообще в холодную погоду, а пиксели застревают в неправильном цвете, когда дисплей затемнен.
Обратите внимание, что разгон teensy до 240 МГц не позволяет адаптеру I2C OBD-II взаимодействовать с teensy. Наконец, просто нажмите кнопку «Загрузить». В представленном скетче находятся обширные комментарии, которые помогут пользователю адаптироваться при конструировании ЖК-дисплея для авто.
Вскоре после установки дисплея пользователь поймет, что дисплей работает даже тогда, даже когда автомобиль выключен.
Заглянув в разводку OBD-II, электронщик обнаружит, что линия питания 12 В к разъему OBD-II всегда подключается непосредственно к батарее. Чтобы обойти это, необходимо купить разветвитель OBD-II и отрезать провод, идущий на контакт 16 на одном из двух разъемов на сплиттере, а затем подключить этот разрезаемый провод к добавлению проводки.
Затем, используя мультиметр, необходимо заглянуть в коробку предохранителей на стороне водителя и протестировать существующие предохранители, чтобы узнать, какой предохранитель получил питание после того, как ключ был включен в зажигание.
В конце пользователь подключает добавочный провод к предохранителю, который нужен для того, чтобы дисплей теперь включался только тогда, когда автомобиль работает и находится на ходу. Проведите некоторое исследование того, как правильно добавить схему к вашему автомобилю. Многие подобные проекты описаны на нашем сайте с подробными разъяснениями.
Кроме того, пользователь может добавить кнопку “стоп-старт” на Ардуино для своего дисплея с параметрами для автомобиля.
Проекты от Ардуино для автомобилей
Плата Arduino является одним из самых популярных аппаратных модулей для модификации машин. Она не занимает большое количество свободного пространства в салоне и обладает высокой мощностью. Для реализации Ардуино-проектов для автомобиля не требуются знания микроэлектроники и программирования.
Особенности применения Ардуино в автомобиле для его улучшения
Для улучшения периферийных деталей авто рекомендуется использовать микроконтроллер Arduino Pro Mini.
С помощью этого устройства можно создать следующие приборы:
Во время движения транспортного средства на нем отображаются следующие показатели:
Если плата Arduino совместима с платформой IDE Teensy 3.6, то можно установить в салоне датчики движения. Они рассчитывают расстояние между машинами, что позволит снизить риск возникновения дорожно-транспортного происшествия.
Дистанция рассчитывается с помощью микропроцессора. Если расстояние между объектами меньше 1,5 м, то светодиоды на датчиках становятся зелеными. При меньшей дистанции диоды меняют цветовой оттенок.
При использовании микроконтроллера Ардуино нужно знать основные свойства проприетарного протокола связи. С его помощью осуществляется передача данных между устройствами. Работа самодельных устройств осуществляется при помощи скетча, написанного в программной среде Arduino IDE. Вывод данных производится через портативную консоль. Для стабильной работы платы рекомендуется приобрести SD-карту, где будут храниться скетчи и дополнительное программное обеспечение.
Какие датчики можно подключить
Для создания основных проектов на базе Ардуино требуются следующие датчики:
Комплектующие необходимо приобретать на официальном сайте производителя или в сертифицированных магазинах. В противном случае можно приобрести неисправное устройство, способное вызвать короткое замыкание.
Инструкция по подключению, запуску и настройке автоустройств на Arduino
Перед настройкой платы Ардуино рекомендуется установить расширение Teensyduino для программной среды Arduino IDE. Оно поддерживает большую часть электронных библиотек, необходимых для корректного написания скетчей. В папке с аппаратным обеспечением Ардуино нужно изменить местоположение эскизов и отредактировать их в настройках Arduino IDE.
При подключении платы к основным комплектующим могут возникнуть ошибки, связанные с некорректной работой приборов при недостаточном освещении или низкой температуре. Для устранения неполадок необходимо вставить скетч display_code_with_new_temperature_sensor и загрузить его на микроконтроллер. Для включения платы требуется подать на нее питание с помощью кабеля 12 В, подключаемого к порту OBD-II.
Arduino в быту, на работе, в машине
В последнее время все больше и больше постов посвящается поделкам на основе плат Arduino. Я тоже хочу рассказать о нескольких проектах, созданных на основе этих плат. Не являюсь автором этих проектов и имею к ним косвенное отношение. Но настоящие авторы дали мне добро на использование их разработок в этой публикации. Дело в том, что они не имеют никакого отношения к IT и, соответственно, не имеют аккаунтов на Хабре и его отпрыске Geektimes.
Привожу дословное описание проектов от авторов.
В быту
Управление кухонным освещением от Engineer200
Проект призван начать решать проблемы поиска выключателей, забывания отключения и необходимости зажмуривания. Первая часть реализует плавное включение подсветки рабочей поверхности на кухне и подсветки внутри шкафа, например, под мойку обычно приходится нырять с фонариком. Подсветка рабочего поверхности кухни реализуется размещением светодиодной ленты на нижней части верхних шкафов. Короткие нажатия на кнопку просто включают и выключают свет. Длительное нажатие включает режим изменения уровня света, постепенное притухание, по достижению ноля, снова включается ярко. Когда кнопка отпущена — уровень света запоминается и дальнейшие короткие нажатия на кнопку, включают свет до запомненного уровня. Внутри шкафа свет плавно включается-выключается по срабатыванию геркона, встраиваемого в стенку шкафа. Дальнейшее развитие предполагает подключение датчиков присутствия, освещённости, увеличение количества каналов управления, осуществление декоративной подсветки стеклянных полок и дверей.
Программа тестировалась на Arduino UNO с контроллером AFMega8A-PU, а реализована на Arduino PRO Mini.
Arduino в автомобиле. Озвучивание панели приборов
Говорящее устройство рассчитано на тех, кто не замечает лампочки на панели приборов, и периодически ловит себя на том, что едет с ручником или дальним светом. Или что стрелка спидометра незаметно уползла сильно вперёд… Ага, для себя делал.
Проверялось на (заточено на) Daewoo Nexia N150, но должно работать на любой машине с электронным спидометром (датчик скорости — 6 импульсов на метр, вроде как стандарт). Фотографии немного мутные (любительские):
1. Говорит голосом (5 уровней громкости) о различных событиях (события описаны далее)
а) мужским
б) женским
Голоса синтезированы на компьютере, записаны в виде набора mp3-файлов на микроСД карту. Это значит, что вы можете их поменять или записать.
2. Настройки выполняются с ПДУ от телевизора (или любого другого с достаточным количеством кнопок, настоятельно рекомендую ПДУ с кнопками 0-9). Настройки запоминаются в момент изменения.
3. В случае отказа/потери ПДУ, извещатель может быть оперативно переключен на режимы «нет звуков» или «нет звуков, кроме ручника». Для этого используется тройное включение габаритов (идея использовать мигание габаритами в качестве управляющего сигнала для настройки спёрта с какого-то устройства регулировки яркости ДХО).
— Ручник (если горит лампочка ручника во время движения)
— Включен дальний свет (мигание дальним игнорируется, предупреждает один раз после включения, далее не напоминает, пока дальний не переключат)
— Включите ходовые огни (если начато движение без включенных габаритов, у меня ДХО и ближний не работают, если не включены габариты).
— Напряжение бортовой сети (точность до десятой доли вольта)
— Превышение порога скорости 40, 50,… 120, 130 км/ч.
— Понижение порога скорости 40, 50,… 120, 130 км/ч.
— Изменение громкости, переключение голоса, отключение/включение каждого из озвучиваемых событий (включение вольтметра вызывает одновременно озвучивание напряжения).
Видео с демонтрацией:
1. К спидометру — сразу три провода: земля, +12 (отсюда берём питание на устройство и данные для вольтметра), сигнал от датчика скорости.
2. К лампочкам — ручника, дальнего света, подсветки приборов (габариты).
Согласование уровней сделано довольно просто — выводы ардуины подтянуты внутренним резистором в «1», а сигналы 12В уровня из приборной панели идут через диоды. Когда с панели идет +12, диод закрыт — на ардуине «лог.1». Когда сигнал с панели идет землёй — диод открыт, внутренний подтягивающий резистор игнорируется, на выводе ардуино «лог.0».
Вольтметр — просто резистивный делитель на аналоговый вход. Отношение примерно 1:13, из того расчета, что при максимальном напряжении бортовой сети 16В (аварийный режим) АЦП достигнет своего предела при опорном сигнале 1,2В.
2. Модуль mp3 — DFplayer mini
Данный модуль в интернет-схемах подключается по tx/rx сигналам, я добавил анализ сигнала busy, для поимки момента окончания воспроизведения звука, чтоб новое оповещение не перебивало текущее, а вставало в очередь.
3. Усилитель PAM8403 (необязательный элемент)
Из текста прошивки можно легко увидеть, куда заведены все анализируемые сигналы, куда прописать коды вашего ИК-пульта (взять их можно с помощью демо-скетча IRRecvDump). Также константами явно прописаны моменты срабатывания озвучки скоростей (обратите внимание на то, что скорости озвучиваются несколько раньше, чем будут реально достигнуты — чтоб успеть сбавить, не превысив).
Для отладки, доводки и демонстрации использовалась другая ардуина — arduino uno и модулем LCD-дисплея и кнопками.
Она умеет выдавать сигналы — габариты, дальний свет, ручник, и менять скорость с 0 до 150 примерно. Из недостатков — нет подавления дребезга контактов, но мне не особо мешает этот момент.
Ардуино проекты для автомобиля
Ардуино отлично подходит для исполнения автомобильных проектов. В этой статье попытаюсь раскрыть тему применения ардуино на гражданских автомобилях. Посмотрим, что за проекты ардуино для автомобиля можно собрать своими силами.
Первым делом нужно определиться с платой Ардуино, которая отлично подойдет для эксплуатации в авто. На мой взгляд, лучший выбор – это Arduino Pro Mini. Ее размеры позволят спрятать прибор в самых укромных местах. Производительности платы хватит для реализации большого множества проектов.
Вот некоторые проекты ардуино для автомобиля:
— прибор для диагностики;
— измерительные приборы: от напряжения бортсети, до спидометра;
— датчик дождя лобового стекла;
— управление светодиодной подсветкой салона;
— климат контроль ардуино;
Это лишь небольшой список проектов ардуино для автомобиля, которые при желании можно реализовать своими силами. Хотелось бы отметить, что Ардуино – это один из немногих микроконтроллеров способный предоставить возможность реализовать вышеперечисленные ардуино проекты для автомобиля, без глубоких знаний микроконтроллерной техники, электроники и программирования.
Если все-таки решитесь на реализацию подобных проектов, то следую начать непосредственно с самых легких: измерение напряжения бортовой сети. А к таким мощным проектам, как сигнализация подходить с особой настороженностью и только в ознакомительных целях. Все-таки сигнализации разработанные специализированными фирмами с многолетним опытом разработки, гораздо надежнее поделок самоучек.