Цифровая панель приборов своим руками

Хакаем CAN шину авто. Виртуальная панель приборов

В первой статье «Хакаем CAN шину авто для голосового управления» я подключался непосредственно к CAN шине Comfort в двери своего авто и исследовал пролетающий траффик, это позволило определить команды управления стеклоподъемниками, центральным замком и др.

В этой статье я расскажу как собрать свою уникальную виртуальную или цифровую панель приборов и получить данные с любых датчиков в автомобилях группы VAG (Volkswagen, Audi, Seat, Skoda).

Мною был собран новый CAN сниффер и CAN шилд для Raspberry Pi на базе модуля MCP2515 TJA1050 Niren, полученные с их помощью данные я применил в разработке цифровой панели приборов с использованием 7″ дисплея для Raspberry Pi. Помимо простого отображения информации цифровая панель реагирует на кнопки подрулевого переключателя и другие события в машине.

В качестве фреймворка для рисования приборов отлично подошел Kivy для Python. Работает без Иксов и для вывода графики использует GL.

1. CAN сниффер из Arduino Uno
2. Подслушиваем запросы с помощью диагностической системы VAG-COM (VCDS)
3. Разработка панели приборов на основе Raspberry Pi и 7″ дисплея
4. Софт панели приборов на Python и Kivy (UI framework)
5. Видео работы цифровой панели приборов на базе Raspberry Pi

Под катом полная реализация проекта, будет интересно!

Водительская дверь открыта

CAN сниффер из Arduino Uno

Чтобы послушать, что отправляет VCDS в CAN шину я собрал сниффер на макетке из Arduino и модуля MCP2515 TJA1050 Niren.

Схема подключения следующая:

Для прослушивания трафика использовал анализатор CanHackerV2 и прошивку arduino-canhacker для Arduino, которая реализует API совместимое с этой программой. Прошивка в гите https://github.com/autowp/arduino-canhacker.

CanHackerV2 позволяет смотреть пролетающий трафик, записывать и проигрывать команды с заданным интервалом, что очень сильно помогает в анализе данных.

Подслушиваем запросы с помощью диагностической системы VAG-COM (VCDS)

Описание VCDS с официального сайта ru.ross-tech.com:

Программно-аппаратный сканер VCDS предназначен для диагностики электронных систем управления, устанавливаемых на автомобилях группы VAG. Доступ ко всем системам: двигатель, ACP, АБС, климат-контроль, кузовая электроника и т.п., считывание и стирание кодов неисправностей, вывод текущих параметров, активация, базовые установки, адаптация, кодирование и т.п.

Подключив сниффер к линиям CAN_L и CAN_H в диагностическом шнурке я смог увидеть какие запросы делает VCDS и что отвечает авто.

Особенность авто группы VAG в том, что OBD2 разъем подключен к CAN шине через шлюз и шлюз не пропускает весь гуляющий по сети трафик, т.е. подключившись в OBD2 разъем сниффером вы ничего не увидите. Чтобы получить данные в OBD2 разъёме нужно отправлять шлюзу специальные запросы. Эти запросы и ответы видно при прослушивании трафика от VCDS. Например вот так можно получить пробег.

В VCDS можно получить информацию почти с любого датчика в машине. Меня в первую очередь интересовала информация, которой вообще нет на моей приборке, это:

• температура масла
• какая именно дверь открыта

Скорость, обороты, температура ОЖ, пробег, расход, место в баке и другие запросы я тоже получил, для справки размещу.

Разработка панели приборов на основе Raspberry Pi и 7″ дисплея

В качестве аппаратной части я выбрал Raspberry Pi. Была идея использовать Android планшет, но показалось, что на Raspberry Pi будет проще и быстрее. В итоге докупил официальный 7″ дисплей, и сделал CAN шилд из модуля TJA1050 Niren.

OBD2 штекер использовал от старого ELM327 адаптера.

Используются контакты: CAN_L, CAN_H, +12, GND.

Тесты в машине прошли успешно и теперь нужно было все собрать. Плату дисплея, Raspberry Pi и блок питания разместил на куске черного пластика, очень удачно подобрал пластмассовые втулки, с ними ничего не болтается и надежно закреплено.

Местом установки выбрал бардачок на торпедо, которым я не пользуюсь. По примеркам в него как раз помещается весь бутерброд.

Напильником довел лист черного пластика до размера крышки бардачка, к нему прикрепил бутерброд и дисплей. Для прототипа сойдет, а 3D модель с крышкой для дисплея и всеми нужными крепежами уже в разработке.

Софт панели приборов на Python и Kivy (UI framework)

Параллельно со сборкой самой панели приборов я вел разработку приложения для отображения информации с датчиков. В самом начале я не планировал какой либо дизайн.

Первая версия панели приборов

По мере разработки решил визуализировать данные более наглядно. Хотел гоночный дизайн, а получилось, что-то в стиле 80-х.

Вторая версия панели приборов

Продолжив поиски более современного дизайна я обратил внимание какие цифровые приборки делают автопроизводители и постарался сделать что-то похожее.

Третья версия панели приборов

Ранее, я никогда не разрабатывал графические приложения под Linux поэтому не знал с чего начать. Вариант на вебе простой в разработке, но слишком много лишних компонентов: иксы, браузер, nodejs, хотелось быстрой загрузки. Попробовав Qt PySide2 я понял, что это займет у меня много времени, т.к. мало опыта. Остановился на Kivy — графический фреймворк для Python, простой в понимании с полной библиотекой графических элементов и дающий возможность быстро создать мобильный интерфейс.

Kivy позволяет запускать приложение без Иксов, прямо из консоли, в качестве рендера используется OpenGL. Благодаря этому полная загрузка системы может происходить за 10 секунд.

Алгоритм работы следующий, используется 3 потока:

1. В главном потоке работаем с графическими элементы (спидометр, тахометр, часы, температуры и др) на экране
2. Во втором потоке каждые 5 мс делаем опрос следующего датчика
3. В третьем потоке слушаем CAN шину, получив ответ парсим его и обновляем соответствующий графический элемент

Работает стабильно, самый долгий процесс в разработке был связан с рисованием дизайна. На данный момент обкатываю решение и потихоньку пишу мобильное приложение для iOS, чтобы любой мог попробовать цифровую панель приборов.

Проект цифровой панель приборов открытый. Рад буду предложениям и комментариям!

Видео работы цифровой панели приборов на базе Raspberry Pi

Приложение на телефон Виртуальная панель приборов

Для телефона написал приложение — виртуальная панель приборов, данные от машины передаются через ELM327 Wi-Fi адаптер. Адаптер подключается в OBD2 разъем, делает запросы по CAN шине и возвращается ответы в приложение по Wi-Fi.

Приложение VAG Virtual Cockpit уже в AppStore. Пока, что только под iPhone/iPad, но Android версия планируется. Приложение решил сделать платным с минимальной символической стоимостью.
Если есть желание поддержать проект, то вот ссылка на приложение, принимаю любые замечания и предложения!
VAG Virtual Cockpit

Источник

Цифровая приборная панель на автомобиль своими руками

Такую приборную панель можно собрать на любой автомобиль, это универсальное устройство. Мы собирали приборную панель на базе уже существующей под названием Venator.

Для ее создания потребуются следующие комплектующие:

• Контроллер Arduino MEGA
• Планшет с операционной систем Androir
• Модуль Wi-Fi esp8266
• Преобразователь питания с 12 до 5 вольт (можно использовать любое автомобильное зарядное устройство для мобильных телефонов).

К контроллеру Arduino подключаются все датчики автомобиля. В нашем случае потребовалось еще установить датчик скорости в коробку передач вместо тросика привода спидометра. А так же завести провод в салон автомобиля от коммутатора зажигания, чтобы контроллер смог отображать обороты двигателя (это нужно было сделать, так как в ОКЕ не был установлен тахометр).

Схема

Датчики к контроллеру подключить необходимо по следующей схеме:

Скетч (прошивка) для контроллера Arduino Mega

Скачать готовый скетч в файле можете по этой ссылке.

unsigned long micros_sp = 0, micros_th = 0;
volatile int tz;
volatile int sz;
volatile int sp; //импульсы спидометра
volatile int th; //импульсы тахометра
int analogInput [15]; //массив аналоговых значений
int digitalInput[29]; //массив цифровых значений
String resultString = «»; //строка
int i; //счетчик циклов
//********************************************************************
void setup() <
for(i=0; i
digitalInput[i]=0;
>
for(i=0; i
analogInput[i]=0;
>
Serial.begin(115200);
Serial2.begin(115200); //инициализация ком порта
attachInterrupt(0, speedometr, RISING); //прерывание спидометра по фронтам импульса
attachInterrupt(1, tahometr, RISING); //прерывание тахометра по фронтам импульса
>
//********************************************************************
void loop() <
analogInput[0] = analogRead(0); // B13 напряжение
analogInput[1] = analogRead(1); // B24 топливо
analogInput[2] = analogRead(2); // B21 температура охлаждения
analogInput[3] = analogRead(8); //
analogInput[4] = analogRead(7); //
analogInput[5] = analogRead(3); //
analogInput[6] = analogRead(4); //
analogInput[7] = analogRead(9); //
analogInput[8] = analogRead(10); //
analogInput[9] = analogRead(11); //
analogInput[10] = analogRead(12); //
analogInput[11] = analogRead(13); //
analogInput[12] = analogRead(14); //
analogInput[13] = analogRead(15); //
analogInput[14] = analogRead(6); //

digitalInput[0] = digitalRead(4); // зажигание
// digitalInput[1] = digitalRead(5); //
//********************************************************************
digitalInput[2] = digitalRead(53) + //
digitalRead(51) * 2; //
//********************************************************************
digitalInput[3] = digitalRead(5) + // A14 левый поворот
digitalRead(6) * 2; // A13 правый поворот
//********************************************************************
digitalInput[4] = digitalRead(8) + // A18 ближний
digitalRead(9) * 2; // A17 дальний
//********************************************************************
digitalInput[5] = digitalRead(10) + // А16 птф передние
digitalRead(11) * 2; // A15 птф задний
//********************************************************************
digitalInput[6] = digitalRead(23); // A23 чек
digitalInput[7] = !digitalRead(21); // B 9 — уровень тж
digitalInput[8] = !digitalRead(31); // A19 — ручник
digitalInput[9] = digitalRead(25); // B 3 износ колодок
digitalInput[10] = !digitalRead(45); // B10 — лампа топлива
digitalInput[11] = !digitalRead(51); // B12 — уровень ож
digitalInput[12] = !digitalRead(47); // А24 — давление масла
digitalInput[13] = digitalRead(27); // A20 лампа вентилятора
digitalInput[14] = !digitalRead(29); // A23 зарядка
digitalInput[15] = digitalRead(33); // A 5 абс
digitalInput[16] = digitalRead(35); // A20 srs
digitalInput[17] = digitalRead(37); // A 3 ремень
digitalInput[18] = digitalRead(39); // B 1 двери
digitalInput[19] = 0;//digitalRead(22); // B 2 p
digitalInput[20] = 0;//digitalRead(24); // А22 r
digitalInput[21] = 0;//digitalRead(26); // A 7 n
digitalInput[22] = 0;//digitalRead(28); // B 6 d
digitalInput[23] = 0;//digitalRead(30); // B 5 s
digitalInput[24] = digitalRead(41); // A 8 резерв
digitalInput[25] = 0;//digitalRead(32); // A 9 резерв
digitalInput[26] = digitalRead(43); // A10 резерв
digitalInput[27] = 0;//digitalRead(34); // A11 резерв
digitalInput[28] = digitalRead(49); // B 4 резерв

resultString = String(resultString + sp);
resultString = String(resultString + «,»);
resultString = String(resultString + th*10);
resultString = String(resultString + «,»);
for(i=0; i
resultString = String(resultString + analogInput[i]);
resultString = String(resultString + «,»);
>
for(i=0; i
resultString = String(resultString + digitalInput[i]);
>
resultString = String(resultString + «:\n»);
// Serial2.print (resultString);
Serial.print (resultString);
resultString = String(«»);
tz = tz — 1;
sz = sz — 1;
if (tz == 0)

if (sz == 0)
delay(50);
>
//********************************************************************
void speedometr() < //измеряем частоту на входе спидометра по прерыванию
sp=(900000.0/( micros() — micros_sp));
micros_sp = micros();
sz = 10;
>
//********************************************************************
void tahometr() < //измеряем частоту на входе тахометра по прерыванию
th=(2900000.0/( micros() — micros_th));
micros_th = micros();
tz = 10;
>

Настройка ESP-8266

Перед тем как подключать Модуль ESP8266 к схеме его нужно прошить и настроить в режиме прозрачного моста Tcp2uart (tcp to uart), чтобы полученные данные с ком-порта он передавал планшету по Wi-Fi.

Прошивать лучше через USB-UART преобразователь, который должен иметь выход источника 3.3V для питания ESP8266. Так же этот источник должен обеспечить необходимый ток не менее 200мА.

Готово! Теперь при подключении модуля ESP-8266 к ардуино он работает в режиме прозрачного моста и по Wi-Fi передает необходимые данные.

Приложение «Приборная панель для планшета»

Приложение можете скачать по ссылке.

Благодарим пользователя Frud портала Drive2 за опубликованную версию приложения и описание метода установки приложения:

После установки приложение уже будет работать. Для того чтобы включить его автозагрузку необходимо сделать следующее:

После установки необходимо зайти в настройки Андроид, в раздел «Домашний экран», выбрать приложение приборной панели VenatorLite2. Очень важный момент! Выйти в настройки Андроида из приложения приборной панели для возврата стандартного Launcher-a нельзя. Перед тем как установить приложение вместо Launcher-a необходимо убедиться что в настройки можно зайти из статусбара. Иначе вернуть стандартный лаунчер будет проблематично.

ПРИМЕЧАНИЕ! Перед установкой автозагрузки желательно настроить и отладить работу приложения.

После запуска приложения нужно зайти в настройки (нажать на значок шестеренки справа вверху). Тут надо указать ip-адрес и порт (В нашем примере этими значениями являются: адрес 192.168.4.1 и порт 3333).

Осталось все подключить и протестировать. Если все сделали правильно, то при вкючении устройства и подаче на 4-ый пин ардуино «плюса» приборная панель включится.

А вот как выглядит приборная панель, установленная в ОКУ:

Желаем успеха в реализации данного проекта

Источник