H Бортовой компьютер для авто на Arduino своими руками за 25$ в черновиках Из песочницы

Приветствую!

Примерно за 25 долларов мы сможем сделать бортовой компьютер, умеющий считать расход топлива, показывать температуру охлаждающей жидкости, скорость авто, расстояние поездки, потраченный бензин за поездку, обороты двигателя, давление во впускном коллекторе, температуру впускного коллектора, УОЗ, коррекции топлива, вольтаж датчиков кислорода, нагрузку двигателя и многое другое. Сброс ошибок доступен в режиме «recovery» (как зайти написано ниже). Общий цикл работы с запросом всех данных из эбу происходит примерно раз в 750 мс. (при условии паузы между запросами в 65 мс, так по умолчанию)

Список требуемых деталей для сборки БК

1) Arduino Uno R3 — 1 шт. ~ 7 долларов:



2) LCD2004 жк-модуль ~ 6 долларов:



3) Модуль Bluetooth HC-05 ~ 4 доллара:



4) OBD ELM327 Bluetooth сканер ~ 4 доллара:



5) Резистор 10 кОм подстроечный, бипер для звука, 2 кнопки для смены экранов, провода для соединений, корпус ~ 3 доллара.

Настройка блютуз модуля HC-05 для работы

Подпаиваем провода к пинам блютуза: (картинку с выходами смотреть в описании требуемых деталей)

• 1 — это TX
• 2 — это RX
• 12 — это 3.3V
• 13 — это GND
• 34 — на этот вход тоже кидаем 3,3 V (нужен для перевода модуля в режим настройки с помощью AT команд).

Подключаем блютуз модуль к ардуине для его настройки

• 1 — TX модуля в 6 пин ардуины. (внимание будет TX в TX это не ошибка!)
• 2 — RX модуля в 7 пин ардуины. (аналогично не ошибка!)
• 12 — и 34 пин к 3,3V ардуины.
• 13 — GND ардуины.

Открываем Aduino IDE 1.0.6 (использовал эту версию) и заливаем скетч через USB порт в плату.

#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial BTSerial(6, 7); // TX | RX
void setup()
{
Serial.begin(9600);
Serial.println(«Enter AT commands:»);
BTSerial.begin(38400);
}

void loop()
{
if (BTSerial.available())
Serial.write(BTSerial.read());
if (Serial.available())
BTSerial.write(Serial.read());
}

После успешной загрузки скетча открываем: Сервис->Монитор порта. Далее снизу ставим скорость 9600 бод и NL+CR вместе.

Далее вводим команды по одной и нажимаем [Послать]. После каждого ввода должен быть ответ ok.

AT // (возможно 1 раз вылетит Error, не пугайтесь… это нормально, повторите опять)
AT+NAME=Car //Присваиваем имя модулю Car
AT+ROLE=1 // Переводим модуль в режим Мастер
AT+PSWD=1234 // Ставим пароль 1234 как на OBD ELM327
AT+BIND=AABB,CC,112233 //Прописываем Mac адрес OBD ELM327.
AT+CMODE=1 // Подключение модуля с фиксированным адресом

Заметьте, что mac-адрес вида: «AA:BB:CC:11:22:33» вводится как «AABB,CC,112233». MAC- адрес своего модуля ELM327 можете посмотреть, подключившись для начала на него со своего мобильника. (Стандартные пароли обычно: 1234, 6789, 0000).

Всё, настройка модуля Bluetooth закончена.

Теперь нужно собрать схему Arduino + блютуз + LCD-экран

Схема:


1.Начнем с подключения HC-05 Bluetooth модуля.

• 1 — TX модуля засовываем в 7 Pin (Rx) арудины (именно TX в RX, не так как ранее);
• 2 — RX модуля засовываем в 8 Pin (Tx) арудины;
• 12 — Pin (3,3V) модуля в Pin 3,3V ардуины;
• 13 — Pin (Gnd) в Gnd арудуины;
• 34 — Pin мы никуда не подключаем (заизолируйте или отпаяйте).

2. Подключаем монитор LCD.

• VSS экрана к GND ардуины;
• VDD экрана к 5V ардуины;
• V0 экрана к центральному выходу резистора;
• RS экрана к 12 пину ардуины;
• RW экрана к GND ардуины;
• E экрана к 11 пину ардуины;
• DB4 экрана к 5 пину ардуины;
• DB5 экрана к 4 пину ардуины;
• DB6 экрана к 3 пину ардуины;
• DB7 экрана к 2 пину ардуины;
• A — к 5V ардуины;
• K — GND ардуины.

Одну из оставшихся ног потенциометра пустить на GND ардуины.

Переменный резистор на 10кОм нужен, чтобы управлять контрастностью монитора, так что если при первом включении вы включите и ничего не увидите, попробуйте отрегулировать контрастность шрифта поворотом резистора.

3. Подключаем дополнительную кнопку для переключения экранов с данными.

[1 кнопка]: один конец от нормально-открытой кнопки подключаем в GND ардуино, а второй конец в пин 10.
[2 кнопка]: GND + пин 9.

Бипер для звуковых предупреждений подключить по следующей схеме "+" к пину 13, а минус к GND ардуино.

Заливаем скетч в Arduino с помощью Aduino IDE 1.0.6 (использовал эту версию).

Единственное, в скетче присутствуют переменные, которую нужно подправить.

Нужно будет обязательно учесть три переменных:

1) ED=1.998 Например объем двигателя в литрах 1.398;
2) VE_correct=1.0; Корректировка объёмного КПД ДВС по таблице: (если расход реально меньше — то уменьшаем значение в процентном соотношении). Если не хотите калибровать добейтесь чтобы при прогретом двигателе мгновенный расход в л/час был в районе половины обьема двигателя;
3) tcorrect=1.014 (калибровка времени).
4) delay_var=65 Время паузы между запросами в ЭБУ, в дастере например все работает уже на 65 мс, а в старом chrysler cirrus надо аж 235 мс ставить.
5)speed_korrect_val=1; Корректировка скорости машины, смотреть по GPS/

Возможно, Arduino будет не точно считать время с помощью комманды millis()… Тут только вручную корректировать значение. На экране «технологический 2» будет указаны секунды: например, time_start: 23. Сравните значение с реальным. Для примера засеките 10 минут, когда значение time_start будет, например, равно 23. И выйдет, что через 600 секунд реально покажет 605. Итого 623-605=18 секунд отставание в ардуинке. То есть поправочный коэффициент tcorrect будет равен 623/605=1,02975.

Управление

[Кнопка 1], [кнопка 2] — листать экран вперед назад.
При включении при надписи «Connecting»… держать [кнопку 1] вход в режим показывания технологических экранов и параметров отдаваемых ЭБУ в 16-чном формате. Если будете включать БК не в машине то нужно отключить функцию опроса блютуз, надо продолжать держать две кнопки при надписи «Recovery»… до появлении надписи «All off»… а то экран будет все время пустой.

[Кнопка 1] + [кнопка 2]: 4 секунды — Сброс журнала общего пробега и потраченного бензина на втором экране, также это сброс ошибок на экране информации об ошибках.

Скетч:

доступен по ссылке: pastebin.com/eP20LeXX

(по умолчанию настройки в скетче на Рено Дастер 2.0)

Все, идем в машину, вставляем ELM327 в порт, ардуину в зарядку для авто и проверяем.

UPD 06.02.15: Обновлен расчет MAF по изменяемой объемной эффективности VE согласно графика при которое VE зависит от оборотов двигателя.
UPD 05.03.15: Переделан режим записи в EEPROM данных журнала пробега и расхода. Теперь данные записывает при низкой скорости от 1 до 9 км/час раз в 30 секунд, а при заведенном двигателе но скорости 0 км/час, раз в 10 секунд.
UPD 04.03.15: Обновлен режим «торможение двигателем», теперь срабатывает по нагрузке двигателя, работает корректнее чем по Fuel System Status. Расход топлива теперь изменяется по топливным коррекциям Long и Short. Также добавлено множество других правок.
UPD 26.02.15: Добавлен звуковой бипер. Если температура двигателя выше 102 градусов то вывести предупреждение о высокой температуре на экран и прогудеть бипером, так же будет звук при появлении ДжекиЧана
UPD 25.02.15: Добавлены экраны датчиков кислорода B1S1, B1S2.
UPD 24.02.15: При включении БК проверяет есть ли ошибки двигателя. При их наличии пишет сколько ошибок в двигателе, и показывает код ошибки. Сброс доступен в режиме рекавери.
UPD 23.02.15: Добавлен экран топливной коррекции.
UPD 22.02.15: Добавлен экран очистки ошибок в режиме recovery. Для очистки ошибок зажать обе кнопки на 4 секунды.
UPD 19.02.15: Добавил журнал общего пробега и потраченного бензина. Сброс — обе кнопки подержать 3 секунды.


Про параметр Fuel system status:

Для него нормальные показания это Closed loop (2).
Но иногда можно увидеть там open loop (1). Это значение можно увидеть в трех случаях:
1) автомобиль холодный и датчик кислорода еще не прогрелся
2) сильное нажатие на педаль газа и прекращение коррекции по ДК с целью достижения макс. мощности
3) прекращение подачи топлива при отпускании педали газа на скорости на передаче.
Про Обьемный КПД двигателя

Объёмный КПД двигателя внутреннего сгорания отражает эффективность всасывания в цилиндр и выпуска из цилиндра рабочей среды (то есть, топливо-воздушной смеси или выхлопных газов). Говоря более строго, объёмный КПД — это отношение (или процентное соотношение) количества рабочей среды, фактически всасываемой в цилиндр, к объёму самого цилиндра (при неизменных условиях). Поэтому те двигатели, которые могут создавать давления на входах в трубопроводы выше давления окружающей среды, могут иметь объёмный КПД больший 100 %.

VE изменяется в зависимости от оборотов, и дроссельной заслонке согласно найденной информации и в машинах для него вообще есть настоящие 3D таблицы:



Нашел график изменения в гугле и попытался воспроизвести хотя бы грубо его изменение.



Вот такой вот график получился! =))) ( кто сможет точнее дать данные для более точного графика буду рад, информации особо не нашел сколько не искал.)



Успехов!

Интересные ссылки по теме

Все о блютуз модулях и их программировании;
OBD-II_PIDs;
Про расход, IMAP, MAP, MAF;
Все о ELM327;
ELM327 Scanmaster manual;
Объёмный_КПД_двигателя_внутреннего_сгорания;
Hobdrive forum;
Подключение ЖКИ;
Расчет расхода бензина;
ПРО OBDII протокол;
Про кратковременную и долговременную коррекцию;
Датчики современной машины.
Описание возвращаемых PID;
Бедная или богатая смесь бензина и воздуха;
Информация о EOBD;
Про коррекцию топлива;