Ordinateur de bord pour voiture de collection

Objectif

02 Raspberry Embedded automotiv

Un ordinateur de bord dans une voiture de collection avec un Raspberry Pi 2 B+ pour monitorer le moteur et le comportement de la voiture.

Parce que je suis d'abord électronicien et surtout parce que c'est fun, j'ai eu envie d'installer un ordinateur de bord dans mon Estafette Alouette.

La plupart des projets utilisants un raspberry pi dans une voiture se connectent à l'ordi de la voiture pour relire des informations, ou donner des ordres à l'ordinateur intégré à la voiture. Certains intégrent juste une centrale multimédia de manière propre.

Dans mon cas, il s'agit de créer un ordinateur qui supervise la voiture. Il s'agit donc de bien plus qu'un simple ordi communicant sur réseau CAN, il faut aussi de l'électronique pour l'aquisition des données en temps réel. Il s'agit donc bien d'un ordinateur de bord "ECU".
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Un article a été publié sur Framboise 314, le site de référence pour les fous du Pi en français.

Architecture

overview

Comme c'est un ECU qui controlera un certain nombre de paramètres de la voiture, il est important qu'il soit bien pensé. Un organisation en réseau série type CAN bus est indispensable pour pouvoir le faire évoluer. Il suffit de rallonger le fil et rajouter un module pour ajouter des fonctions.

Des capteurs distribués dans la voiture seront relus par des cartes ou "modules" CAN, qui seront reliée au Raspberry Pi grace à une carte aditionnelle "Mezzanine" qui permet d'ajouter toutes les fonctions manquantes au Pi

La couche suivante est logicielle. Le Raspberry Pi est sous Raspbian Jessie, le logiciel est developpé en Python 3.

Voir le synoptique du montage complet

Fonctions

Les fonctions ciblées sont les fonctions habituellement disponibles dans une voiture standard. Mais dans le cas d'une voiture de collection qu'on bichonne, qui est (quand même un peu) moins fiable, on aime bien des paramètres plus poussés pour surveiller un peu sa voiture.

12 compteurs noir
  • Affiche la vitesse
  • Affiche des compteurs kilométrique (l'estafette n'a qu'un compteur principal à 5 chiffres)
  • Affiche la consomation temps réel et moyennée
  • Affiche l'autonomie restante (l'estafette à une autonomie d'environ 350 km)
  • …des paramètres moteurs (t°, rotation, etc...)
  • Et des alarmes standards, par exemple les feux allumés quand le moteur est eteint
  • eventuelement : alertes entretien par exemple

Sous-Ensembles

l'ensemble des developpements materiels sera donc :

Carte Power/CAN/RTC

Carte aquisition STM32 ADC / Compteur / PWM / pour BUS CAN

Nomenclature

Voici le materiel que j'ai utilisé. Bien sur chaque projet étant différent, ce n'est pas une liste absolue !

L'ordinateur

Acquisition

Sondes des capteurs et sondes branchées

  • compteur d'impulsions : vitesse à partir d'un ILS fixé en sortie de boite Choisissez plutot un capteur à effet hall, c'est plus pratique
  • compteur d'impulsions : débitmetre B.I.O-TECH série FCH-M. Le connecteur est un connecteur JST PH. IFCH-Ml vous faudra donc un housing PHR3 ainsi ainsi que des contacts. Il est possible de trouver des contacts déjà monter sur fils.
  • 15 debitmetre
  • compteur d'impulsions : compte-tours. De loin le capteur le plus chiadé. Reprise du fils de rupteur pour avoir le régime moteur. Un bon filtre est necessaire avant d'envoyer ce signal dans l'électronique (schéma du filtre) Il s'agit ici d'un filtre du 2nd ordre passe bas, suivit d'un rejecteur de composante continue… ça marche plutot bien. La résistance de 68K doit être placée au plus près du rupteur pour ne pas promener la haute tension. De même, le fil d'entrée du filtre est du fil HT.
    Cas du moteur diesel : un capteur à effet hall.
  • capteur de tension ADC : batterie
  • capteur de tension ADC : jauge de carburant branchée entre la jauge et le galvanomètre
  • capteur de tension ADC : CTN température moteur de 47kΩ à visser
  • capteur de tension ADC : CTN température exterieure 47kΩ à visser
  • capteur tout ou rien : Frein à main (j'ai ajouté un fin de course, voir ici)
  • capteur tout ou rien : feux allumés

Application Raspberry Pi

12 python raspberry Le programme est réalisé en Python 3, cela permet d'être rapide et très flexible. Tout et configurable et orgnaisé autour des variables de la voitures à surveiller ou asservir. L'application n'est pas (encore) très sexi mais je travaille à ce qu'elle soit présentable !

(photos en vrac)

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