Objectif

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. L'origine de ce projet répond à un triple besoin :

Ajouter quelques fonctions dans la voiture. À la base rien de compliqué mais je ne supportais plus decharger ma batterie parce que j'oubliais mes feux !
Je voulais essayer les Raspberry Pi, tout le monde en parle, mais qu'est ce que c'est que ce truc ?
C'est aussi un démonstrateur de mon savoir faire. Un CV en quelques sorte. Ce projet comporte en effet plusieurs gros morceaux qui sont :
- création de 2 cartes électroniques analogiques et numériques, filtres, alimentation, BUS de communication I2C et CAN.
- Programmation embarqué (STM32) en C sous OpenSTM, programmation débarqué en Python sur le Pi.
- Un peu de Linux
- Tous les à cotés, gestion des capteurs, cablage etc. sont aussi une grosse part.
- Gestion de projet (fabrication des cartes, maitrise des coûts test, vente etc.)

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 d'un système complet.

Si vous désirez aussi monitorer votre vieille voiture, un bateau, ou tout autre projet, n'hésitez pas à me contacter. Je propose à la vente des kits qui vont de la simple carte à l'ordi complet en fonction de votre envie de bricoler ou de vos connaissances.

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Un article a été publié sur Framboise 314, le site de référence pour les fous du Pi en français.

Architecture

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.

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

Nomenclature

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

L'ordinateur

un Raspberry Pi avec un connecteur large 40 points. (par exemple Type 2B, 2B+ 3B 3B+ etc.)
un écran 7" officiel. Les plus récents premettent le réglage de la luminosité. Pourquoi celui là ? pour pas me faire chier, il est reconnu, il marche bien.
Le boitier SmartiPi Touch d'Audiophonic
Le capot arrière large qui va avec le le boitier SmartiPi Touch. La carte Mezzanine revision B est faite pour, ce serait dommage de s'en priver !
La carte mezzanine
Un couple de connecteur Phoenix pour pouvoir débrancher rapidement l'ordinateur : l'embase DFK-MSTB 2,5/ 6-G-5,08 et le connecteur MSTB2,5/6-ST-5,08. Les signaux à brancher sont :
- +12V permanent (Protégé par un fusible sur la carte mezzanine, le général de la voiture étant trop gros)
- +12V APC (protégé par un fusible plus petit celui de la voiture)
- Une reprise de masse
- Sortie 12V vers la (les) carte acquisition
- CAN H
- CAN L

Acquisition

Une seule carte acquisition suffit pour la plupart des configurations. Il est possible de les chainer et d'en avoir plusieurs dans un projet, par exemple pour éviter d'avoir des capteurs avec fils qui courent sur 5m.
du BON fil pour l'automobile. Ne lésinez pas sur la qualité des fils d'alimentation, et pour les parties sous tension (les feux, la batterie) !
du fils réseau multibrins (type rallonge réseau) pour les petits capteurs genres effet hall. C'est gainé, ça va pas mal. Attention, le monobrin est cassant
cosses, embouts, etc.

Sondes des capteurs et sondes branchées

Capteur effet hall par exemple le PGN-SP-003 pour la vitesse ou le compte tours sur un diesel, branché(s) sur une (des) entrées compteurs. autres exmples : chez Conrad ou encore un autre chez Conrad. Attention ne pas prendre de capteur pour roue dentée ou capteur de position angulaire.
Un débitmetre B.I.O-TECH série FCH-M branché sur une entrée compteur. Le connecteur est un connecteur JST PH. Il vous faudra donc un housing PHR3 ainsi ainsi que des contacts. Il est possible de trouver des contacts déjà monter sur fils. Note : il doit resister au carburant, le plastique doit être du "POM".

Une résistance de 10kΩ à 68kΩ (valeur à ajuster pour chaque véhicule) pour le compte-tours sur un moteur essence. Voir les éxplications sur le compte-tours.
Du fil haute tension pour aller jusqu'à la carte (un vieux fil de bougie, sinon du fil teflon) ainsi qu'une cosse pour se reprendre sur le rupteur
Cas du moteur diesel : un capteur à effet hall.
Niveau batterie : Juste du fil qui part de l'APC et qui va sur sur une entrée analogique.
Jauge de carburant branchée entre la jauge et le galvanomètre : juste un fil, mais l'étalonnage est chiadé par contre (détail sur cette page)
Pour les capteurs de température, une CTN comme par exemple la B57045K0473K000 de chez EPCOS Les capteurs de t° sont à brancher sur les entrées ADC
capteur tout ou rien : Frein à main (j'ai ajouté un fin de course, voir ici)
capteur tout ou rien : feux allumés (juste un fil)

Ordinateur de bord pour voiture de collection

Objectif

Architecture

Fonctions

Sous-Ensembles

Carte Power/CAN/RTC

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

Nomenclature

L'ordinateur

Acquisition

Sondes des capteurs et sondes branchées

Application Raspberry Pi

Page détaillant l'application