Ильинов А.А., Белорыбкин Д.Н. Разработка системы контроля текущего состояния автомобиля на базе микроконтроллеров. В статье рассматриваются вопросы разработки системы контроля текущего состояния автомобиля на базе платформы Arduino и платы TETRA. Представлена структура системы, ее функциональные возможности и практическое применение для контроля и диагностики работы автомобиля. Описана реализация системы управления с применением платы TETRA для наблюдения за автомобилем и вмешательства в процесс управления.

Ключевые слова: микроконтроллеры, Arduino, TETRA, бортовой компьютер, диагностика автомобиля

Abstract: Ilinov A.A., Belorybkin D.N. Development of a system for monitoring the current state of a car based on microcontrollers. The article discusses the issues of developing a system for monitoring the current state of a car based on the Arduino platform and the TETRA board. The structure of the system, its functional capabilities and practical application for monitoring and diagnostics of the car's operation are presented. The implementation of a control system using the TETRA board for monitoring the car and interfering with the control process is described.

Keywords: microcontrollers, Arduino, TETRA, on-board computer, car diagnostics

Введение

В процессе работы проводятся исследования, связанные с разработкой системы контроля текущего состояния автомобиля на базе платформы Arduino. Основная задача – разработка системы контроля текущего состояния автомобиля на базе платформы Arduino и платы TETRA.

Цели работы:

• создание системы подобной бортовому компьютеру автомобиля (создание микропроцессорной системы);
• приобретение практических навыков использования платформы Arduino и платы TETRA;
• научно-исследовательская деятельность студентов.

Разработка системы контроля состояния автомобиля

Разработана система, подобная бортовому компьютеру автомобиля, которая предназначена для диагностики работы автомобиля и получения практических навыков по программированию, проектированию, монтажу систем различного уровня сложности. Основной целью разработки является микропроцессорная система, которая обрабатывает информацию о состоянии функциональных узлов автомобиля, получаемую с электронного блока управления.

Разработка бортового компьютера на базе платформы Arduino позволяет увеличить возможности для контроля, диагностики и управления текущего состояния автомобиля.

Современный автомобиль не обходится без бортового компьютера. С каждым годом разрабатывается множество новых электронных систем, контролирующих работу функциональных узлов (двигатель внутреннего сгорания, коробка переключения передач) и дополнительных устройств автомобиля. Электронные системы характеризуются множеством параметров.

Функциональные возможности системы

Устройство выполняет следующие функции:

• Получение и вывод мгновенных параметров;
• Расчет и вывод маршрутных параметров;
• Получение и вывод информации о диагностических кодах неисправностей.

Разработанная система представляет собой бюджетный вариант с максимальным количеством функциональных возможностей.

Выбранная элементная база решает следующие проблемы: считывание и передача информации от электронного блока управления автомобиля; приём и обработка этой информации; вывод обработанной информации для взаимодействия с пользователем.

Скетч-прошивка платы Arduino для обработки данных позволяет обрабатывать полученные данные из электронного блока управления автомобиля, выполняет вычисления на основе этих данных, и отправляет информацию на вывод.

Интерфейс для взаимодействия пользователя с устройством включает в себя кнопки «Вперед» и «Назад», которыми переключаются экраны устройства, динамик для звукового оповещения и дисплей для отображения информации.

Данное устройство было испытано на реальном автомобиле – LADA и проявило себя как полноценный бортовой компьютер, все параметры работы автомобиля фиксировались и отображались в полной мере и соответствовали действительности.

В дальнейшем предполагается использовать это устройство в личных целях. Знания и умения, полученные в ходе работы, помогут в освоении такой сферы, как компьютерная диагностика автомобилей.

Система управления на базе платы TETRA

В работе также рассматривается реализация систем управления с применением платы TETRA.

Реализована система управления средствами наблюдения за автомобилем и возможность вмешательства в процесс управления. Дополнительно осуществляется регистрация и протоколирование данных, автоматическая связь с автоматизированной системой управления.

Современные устройства управления обычно реализуются с широким применением средств вычислительной техники, типовых средств человеко-машинного интерфейса, связанных через единую систему. Компактное устройство на платформе TETRA может обеспечивать управление, наблюдение, мониторинг, эмуляцию различных систем и подсистем автомобиля.

TETRA – плата на основе микроконтроллера, предназначенная для управления электронными устройствами. Микроконтроллер — это однокристальный компьютер, способный выполнять простые задачи. Процессор с тактовой частотой 16 мегагерц, оперативная память 2,5 килобайта и постоянная память 32 килобайта, хотя и кажутся по современным меркам очень маленькими, позволяют создавать интересные проекты. Плата имеет 16 ячеек, в которые можно подключать модули — датчики, элементы управления и индикации и т.д. К TETRA можно подключать различные электронные модули, чтобы определять нажатия кнопок, измерять температуру, освещённость, считывать значения с других сенсоров. Можно управлять моторами, включать светодиоды, воспроизводить звук. Каждый модуль имеет своё назначение, что позволяет легко реализовать систему управления автомобилем.

Плата TETRA и компоненты помогает реализовать различного уровня сложности системы управления автомобилем. На ней легко можно сымитировать работу различного рода элементов целостной системы, попрактиковать навыки программирования.

Простота конструкции, легкость монтажа и программирования хорошо подходят для использования в учебном процессе и получения различных навыков в изучении программирования и взаимосвязи элементов между собой.

Заключение

Разработанная система контроля текущего состояния автомобиля на базе микроконтроллеров Arduino и TETRA представляет собой эффективное решение для диагностики и контроля работы автомобиля. Система позволяет получать, обрабатывать и отображать данные о состоянии функциональных узлов автомобиля, а также осуществлять управление различными системами. Простота конструкции, доступность компонентов и открытость платформы делают разработку перспективной для дальнейшего совершенствования и применения в практической деятельности.