IoT4Car: телеметрия авто через OBD-II на Arduino MKR1000 + облако (dweet.io + freeboard.io)

Компоненты и материалы

• Arduino MKR WiFi 1000 — 1 шт. (3.3В логика!)
• SparkFun OBD-II UART Board (чип STN1110, ELM327-совместимый) — 1 шт.
• Кабель OBD-II → DB9 — 1 шт.
• Logic Level Converter (двунаправленный, 5В↔3.3В) — 1 шт. (обязателен для MKR!)
• LCD 1602 (опционально, для локального вывода) — 1 шт.

Программное обеспечение и сервисы

• Arduino IDE
• dweet.io (простой IoT-брокер, HTTP POST)
• freeboard.io (дашборды, виджеты, читает dweet.io)

Как это работает

1. OBD-II UART плата подключается к диагностическому разъёму авто (стандарт с 1996 г., CAN-обязателен с 2008 г.).
2. STN1110 переводит OBD-протоколы в UART (AT-команды ELM327).
3. MKR1000 общается с платой через Serial1 (пины 13=RX, 14=TX) через логический преобразователь.
4. MKR отправляет PID-запросы: 010D (скорость), 010C (об/мин), 012F (уровень топлива), 0105 (температура ОЖ).
5. Ответы парсятся, значения конвертируются в физические единицы.
6. Данные выводятся на LCD и каждые 10 сек отправляются на dweet.io (HTTP POST).
7. freeboard.io визуализирует: спидометр, тахометр, уровень топлива, термометр.

Важные нюансы

• Serial1, а не Serial! На MKR пины 13/14 — это Serial1. Serial — это USB-CDC для ПК.
• Уровни 5В от OBD-платы → 3.3В MKR через конвертер. Прямое подключение убьёт MKR.
• WiFi в машине: автор использует телефон как точку доступа. Для продакшена лучше MKR GSM 1400.
• Парсинг ответа: формат `>1 PID DATA...`, данные начинаются с 6-го символа.

Пример конвертации данных

• RPM: ответ `0C 098C` → 0x098C / 4 = 2444 об/мин
• Speed: `0D 3C` → 0x3C = 60 км/ч → ×0.621 = 37 миль/ч
• Fuel: `2F 1D` → 0x1D / 255 × 100 = 11%
• Coolant: `05 79` → 0x79 − 40 = 81 °C

Код (основные фрагменты)

// WiFi + dweet.io
#include <WiFi101.h>
#include <SPI.h>
#include <LiquidCrystal.h>

char ssid[] = "YOUR_SSID";
char pass[] = "YOUR_PASS";
char server[] = "www.dweet.io";
WiFiClient client;
unsigned long lastPost = 0;
const long postInterval = 10000; // 10 сек

// LCD
LiquidCrystal lcd(12, 11, 5, 4, 3, 2);

// OBD
char rxData[20]; uint8_t rxIndex = 0;
int vSpeed=0, vRPM=0, vFuel=0, vTemp=0;

void setup() {
  lcd.begin(16,2);
  Serial1.begin(9600); // OBD UART
  WiFi.begin(ssid, pass);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) delay(500);
}

void loop() {
  getSpeed();  // 010D
  getRPM();    // 010C
  getFuel();   // 012F
  getCoolTemp(); // 0105
  if (millis() - lastPost > postInterval) { httpRequest(); lastPost = millis(); }
}

void getSpeed() {
  Serial1.println("010D"); delay(200); getResponse();
  vSpeed = strtol(&rxData[6], 0, 16) * 0.621371; // mph
  lcd.setCursor(0,0); lcd.print(vSpeed); lcd.print(" mph");
}

void getRPM() {
  Serial1.println("010C"); delay(200); getResponse();
  vRPM = (strtol(&rxData[6],0,16)*256 + strtol(&rxData[9],0,16)) / 4;
  lcd.setCursor(8,0); lcd.print(vRPM); lcd.print(" rpm");
}

void getFuel() {
  Serial1.println("012F"); delay(200); getResponse();
  vFuel = strtol(&rxData[6],0,16) * 100.0 / 255;
  lcd.setCursor(0,1); lcd.print(vFuel); lcd.print(" %");
}

void getCoolTemp() {
  Serial1.println("0105"); delay(200); getResponse();
  vTemp = strtol(&rxData[6],0,16) - 40;
  lcd.setCursor(8,1); lcd.print(vTemp); lcd.write(0xDF); lcd.print("C");
}

void getResponse() {
  while (Serial1.available()) {
    char c = Serial1.read();
    if (c == '\r') { rxData[rxIndex] = '\0'; rxIndex = 0; break; }
    if (rxIndex < 19) rxData[rxIndex++] = c;
  }
}

void httpRequest() {
  if (client.connect(server, 80)) {
    String data = "POST /dweet/for/mkr1000?RPM=" + String(vRPM) +
                  "&Speed=" + String(vSpeed) +
                  "&Fuel=" + String(vFuel) +
                  "&Temp=" + String(vTemp);
    client.println(data);
    client.println("Host: www.dweet.io");
    client.println("Connection: close");
    client.println();
  }
}

Настройка дашборда freeboard.io

1. Создать Datasource → Type: JSON, URL: `https://dweet.io/get/latest/dweet/for/mkr1000`, Refresh: 10 сек.
2. Добавить Pane → Gauge widgets для RPM, Speed, Fuel, Temp, привязать к datasource.

Перспективы

• Проектирование единой PCB с интеграцией всех модулей.
• Переход на MKR GSM 1400 для независимости от Wi-Fi.
• Добавление GPS, акселерометра, анализ стиля вождения, предиктивное обслуживание.