wizzのブログ一覧

なるべく秋月電子で購入できる部品で設計を見直して、回路図と基板図を作成した。なんとか収まった感じ？

なお、スタッキング方向が通常と逆になるので、RaspberryPi Zero WHだと取り付けができないのが難点。正規の方向だと、RaspberryPi Zeroの純正ケースが流用できない。う～む。


Fig.1 Schematic


Fig.2 PCB Component side


Fig.3 PCB Solder side

とりあえず、RaspberryPi Zero / Zero W / Zero WH用の HATの回路図を作成してみた。ホビー用なので、ダンピング抵抗は取り除いても良いかもしれない。ホビー用なので、静電気対策もなければ EMC対策もない。

OSCすら付けたくないので、RaspberryPi内蔵のハードウェア PWMでクロックを作って、MCP2515に入れてみた。結果は、周波数が低すぎて CANの 500kbpsが作れなかった。UARTだけならできるかもしれないけれど、トラブルの元になりそうなので、結局、普通の水晶振動子を載せることにした。

主な機能
1) CAN 1.0 インターフェース (CAN FD未対応)
2) ISO9141 インターフェース
3) GPS インターフェース
4) microSD インターフェース (動画保存用)
5) シリアルコンソール用のインターフェース

電源の監視は、アクセサリ電源を確認して、ACCオフの時には低消費電力モードに入ることにして、常に起動しっぱなしにしようと思う。というか、Linuxで電源のオンオフをマトモにやるのは面倒くさい。RaspberryPi Zeroなら 5V, 100mA程度以下で待機できるので、日常的にクルマに乗る人ならさほど問題ないと考える。


Fig.1 Schematic


Fig.2 PCB


表面実装部品を使わず、DIP品だけでも収まりそうな気がしてきたので、もう少し回路をブラッシュアップしようかな

トヨタ ファンカーゴに接続して、CANのテスト。どうも古いトヨタ車は、CANが使えないらしい。ISO9141からトヨタ プロトコルで読み出す必要がありそう。自分の使用したい環境ではないので、とりあえず今はペンディングとしよう。

メジャーどころのクルマは、調査しておきたい。スバルはほぼ完璧なので、例えば、下記あたりか。

トヨタ ヴィッツ
ホンダ フィット
日産 ノート


まあでも、CANと ISO9141にさえ繋がれば、あとは誰かがプロトコルを作ってくれると思うので、ほったらかしでも良いような気がしてきた。面倒なのは、動画処理と保存処理だろうし。

RaspberryPi Zero W + RaspberryPi カメラ (1280x720px) + mjpg-streamer + ffmpegの組み合わせで、撮影と動画保存に関するCPU負荷率を調査した。microSDに書き込みをすると、やはり CPU負荷が高くなる。I/O待ちの影響が大きそう。CAN通信と組み合わせると、60 ～ 80%ぐらいになるので、かなりギリギリになりそう。

sambaサーバを立てて、WiFiによるファイル転送は 5MB/sぐらい。ちょっと遅いか。動画を大量に抜き出すときは、microSDを取り外すことになるかもしれない。


Fig.1 tmpfsに動画を保存したときの CPU負荷


Fig.2 microSDに動画を保存したときの CPU負荷


Fig.3 WiFiによるファイル共有, 動画転送の速度

RaspberryPi Zero Wに RS485 CAN HATを取り付けて、まずは CANの評価を行った。OBD2の CAN-H , CAN-L に配線をして、RaspberryPi から can0 インターフェースとして見えるように設定して、簡単なコマンドを送信して動作検証。

トヨタ マークXジオ 350Gは、CANからエンジン回転数が取得できたけれど、R205からは取得できず。スバル車の場合は、ISO9141の K-Lineから SSMのプロトコルで取得するのが一番良さそう。残りは、ホンダとニッサン。

SPIのクロックが 1MHzのとき、RaspberryPi Zeroの CPU負荷率は、おおよそ 15 ～ 20%。8MHzまで上げると、10～15%ぐらいまで負荷率が下がる。CPU負荷が高い原因は、MCP2515の割込によるものっぽい。OBD2のコネクタを抜き、CANの通信をなくすと、割込による CPU負荷はゼロになる。MCP2515のデータシートによれば、MCP2515内部にハードウェアフィルタが内蔵されているので、恐らくこのあたりを上手に設定すれば、CPU負荷は劇的に下げられそうな気がする。









それ以外の作業としては、microSDを 32GBから 400GBへ移行して、動画保存のできる準備を整えた。

また、WiFiの接続先をスマホのテザリングとした。RaspberryPi Zeroを hostapdを使ってアクセスポイントにすることもできるけれど、外部ネットワークに繋がる方がメリットが大きいと判断した。

RaspberryPi Zero Wに RaspberryPi Cameraを取り付けて、撮影の準備を整えた。とりあえず、映像が取れることだけを確認した。