Проецируем с помощью arduino скорость на лобовое стекло машины

Проектор на ветровое стекло — какой лучше и есть ли польза? HUDсовет ЗР

Если хочешь, чтобы показания приборов проецировались на лобовое стекло, нужен HUD-дисплей. Три таких устройства попали к нам в руки.

В конце прошлого века подобные приборы казались чем-то инопланетным. Термин HUD произошел от англо­язычного сочетания head-up display: дословно — «дисплей поднятой головы», более понятно — проектор на ветровое стекло. Поначалу эти устройства не имели отношения к автопрому и применялись в военной авиации. Навигационные данные, показания наиболее важных приборов, информация о состоянии систем самолета выводились на защитное стекло шлема, помогая пилоту концентрироваться на выполнении поставленной задачи. Первые HUD-дисплеи были монохромными, но вскоре картинка обрела и цвет.

Высокие технологии спустились с небес и прописались на автомобиле. Дорогие модели получают такую систему на заводе, а владельцы бюджетных машин могут приобрести проектор отдельно. Эти относительно дешевые изделия мы и решили испытать на профпригодность. Их объединяют восточное происхождение, минимум информации и четырехзначная цена. Нам предлагали приобрести и более дорогой проектор, который показывает на ветровом стекле даже кино. Но зачем провоцировать водителя подобными развлечениями?

Примерная цена 9990 руб.

Индикаторное устройство, работающее совместно с навигационной программой через смартфон по протоколу Bluetooth. Именно установленное приложение выводит на экран подсказки: указатели направления и расстояние до поворота. Для устройств на платформе Android это приложение в России не работает, а для гаджетов Apple оно стоит почти 5000 рублей. Прибор показывает текущую скорость и время до финиша. Фактически он является дополнительным экраном смартфона, и при этом одноцветное изображение выглядит несовременно.

Картинка может отображаться как на приклеенный к ветровому стеклу экран, так и на свой щиток из органического стекла. Изображение заметно двоится, показатели мелкие. Электролюминесцентный дисплей очень сильно нагревается: 62 градуса при комнатной температуре! Свою долю негатива добавляет цена.

Примерная цена 3110 руб.

Это устройство соединяется кабелем с разъемом OBD. Приборчик показывает скорость, частоту вращения двигателя, часовой расход топлива на стоянке и расход топлива на 100 км пробега, а также напряжение бортовой сети, температуру двигателя, угол открытия дроссельной заслонки и прочие данные. Есть звуковая индикация о превышении заранее заданных параметров.

К сожалению, картинка на экране заметно двоится: система отображения информации явно проигрывает обычному маршрутному компьютеру с простым дисплеем. Настраивать прибор приходится одним нажимным колесиком, что очень неудобно. Точность отображения скорости невысока, поскольку берется из «мозгов» машины, а не высчитывается по спутникам, как у конкурента с GPS.

Примерная цена 3490 руб.

Устройство подключается к 12‑вольтовой розетке, а потому единственный параметр, который оно получает непосредственно от автомобиля и проецирует на экран, – напряжение бортовой сети. Однако прибор имеет встроенный GPS-приемник с временем холодного старта менее двух минут. В условиях городской застройки средней плотности количество видимых спутников достигает восьми — десяти. С помощью GPS устройство показывает текущее время и скорость, предупреждая о превышении ее порога, и сообщает о времени нахождения в пути.

Прибор полагает, что вся Россия живет в одном часовом поясе — московском. Картинка на стекле двоится. А ходовые испытания выявили очень странный дефект: показатели на проекторе раза в два меньше, чем на спидометре!

Общее впечатление от проверенных нами проекторов однозначно: это игрушки! Они все работоспособны, но уровень комфорта и безопасности при вождении не повышают. На передней панели любого автомобиля такие устройства смотрятся чужеродно. Оставляя машину на парковке, проектор придется прятать, иначе можно лишиться не только его, но и стеклá. Да и наклейка-отражатель, призванная улучшать изображение проектора, пусть немного, но все же мешает обзору.

В общем, всем удачи на дорогах!

И пусть ничто не отвлекает вас от безопасного управления.

Автомобильный HUD проектор скорости на лобовое стекло

Я начал думать об этом проекте еще летом, когда оставил листок бумаги около лобового стекла в машине. Я был удивлён тем, что отражение листа в стекле было хорошо читаемым, и я решил попробовать отобразить что-нибудь более полезное с помощью проектора на лобовое стекло.

После недолгих поисков, я обнаружил, что модуль GPS и матрица LED для Ардуино достаточно дешевы, и приступил к сборке автомобильного HUD проектора на лобовое стекло.

Необходимые компоненты (в скобках указаны фразы, по которым можно найти в интернете нужные компоненты):

  • Ардуино Про Мини 5V/16MHz
  • Модуль GPS (Ublox Neo-M8N module chip UART TTL Smart GPS gnss antenna dual GLONASS receiver)
  • LED дисплей (MAX7219 Dot Matrix Module For Arduino Microcontroller 4 In One Display)
  • Фоторезистор (5549 Light Dependent Resistor LDR 5MM)
  • Понижающий конвертер вольтажа (Mini360 DC-DC Buck Converter Step Down Module)
  • Резисторы
  • Провода
  • Опционально: светодиоды

Можно использовать Ардуино любого типа — я работал с дешевым китайским клоном, использующим логику 5V TTL. Если вы будете использовать тот же тип, что и я, то для загрузки кода на Ардуино вам понадобится конвертер с USB на TTL. Конвертер нужен лишь для загрузки кода и в рабочем режиме он не используется.

На Ибэй и Алиэкспресс можно найти множество разных модулей GPS. Большинство из них работают от 3.3V, но я решил немного доплатить и купить версию с логикой 5V TTL, поэтому мне не понадобились дополнительные схемы трансляции сигналов Rx/Tx для разных уровней вольтажа. Я просто купил конвертер вольтажа с 12V на 5V. Модуль мог принимать сигналы со спутников GPS, GLONASS и BAIDOU, а встроенная антенна была приятным бонусом.

Дисплей

Для моих потребностей он оказался слишком большим, ведь для отображения скорости авто нужно вывести на экран всего три цифры. Так что дисплея, вполовину меньшего, вполне бы хватило. Хорошо, что макетную плату можно разделить, просто аккуратно распилив её.

Яркость дисплея регулируется в зависимости от яркости окружающей обстановки. Более ярко в солнечный полдень, менее ярко в туннеле. Делитель напряжения создается из LDR 5549 и резистора на 150K — вольтаж зависит от света, замеренного через аналоговый порт A0 на Ардуино.

Можно опционально использовать два или один светодиод для индикации GPS. В случае с двумя диодами, я использовал зеленый и красный диоды, соединённые с пинами D8 и D9. Зеленый означал фиксацию 2D, красный — 3D. После примерно полугода использования, я осознал, что они не нужны мне, но если вам интересно, то можно также использовать пин PPS от GPS модуля. Если GPS захвачен, то он начинает подавать на пин импульсы 5V.

Несколько слов о питании

Все компоненты рассчитаны на 5V, поэтому нам нужно понизить напряжение с 12V (или 24V) до 5V. У меня уже был хороший опыт использования конвертера DC-DC, о котором я упоминал выше. Он небольшой по размеру, дешевый и может держать ток до 2A (что значительно выше, чем нам нужно, ведь девайсу требуется всего около 150mA). Выходное напряжение регулируется небольшой отвёрткой — удостоверьтесь, что выставили 5V перед тем, как подключите Ардуино и остальные модули.

Входное напряжение можно получить от прикуривателя автомобиля, либо от питания, подающегося на радио. Но будьте осторожны, если вы не знаете, откуда взять 12V — используйте прикуриватель.

Код для Ардуино

О коде

Библиотека для коммуникации должна быть обычной библиотекой SoftwareSerial, я использовал библиотеку NeoSWSerial, так как она немного меньше по размеру. Вы можете просто использовать пины Rx/TX на Ардуино и избежать использования SoftwareSerial, но в таком случае, вам нужно будет переписать часть кода.

Для работы с дисплеем используется библиотека PAROLA. Она позволяет нам отображать отзеркаленный текст, используя всего одну команду.

Модуль GPS в текстовом режиме выдает напрямую информацию о времени, положении, количестве спутников, скорости и тд. Всё устанавливается протоколом NMEA. Я пробовал использовать кое-какие библиотеки для парсинга GPS, но, в конце концов, решил парсить данные NMEA-сообщений напрямую, без использования библиотек. Всё свелось к тому, что доступные библиотеки слишком большие и предоставляют много лишней информации.

Скорость отображается в км/час, но если вы хотите поменять км на мили, то нужно немного подправить код. Закомментируйте и соответственно раскомментируйте нужные участки кода.

rychlost = rychlost*1.852; //Оригинальная скорость из NMEA в УЗЛАХ… Поэтому мы конвертируем её в км/час

//rychlost = rychlost*1.15077945; //Эта строка кода для перевода узлов в мили

На этом всё. Надеюсь, что всё было описано понятным языком и ваше устройство заработает сразу, как только вы его подключите.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Выводим скорость на лобовое стекло автомобиля

Очень крутые новинки появляются с определенным постоянством в мире машиностроения. Одна из таких новинок – это проецирование скорости на лобовое стекло, первыми эту фишку использовали в BMW. Идея урока появилась у одного радиолюбителя, когда он оставил листок бумаги с текстом в своей машине, возле лобового окна.

Он был удивлен, когда отражение текста было совершенно читаемым. В итоге было принято решение попытаться отразить нечто более полезное, чем просто лист бумаги.

В реализации данного урока, как не странно, помогло обнаружение довольно недорогих модулей GPS и светодиодных матричных дисплеев для Arduino.

Шаг 1: Комплектующие для устройства

Нам как обычно понадобятся несколько разных комплектующих. Конечно основа всего – это наша Arduino.

Ниже список комплектующих и примерные цены на эти модули по которым их можно найти:

  • Arduino – Arduino Pro Mini 5V/16Mhz (примерная стоимость – $1,80)
  • Модуль GPS – чип модуля Ublox Neo-M8N UART TTL Smart GPS антенна с двойным приемником ГЛОНАСС ($6,90)
  • Светодиодный матричный дисплей – MAX7219 точечный матричный модуль для микроконтроллера Arduino ($3,75)
  • Фоторезистор – 5549 светочувствительный резистор LDR 5MM ($0.70 за 20 шт)
  • Понижающий преобразователь напряжения – Mini360 DC-DC ($0,33)
  • Резисторы
  • Провода
  • Светодиоды

Arduino. Можно использовать любого типа. Был выбран этот маленький китайский клон. Он работает с логикой 5 В TTL. Если вы используете тот же тип, что и в уроке – вам понадобится USB для TTL-конвертера для загрузки кода в Arduino. Просто для загрузки, для нормальной работы не требуется.

Модуль GPS. На eBay или AliExpress существует множество дешевых модулей GPS. Большинство из них работает на 3,3 В. Но лучше заплатить немного больше и купить логический модуль 5 Вт TTL. Таким образом, не нужны переключатели уровня для связи Rx/Tx, и нужен только один модуль понижающего преобразователя напряжения 12В в 5В. Интегрированная антенна выгодна и может принимать спутники GPS, GLONASS и BAIDOU.

Дисплей. Для целей урока приобретенный модуль слишком большой. Для получения правильной информации о скорости необходимо отобразить три цифры. Есть не так уж много водителей, которые могут разогнаться быстрее чем 999 км/ч. Для отображения половина этого модуля достаточна. К счастью гаджет является модульным и может быть разделен, например, ручной пилой.

Шаг 2: Схема устройства и сборка

Существует опциональное использование двух или одного светодиода для индикации блокировки GPS. В случае двух светодиодов на контактах D8 и D9 подключены зеленый и красный светодиоды. Зеленый означает 2D-исправление, красный означает 3D-исправление. После, примерно, 5 месяцев использования можно сказать, что они не нужны. Но существует также возможность использовать Pps-штырь из модуля GPS – если GPS заблокирован, появляются импульсы 5 В (длительность одной секунды если фиксировано).

Несколько слов о мощности – все компоненты питаются от 5В. Поэтому нужно сделать 5В от 12В (или 24В) от мощности платы. Хороший опыт работы с преобразователем DC-DC, упомянутым выше. Он маленький, дешевый и может обрабатывать ток до 2А. Это намного больше, чем нужно. Устройство имеет расход около 150 мА. Выходное напряжение преобразователя регулируется маленьким винтом – убедитесь, что это 5В перед подключением Arduino и остальной части устройства. Входное напряжение, которое вы можете взять, например, из гнезда прикуривателя в вашем автомобиле или от розетки вашего радио. Но будьте осторожны.

Шаг 3: Программируем Arduino

Код для Arduino ниже:

Библиотека для последовательной связи должна быть общей библиотекой SoftwareSerial. В уроке использована библиотека NeoSWSerial, потому что она немного меньше. Вы даже можете использовать Rx / TX контакты Arduino и избегать SoftwareSerial, но в этом случае вы должны соответственно изменить код.

Библиотека для матричного дисплея – PAROLA (https://github.com/MajicDesigns/MD_Parola). Позволяет отображать зеркальный текст только по одной команде.

GPS – модуль дает в текстовом режиме прямую информацию о времени, положении, исправлении, количестве спутников, скорости и т.д. Он определяется протоколом NMEA. Были испробованы некоторые библиотеки парсеров GPS, но принято решение напрямую разобрать сообщения NMEA, чтобы получить необходимую информацию. В основном потому, что все оцененные библиотеки были слишком большими и предоставляли много ненужной информации.

Скорость отображается в км/ч. Если вы хотите использовать мили в час, внесите изменения в код.

Шаг 4: Итоговое видео

В итоге у вас должно получится устройство, принцип действия которого показан на рисунке выше. Небольшое видео, которое демонстрирует итоговый результат – ниже:

Спасибо за интерес. Желаем вам отличных проектов! Подписывайтесь на нашу группу ВКонтакте и оставляйте в ней комментарии к данному уроку.

Проекция на стекло – плюсы и минусы HUD-приложений для смартфонов

В мобильных маркетах сейчас представлены десятки HUD-приложений, делающих из смартфона так называемый Heads-Up Display, когда лежащий на торпедо телефон проецирует изображение на лобовое стекло, делая бюджетный автомобиль немножко похожим на премиум-класс, а то и на самолет! Насколько они удобны, необходимы и какие имеют нюансы использования?

Разновидности HUD-приложений

HUD – это «head-up display», устройство, информация с которого считывается водителем или пилотом без наклона головы, не отвлекаясь от управления. В случае мобильных приложений имеет место эффект отражения от лобового стекла – смартфон дает отзеркаленное изображение, которое на лобовом стекле смотрится, как прямое.

Соответственно, все, что предлагают традиционные мобильные приложения для автомобилистов, можно проецировать на стекло – карты, пробки, радары, скорость, ошибки check engine и т.п. Приложений – масса, большинство из них бесплатны, и функциональность их разнообразна.

Самое простое из существующего – это приложения-спидометры. Отображают только скорость крупными цифрами или аналоговыми стрелочными шкалами. Как правило, имеют возможность визуальных настроек – цвет индикации и т.п.

Чуть сложнее – спидометр + «оповещалка» о радарах. Вдобавок к индикации скорости предупреждает о приближении камер-радаров за счет скачанных баз координат. Эффективность приложений такого типа целиком зависит от качества обновления баз разработчиками.

Еще более навороченный вариант – HUD-приложения со встроенной навигацией, сделанных, как правило, на базе Гугл-карт с их функциональностью. Интересным бонусом может оказаться ночной черно-белый режим, показывающий только дорогу, избавляя водителя от всей лишней информации, которая присутствует в обычных навигационных программах с ночным режимом.

Особенности использования HUD-режима

Работа только в сумерках или ночью

Во встроенных с завода HUD-системах явно используются средства проекции с повышенной яркостью. Телефон, увы, к таким не относится – даже имеющий дисплей ярче среднего и отрегулированный на максимум. На солнце проекцию на стекле не видно от слова совсем. Слегка можно разлечить в тени, но основное время актуальности «смартфонного» HUD – это сумерки.

Перегрев телефона

Тут сложнее. Скажем честно, использовать HUD-режим в тех приложениях, где задействована навигация, да еще и в холодное время года – просто опасно для вашего телефона! Ибо идет, по сути, тройной нагрев — от печки через дефлекторы обдува лобового стекла, разогрев чипов аппарата от ресурсоемкой навигации, а также выделение тепла на заряжающейся батарее, поскольку оставлять без зарядки аппарат с работающим GPS-приемником явно нерационально – за час он высосет полбатареи.

В итоге гаджет греется буквально как утюг, что явно не способствует его долгожительству. Отчасти может помочь резиновый коврик, перекрывающий щели обдува, но режим работы аппарата все равно крайне тяжелый и вредный.

Двоение изображения

За счет того, что изображение отражается и от внутренней поверхности стекла, и от внешней, символы HUD всегда двоятся. Смотрится не слишком приятно, хотя этот «косяк» HUD-программкам первое время прощают за счет эффекта экзотичности. Вторая сторона той же медали заключается в том, что положить телефон на торпедо так, чтобы водителю было видно ТОЛЬКО отражение на экране – крайне сложно. Как правило, в поле зрения попадает и отражение, и сам дисплей – а вместе получается какая-то неопрятная светящаяся каша… Примерно такая:

Выводы

Говоря о полезности HUD-приложений, стоит отметить, что индикация скорости в чистом виде – фактически пустое баловство. К чему дублировать четкий и наглядный штатный спидометр мутноватыми цифирками подпрыгивающего на кочках смартфона?! Разве что если у вас имеется некая, пусть и живая, но весьма престарелая иномарка, приборная панель вышла из строя, и купить её либо сложно, либо нерационально ввиду общей стоимости и возраста машины. В этом случае смартфон может отчасти выполнить роль «приборки», в особенности с приложением для диагностики, и HUD эффект тут окажется кстати, хотя это и небесспорно.

Индикация скорости с предупреждением о радарах – ну, режьте меня, но ровно столь же бесполезна, как и спидометр. Есть приложения, предупреждающие о радарах, работающие с голосовыми предупреждениями в фоне и при выключенном дисплее – им проекция на стекло совершенно не нужна…

Вот разве что в HUD-навигации в черно-белом минималистичном варианте что-то есть, да и то с этим можно поспорить – лично у меня из-за привычки к классическому виду GPS-приложений постоянно возникало ощущение некой урезанности информации, как будто чего-то не хватает… Впрочем, все фломастеры разные на вкус – пробуйте, и, возможно, вы найдете HUD-приложение, которое окажется удобным и полезным для вас!

Источники:

http://masterclub.online/topic/14686-proektor-na-lobovoe-steklo

http://arduinoplus.ru/skorost-na-lobovoe-steklo-avto/

http://www.kolesa.ru/article/proektsiya-na-steklo-plyusy-i-minusy-hud-prilozhenij-dlya-smartfonov

http://www.drive2.ru/b/2729013/

Ссылка на основную публикацию