Когда в автомобиле нет системы GNSS…

Никогда такого не было и вот опять (с) Черномырдин В.С.

Кто бы мог подумать, что в современном авто аж с 4 полноценными экранами (приборка, проекция, центральный экран, экран пассажира) и настоящим андроидом на головном устройстве, производитель мог выпилить навигацию? Удивительно, но факт — Geely Monjaro (купленный у официального дилера (далее ОД)). Как потом выяснилось, Geely Atlas — в той же ситуации.. Возможно, есть и другие авто на российском рынке, которые по каким-то причинам обделены этой важной и необходимой функциональностью.

Непорядок. Надо исправлять.

Стартовое положение вещей

Итак, Geely Monjaro (ОД) обладает шикарной мультимедийной системой с кучей экранов, но совершенно убогим функционалом: воспроизведение музыки с флешки или через блютус, радио и зеркалирование экрана телефона с помощью проводного CarbitLink.

CarbitLink мало того, что проводной, он более-менее работает с андроид-телефонами, но телефон должен оставаться в горизонтальной ориентации и с включенным экраном. С iPhone все еще интереснее: работает только зеркалирование, а вот тыкать в экран головного устройства (ГУ) уже бесполезно — нажатия не отдаются на телефон. Правда удобно?

С середины 2024 года ситуация чуть поменялась — производитель добавил проводной Apple CarPlay (владельцы яблочной продукции чуть вздохнули с облегчением), Android Auto — так и не завезли (и не будет, поскольку Google не дружит с Китаем).

Владельцам машин, выпущенных ранее середины 2024, не повезло — CarPlay установить официально нельзя (лицензионные ограничения со стороны Apple).

При всем при этом — пассажирский экран получается ну совершенно бесполезный — туда ничего полезного вывести нельзя…

Из штатных беспроводных интерфейсов доступен только bluetooth — подключить телефон для голосовых вызовов и воспроизведения музыки. И все. Грусть-тоска.

Но кто ищет, тот всегда найдет — команда энтузиастов выяснила, что через инженерное меню авто можно включить ADB. И тут началось такое…

Monjaro Starter Pack

Собственно результатом трудов энтузиастов стал абсолютно бесплатный MSP — набор скриптов и софта, который многократно расширяет функциональность ГУ на автомобиле.

Основное, что делает скрипт:

• Включает WiFi (он есть в ГУ, но был заблокирован).

• Включает в настройках андроида режим разработчика.

• Устанавливает необходимый минимум софта: MacroDroid, Аврора (зеркало Google Play), VIVID (управление жестами), Google Chrome, Usbgps4droid (о нем ниже) и некоторые другие.

• Дает управление мультимедиа-приложениями (Яндекс.Музыка и т.п.) кнопками с руля.

• Позволяет перекидывать навигацию с центрального экрана на приборку (там специальный режим отображения приборной панели).

После этого ГУ становится куда веселее: берем WiFi роутер (или раздаем интернет через точку доступа, поднятую на телефоне) и ГУ уже чудесным образом можно смотреть сайты, ставить любые приложения (Яндекс.Навигатор и Яндекс.Музыка — имхо, достаточный минимум).

Хорошо зарекомендовал себя бюджетный wifi-роутер Olax U90. Цена около 3 тыс.руб. (здесь и далее цены на момент написания статьи на российских маркетплейсах).

Но тут снова «грабли»: как мы помним, производитель выпилил по каким-то причинам аж целый блок TCAM (в машинах из параллельного импорта (ПИ) этот блок есть, его основная функциональность: система GNSS, телематика через eSIM (актуально только для Китая) и некоторые другие).

Т.е. позиционирование взять штатно неоткуда.

Естественно, вспоминаем про то, что «можно поставить что угодно и открыт режим разработчика» — владельцы андроид-телефонов радостно ставят gpstether (на телефон (сервер) и ГУ (клиент). В ГУ в настройках фиктивных местоположений выбираем gpstether и, вуаля, навигатор начинает полноценно работать. Круто же?

Теперь уже экраны становятся функциональными, к примеру у меня на центральном экране обычно навигация (удобно смотреть мне и жене-штурману), на пассажирском — Яндекс.Музыка (и жена — «диджействует»). Когда езжу один — музыка в фоне, навигация на приборке, а все остальные экраны — погашены.

Но тут начинаются некоторые неудобства: надо при запуске что-то ткнуть в телефоне и что-то в ГУ. Большинство этих неудобств решаются макродроидом (или штатной автоматизацией на телефонах). И вроде бы уже хорошо, но… нет: владельцы iPhone чувствуют себя обделенными — там так нельзя.

Ладно, следующая итерация — есть же USB-GNSS-приемники (а в машине есть дата-порт usb, а не только порты для зарядки). Подключаем приемник в дата-порт (предварительно приемник надо бы настроить для более адекватного решения задачи автомобильной навигации), ставим приложение Usbgps4droid — чуть настраиваем (выбираем приемник, ставим правильную скорость обмена, включаем автостарт и т.п.). После этого в фиктивных местоположениях выбираем уже Usbgps4droid и снова радуемся: навигация работает уже с этим устройством.

Проверенный usb-gnss: GN-803G (на базе u-Blox 8). Цена около 4 тыс.руб.

И тут снова не все гладко: если телефон начинает отдавать координаты достаточно быстро (он же AGPS умеет, да и пока идешь от дома до машины уже «фикс» координат есть), то usb-приемник заставляет понять, что есть понятия «холодный старт», «теплый старт» и это занимает достаточно большое время, т.е. сценарий «сел и поехал» не такой быстрый, как хотелось бы.

Следующая итерация: берем дешевый андроид-телефон (я купил какой-то POCO за 4800 рублей), ставим в него сим-карту, делаем автоматизацию: при начале зарядки — выключить режим экономии, включить точку доступа, запустить gpstether. И обратная автоматизация: при пропадании зарядки: выключить точку доступа, перевести телефон в режим экономии энергии. И подключаем в зарядник (в багажнике есть розетка 12В).

Вуаля: подходим к машине (в розетке появляется напряжение) — телефон поднимает точку доступа, включает «вещание» координат. Как только ГУ загрузилось — на нем уже есть интернет и координаты. Круто? Да, круто!

Телефон при таком использовании толком и не разряжается (проверял, в таком режиме ожидания он почти 2 недели не садится в нуль). При регулярных поездках — вообще думать не надо.

И вроде все превосходно, но редко бывает, что что-то в «автомобильном» телефоне не так и надо идти в багажник и смотреть, что там случилось — то-ли точка доступа не поднялась почему-то, то ли gpstether не стартанул в нужном режиме. Непорядок.

Да и телефон с литиевой батарейкой на постоянке в машине — не самая безопасная тема (лето, жара, ну вы понимаете…).

И во всех случаях получается «неаккуратненько как-то»: есть какие-то провода, что-то лежит в нише тоннеля (или в багажнике)…

Долой компромиссы!

Один прекрасный человек Андрей подумал и сделал комплекс «устройство и ПО», которое было бы лишено многих недостатков, а именно:

• Без проводов на главной консоли (в багажнике 12в — норм).

• Без танца с бубном при посадке в машину.

• Без аккумуляторов.

• Простота в использовании — в идеале, сел, запустил навигатор, ввел адрес, поехал.

• Скорость работы — не очень хочется ждать пока система найдет спутники, определит местоположение, включит точку доступа, все подключит, настроит, а ты уже приехал. Идеал — все должно включиться пока вводишь адрес. 1-2 минуты — пойдет.

• Являться еще и точкой доступа Wifi, что бы тот же навигатор мог строить маршруты и определять заторы.

Собственно, список выше взят из его записи на drive2.ru, где он собственно описал свое решение.

В результате его разработок появился первый прототип:

Параллельно Андрей пилил прошивку для esp (в среде Arduino) и ПО для автомобильного ГУ.

Реализовано много «плюшек», ниже только часть:

• Обновление по воздуху

• Работа с u-blox M8N на очень низком уровне, что позволило реализовать AGPS (и очень быстрый старт)

• Функция автомобильного трекера (никого доп.софта на ГУ)

• Софт на ГУ реализован как сервис (запускается автоматом вместе с ГУ, при этом на экране ГУ никаких логотипов-заставок и сворачивающихся окон).

Кстати, про программное обеспечение автор сам расскажет лучше (если захочет, конечно), но как пользователь скажу — что связка эта работает превосходно. Сценарий «сел и поехал» — уже как раз такой, какой ожидаешь от современной машины.

Свое устройство Андрей развивает, мелкосерийная партия в производстве. А еще он уже двигается дальше и разрабатывает версию 2.0 (на bluetooth 5.0 и M9, но об этом он опять же сам расскажет).

А я расскажу о том, какой вклад внес в этот проект:

То же самое, но «вид сбоку»

Мне показалось, что устройство в багажнике — это, конечно здорово, но есть еще одно место в авто, где GNSS-приемник мне показался более уместным: в кожухе на лобовом стекле за зеркалом заднего вида.

С разрешения Андрея, я разработал версию «в зазеркалье» (с софтом у меня не очень, а вот опыт в проектировании и производстве железок — есть).

Вскрываем кожух и обнаруживаем достаточно объемную свободную нишу в правой части:

Идея компоновки следующая: на верхней части платы находятся все элементы, кроме esp. На нижней стороне — только esp8266 и антенна для приема спутникового сигнала.

Такая компоновка позволила бы разместить (через «держалку») устройство в свободном пространстве таким образом, чтобы антенна смотрела бы сразу через лобовое стекло на небо (а в том месте лобового стекла еще и нет нитей обогрева — так что нет лишних помех).

Исходя из доступных размеров — спроектировал (в EasyEDA) устройство, размером 34х64мм, которое по схемотехнике практически полностью дублирует авторское устройство (прошивка-то одна, соответственно используемые GPIO и связи — идентичны), только я сделал другую схему понижайки (просто у меня были уже автомобильные наработки в других проектах). Убрал индикацию (не люблю, когда что-то где-то моргает и/или светится).

В девайсе использовал типоразмер 0806, поскольку прототипы паял сам, а зрение уже не то, что раньше, к сожалению.

Вариант подключения питания устройства позаимстововал из варианта подключения видеорегистратора в машинах ОД: это так называемый «вольво-адаптер», который ставится в разрыв кабеля для подключения зеркала заднего вида и является разветвителем питания.

Для того, чтобы комплект поставки был абсолютно полным — попросил своего друга @Blck-1 спроектировать и напечатать «держалку». Несколько итераций и у нас получилось следующее:

Тестовую версию сделал в 5 экземплярах и разослал тестировщикам (одно устройство оставил себе — надо же с чем-то ездить).

В целом, устройство «получилось», но у некоторых пользователей были проблемы с уровнем (да и вообще с возможностью приема) сигналов со спутника. Виноват оказался очень мелкий и капризный разъем, через который подключалась антенна (да еще и с коротковатым комплектным кабелёчком, который норовил разъем отключить).

Тестеры придумали решение — берем пигтейл и внешнюю антенну (на ОЗОНе за 350 рублей), отключаем встроенную, через пигтейл подключаем внешнюю и размещаем ее в «плавнике» (в машинах ОД он носит сугубо декоративную функцию — он пустой, внутри ничего нет.

Если со штатной антенной точность позиционирования была 4-6 метров (что уже вполне достаточно), то с антенной в плавнике — менее 1 метра (я видел у себя точность 0.3 метра, в среднем 0.7-0.9 метра).

Естественно, там где глушат — чуда не происходит и устройство теряется и путается в показаниях.

Исходя из тестовой эксплуатации и пожеланий пользователей внес некоторые коррективы в свою версию устройства:

• Отказался от хлипкого разъема и кабеля для подключения встроенной антенны (теперь антенна просто распаивается на плате)

• Добавил антенный усилитель для встроенной антенны на плату

• Чуть-чуть изменил схему питания (теперь у esp и m8n собственные LDO на 3.3В)

• Добавил контроллер сброса для esp (он отвечает за сигнал RESET и отпускает его через 250мс после того, как появилось нормальное питание)

• Добавил нормальный разъем для подключения внешней антенны.

• Изменил разъем для подключения роутера с USB-A на гораздо более компактный USB-C

• Выбор используемой антенны — с помощью соотвествующей smd-перемычки на плате.

• Переход на типоразмер 0603.

Получилось вот так:

Производство заказал в Китае. Там делают платы, распаивают все, кроме esp8266 (их я приобретаю отдельно, прошиваю в программаторе и потом уже запаиваю на платы).

Естественно, пришлось под новые размеры корректировать и держалку (для того, чтобы сделать минимально-возможный по толщине «пирог» устройства).

@Sinselсделал сайт техподдержки по устройствам со всеми ответами на частые вопросы и инструкциями.

Что дальше?

Сейчас первая мелкая серия уже разъехалась по всей стране, а если вам все еще интересно, что там будет дальше и опыт эксплуатации — присоединяйтесь к нашему чатику HWgps по этим устройствам.

Устройство может быть полезно и на других авто, где есть возможность ставить ПО на ГУ, но нет GNSS.