Membuat Sistem Monitoring Kendaraan Listrik dengan CANBUS dan Arduino

Kebutuhan untuk memantau berbagai aspek kinerja kendaraan secara real-time sangatlah penting, terutama dalam era kendaraan listrik yang semakin canggih. Salah satu teknologi yang digunakan untuk pemantauan ini adalah CANBUS (Controller Area Network Bus), memungkinkan komunikasi antar perangkat dalam kendaraan dengan cepat dan andal. Ketika digabungkan dengan Arduino, CANBUS memungkinkan pengembangan sistem monitoring yang efektif dan efisien untuk kendaraan listrik. 

 

Baca juga : Panduan Lengkap Membuat Embedded System untuk Industri Otomotif

CANBUS adalah protokol komunikasi yang dirancang untuk memungkinkan perangkat mikroprosesor dan pengendali dalam kendaraan berbagi data satu sama lain tanpa memerlukan host komputer. Sistem ini dikembangkan oleh Bosch pada tahun 1980-an dan sejak saat itu menjadi standar de facto dalam industri otomotif. Keunggulan utama CANBUS adalah kemampuannya untuk mengirim data dengan kecepatan tinggi, keandalannya dalam kondisi lingkungan yang ekstrem dan efisiensinya dalam mengurangi jumlah kabel yang diperlukan untuk komunikasi antar perangkat. CANBUS dapat diintegrasikan dengan Arduino sehingga memungkinkan pengembangan sistem monitoring yang dapat membantu berbagai parameter kendaraan listrik, seperti keceoatan, suhu, tegangan baterai dan lain sebagainya.

Manfaat Menggunakan CANBUS dan Arduino dalam Kendaraan Listrik

• CANBUS memungkinkan komunikasi data real-time yang cepat dan andal antar perangkat dalam kendaraan.

• Arduino memungkinkan pengembangan sistem monitoring dengan biaya rendah.

• Arduino dapat digunakan dengan mudah oleh pengembang untuk memprogram dan mengubah fungsi sistem monitoring sesuai kebutuhan.

• Arduino dapat diintegrasikan dengan berbagai sensor dan modul, memungkinkan pengembangan sistem monitoring yang sesuai dengan spesifikasi kendaraan listrik tertentu.

 

Komponen yang Dibutuhkan untuk Sistem Monitoring

a. Arduino Board

Jenis Arduino yang sering digunakan dalam proyek ini yaitu, Arduino Uno, Arduino Mega dan Arduino Nano. Arduino Uno digunakan untuk proyek sederhana, Arduino Mega untuk proyek yang memerlukan banyak sensor atau modul, sedangkan Arduino Nano untuk proyek dengan ruang yang terbatas.

b. CANBUS Shield atau Modul

Anda memerlukan CANBUS shield atau modul Untuk menghubungkan Arduino dengan jaringan CANBUS. Berikut ini jenis CANBUS shield yang sering digunakan untuk monitoring:

• MCP2515 CAN Module untuk mengimplementasikan protokol CAN.

• Seeed Studio CAN-BUS Shield yang dirancang khusus untuk Arduino dan memungkinkan komunikasi dengan jaringan CANBUS dengan mudah.

c. Sensor dan Aktuator

Sensor dan aktuator adalah komponen penting dalam sistem monitoring, memungkinkan pengumpulan dan pengendalian data. Berikut ini beberapa sensor yang sering digunakan dalam proyek kendaraan listrik:

• Sensor suhu (NTC, LM35, DS18B20) untuk memantau suhu baterai, motor dan komponen elektronik lainnya,

• Sensor tegangan dan arus (INA219, ACS712) untuk memantau tegangan dan arus baterai serta sistem daya.

• Sensor kecepatan dan posisi (Encoder Roda, GPS) untuk memantau kecepatan kendaraan dan lokasi.

• Sensor tekanan (MPX5700AP) untuk memantau tekanan ban atau sistem hidrolik.

d. Layar Tampilan

Anda memerlukan layar tampilan untuk menampilkan data yang dikumpulkan oleh sistem monitoring. Berikut ini beberapa pilihan jenis layar tampilan yang dapat Anda gunakan:

• LCD 16x2 atau 20x4

Layar sederhana untuk menampilkan data dalam format teks.

• OLED Display

Layar kecil dengan resolusi tinggi, cocok untuk menampilkan data grafis.

• TFT Touchscreen

Layar sentuh yang memungkinkan interaksi lebih dinamis dengan sistem monitoring.

e. Kabel dan Breadboard

Kabel dan breadboard diperlukan untuk menghubungkan berbagai komponen dalam sistem monitoring Anda. Pastikan untuk menggunakan kabel berkualitas tinggi dan breadboard yang stabil untuk mencegah masalah koneksi.

 

Langkah - langkah Membuat Sistem Monitoring

a. Desain Sistem Monitoring

Tentukan sensor apa saja yang akan digunakan, bagaimana data akan dikumpulkan dan bagaimana data tersebut akan ditampilkan. Selain itu, Anda juga perlu menentukan bagaimana sistem akan merespons kondisi tertentu, seperti suhu tinggi atau tegangan rendah.

b.Pemasangan Komponen

Gunakan breadboard untuk menghubungkan sensor dan modul CANBUS ke Arduino. Pastikan semua kabel terhubung dengan benar dan tidak ada hubungan singkat yang dapat merusak komponen.

c. Pemrograman Arduino

Setelah semua komponen terpasang, langkah selanjutnya adalah memprogram Arduino untuk membaca data dari sensor dan mengirimkan data tersebut melalui CANBUS. Anda dapat menggunakan IDE Arduino untuk menulis dan mengunggah kode ke board Arduino. Berikut ini langkah-langkah pemrograman yang perlu Anda lakukan:

• Gunakan pustaka (library) MCP_CAN untuk menginisialisasi modul CANBUS dan menetapkan kecepatan data.

• Tulis kode untuk membaca data dari berbagai sensor yang terhubung ke Arduino.

• Gunakan fungsi CAN.sendMsgBuf untuk mengirim data sensor melalui jaringan CANBUS.

• Tulis kode untuk menerima data dari CANBUS dan menampilkan data tersebut pada layar LCD atau OLED.

d. Pengujian dan Kalibrasi

Lakukan pengujian untuk memastikan semua komponen berfungsi dengan baik. Pastikan data yang ditampilkan akurat dan sesuai dengan kondisi kendaraan. Jika diperlukan, lakukan kalibrasi pada sensor untuk meningkatkan akurasi.

e. Implementasi dan Integrasi

Jika sistem monitoring telah diuji dan dikalibrasi, Anda dapat melanjutkan dengan mengintegrasikan sistem tersebut ke dalam kendaraan listrik. Pastikan semua komponen dipasang dengan aman dan terlindungi dari getaran atau panas yang berlebihan.

 

Kode Program Arduino untuk Sistem Monitoring

 

Berikut ini adalah contoh kode sederhana untuk memulai proyek sistem monitoring kendaraan listrik dengan CANBUS dan Arduino. Kode program ini akan membaca data dari sensor suhu dan mengirimkan data tersebut melalui jaringan CANBUS:

 

#include <SPI.h>

#include <mcp_can.h>

const int SPI_CS_PIN = 10;

MCP_CAN CAN(SPI_CS_PIN);   // Set CS pin

const int tempPin = A0;     // Sensor suhu terhubung ke pin analog A0

void setup()

{

    Serial.begin(115200);

    if(CAN.begin(MCP_ANY, CAN_500KBPS, MCP_8MHZ) == CAN_OK)

        Serial.println("CAN BUS Shield init ok!");

    else

        Serial.println("CAN BUS Shield init fail");

    CAN.setMode(MCP_NORMAL);

    pinMode(tempPin, INPUT);

}

void loop()

{

    int tempValue = analogRead(tempPin);       // Baca data dari sensor suhu

    float voltage = tempValue * (5.0 / 1023.0);

    float temperature = (voltage - 0.5) * 100.0;

    Serial.print("Temperature: ");

    Serial.println(temperature);

    byte data[2];

    data[0] = (int(temperature) >> 8) & 0xFF;

    data[1] = int(temperature) & 0xFF;

    CAN.sendMsgBuf(0x100, 0, 2, data);         // Kirim data suhu melalui CANBUS

    delay(1000); // Jeda 1 detik sebelum membaca data kembali

}

 

Kode program sederhana di atas hanya berfungsi sebagai contoh dasar. Anda dapat mengembangkannya lebih lanjut dengan menambahkan lebih banyak sensor, mengoptimalkan pemrosesan data atau menambahkan fitur lain sesuai kebutuhan proyek Anda.

 

Keamanan dan Pertimbangan dalam Implementasi

 

a. Pastikan data yang dikirimkan melalui jaringan CANBUS aman dari gangguan atau peretasan. Anda dapat mempertimbangkan untuk mengenkripsi data atau menggunakan protokol keamanan tambahan untuk melindungi integritas data.

b. Saat bekerja dengan sistem kelistrikan kendaraan, sangat penting untuk melindungi sirkuit Arduino dan modul CANBUS dari lonjakan tegangan atau arus berlebih yang dapat terjadi di dalam kendaraan. Gunakan komponen seperti dioda, sekering, atau modul isolator untuk mencegah kerusakan pada perangkat Anda. Isolasi galvani antara bagian-bagian penting juga dapat membantu meminimalkan risiko gangguan elektromagnetik (EMI) dan menjaga stabilitas sistem.

c. Sistem monitoring yang diimplementasikan di dalam kendaraan listrik harus mampu bertahan dalam berbagai kondisi lingkungan, termasuk suhu ekstrem, kelembaban dan getaran. Pastikan semua komponen yang digunakan memiliki spesifikasi yang sesuai dengan lingkungan otomotif. Gunakan housing atau enclosure yang tahan air dan tahan debu untuk melindungi komponen elektronik dari faktor lingkungan yang keras.

d. Sistem monitoring yang dibuat harus dirancang untuk memudahkan pemeliharaan dan pemantauan berkala, seperti memastikan bahwa sensor dapat diakses dan diganti dengan mudah. Selain itu, pertimbangkan untuk menambahkan fitur self-diagnosis dalam sistem monitoring, yang dapat mendeteksi jika ada komponen yang mengalami kerusakan atau jika ada data yang tidak valid.

e. Pastikan bahwa sistem monitoring yang Anda buat kompatibel dengan jaringan CANBUS yang ada di kendaraan listrik Anda. Perangkat dari berbagai produsen mungkin memiliki implementasi CANBUS yang sedikit berbeda, sehingga penting untuk memastikan bahwa sistem Anda dapat berkomunikasi dengan benar dengan semua perangkat di dalam jaringan. Uji sistem dengan berbagai skenario untuk memastikan interoperabilitas yang baik.

Baca juga : Jual Modul CANBUS untuk Proyek Embedded System Otomotif

 

 

 

Siap Untuk Membuat Proyek Impianmu Menjadi Kenyataan?

Klik di sini untuk chat langsung via WhatsApp dan dapatkan dukungan langsung dari tim ahli kami!