seba/obd2_gauge
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obd2_gauge/README.md
Sebastian Nieto d124d013ab feat(ui): transiciones fluidas de 4 pantallas, integracion GPS y buffer de transicion persistente sin fragmentacion de memoria 
- Buffer de transicion persistente (sprTrans) de 25KB asignado una sola vez en setup() para evitar fallos de memoria heap contigua
- Eliminacion de carga y descarga dinamica de fuentes en renderPage2ToSprite durante las transiciones para evitar fugas de RAM
- Timeout de seguridad por hardware de 250ms en waitForTouchRelease() para prevenir bloqueos por ruido en la lamina resistiva
- Pantallas 2 y 3: Reloj atomico GPS con DSEG7 de 80pt y Telemetria satelital completa (rumbo, satelites, altitud, coordenadas)
- Documentacion de conexion y pines para modulo GPS N32+/U-blox
2026-10-11 18:33:03 -03:00

8.4 KiB
Raw Blame History

Cluster Digital OBD-II ESP32 CYD (Ford Ka Endura 1.3)

Instrumento digital automotriz de alta precisión basado en la placa ESP32 CYD (ESP32-2432S028) con pantalla táctil resistiva TFT de 2.8" (320x240). Se comunica de forma inalámbrica vía Bluetooth SPP con un escáner ELM327 v1.5 conectado al puerto OBD-II del vehículo.

El sistema fue diseñado y calibrado a medida para el motor Ford Ka Endura-E 1.3 (y es compatible con instalaciones de GNC).

Características Principales

1. Cuadrante de 4 Instrumentos Simultáneos

  • Temperatura de Refrigerante (PID 0105): Rango 60°C a 120°C. Color dinámico (verde en rango normal, amarillo de advertencia y rojo a partir de 110°C con alarma sonora y visual).
  • Velocidad del Vehículo (Cálculo GPS Satelital + Fallback OBD-II): Velocidad real de avance medida por satélite con precisión milimétrica (gps.speed.kmph()). Muestra el distintivo [ GPS ] en el cuadrante. Si se pierde señal (túnel o estacionamiento subterráneo), conmuta de forma transparente al sensor del vehículo (PID 010D).
  • Revoluciones por Minuto (PID 010C): Rango 0 a 6.000 RPM.
  • Voltaje de Batería (Comando ATRV): Rango 10.0V a 16.0V en tiempo real directo del borne del ELM327.

2. Modo Pantalla Completa (Full Screen)

  • Tocando cualquier cuadrante, la pantalla se expande a vista completa para ese parámetro.
  • Escala curvada de 20 bloques con antialiasing de subpíxel para bordes ultra suaves sin efecto serrucho.
  • Tipografía digital retrofuturista DSEG7 Modern 80pt con coma decimal integrada y actualización veloz sin parpadeo (flicker-free).
  • Alarma visual sincronizada: el icono, el arco y el título parpadean en rojo de forma simultánea ante sobretemperatura o sobretensión.

3. Badge Táctico de Máxima Eficiencia [ ECO ]

  • Calcula en tiempo real el punto óptimo de funcionamiento y entrega de torque (Sweet Spot) para el Ford Ka Endura 1.3:
    • RPM: Entre 1.900 y 2.550 RPM (pico de par motor y mejor rendimiento volumétrico).
    • Carga de Motor (PID 0104 en segundo plano): Entre 45% y 82% (apertura de mariposa con mínimas pérdidas por bombeo, antes del enriquecimiento a plena carga).
  • Diseño táctico: Pastilla rectangular con bordes redondeados en verde esmeralda brillante ([ ECO ]) que se ilumina en el cuadrante de RPM y en el encabezado de pantalla completa.
  • Al salir del rango óptimo, se apaga de inmediato restaurando de forma invisible el degradado del fondo.

4. Pantalla Tri-Temperatura (Página 2)

  • Tres tarjetas tácticas con barra de progreso y lectura numérica digital:
    • Refrigerante: Lectura en vivo de ECU OBD-II.
    • Habitáculo (Interior): Sensor digital Dallas DS18B20 #1 en bus 1-Wire (GPIO 22).
    • Ambiente (Exterior): Sensor digital Dallas DS18B20 #2 en bus 1-Wire (GPIO 22).

5. Pantalla Reloj Digital GPS & Fecha (Página 3)

  • Hora Satelital Atómica: Dígitos gigantes en tipografía DSEG7 Modern 80pt perfectamente centrados en la tarjeta superior, sincronizados con satélites GPS en huso horario UTC-3 (Argentina).
  • Dos Puntos Parpadeantes: Pulso rítmico continuo entre horas y minutos.
  • Badge Calendario y Fecha: Estructurado en dos bloques:
    • Badge Calendario (Izquierda): Cabecera en color de tema con el mes abreviado a 3 letras (SEP, OCT, NOV...) y número del día en 34pt 7 segmentos.
    • Información Textual (Derecha): Día de la semana completo en mayúsculas (VIERNES), línea divisoria bitono y año (2026).

6. Pantalla de Telemetría GPS y Navegación (Página 4)

  • Altitud (msnm): Elevación respecto al nivel del mar en metros con lectura digital en 34pt.
  • Rumbo y Brújula: Dirección de avance en grados (0° a 359°) y punto cardinal completo en tiempo real (NORTE, NORESTE, ESTE, SURESTE, SUR, SUROESTE, OESTE, NOROESTE).
  • Satélites GPS en Grande: Icono satelital vectorizado a gran escala, número de satélites en seguimiento en 34pt, índice de precisión HDOP y diagnóstico de señal.
  • Coordenadas Geográficas: Latitud y Longitud con precisión de 5 decimales.
  • Transiciones Fluidas: Navegación táctil deslizante (Swipe) o desvanecida (Fade) entre las 4 pantallas mediante indicador de páginas [● ○ ○ ○], [○ ● ○ ○], [○ ○ ● ○], [○ ○ ○ ●].

7. Gestión Inteligente de Energía para GPS (Comandos UBX)

  • Integración total con el sistema de Auto-Sleep:
    • Al suspender el sistema por inactividad o parada de motor, transmite la trama binaria UBX-RXM-PMREQ para apagar la etapa de radiofrecuencia del módulo GPS (consumo inferior a 0.5 mA).
    • Al reactivarse por toque en pantalla o botón, envía una ráfaga serie Wake-on-UART para reanudar el seguimiento satelital de inmediato.

7. Audio y Melodías de Alarma

  • Control de volumen independiente: Silencio, Ultra Bajo, Bajo (Casio suave), Medio y Alto.
  • Selector de sonidos y tonos de alarma:
    • Chime BMW (doble tono sincronizado).
    • Casio Digital (doble chirp suave no invasivo).
    • Tono bitonal clásico.
    • Alarma continua urgente.

8. Menú de Configuración Táctil

  • Gestión de Alarmas: Conmutadores táctiles independientes ON/OFF para cada parámetro con guardado persistente en NVS (Preferences).
  • Temas Visuales: 6 paletas de color con degradados ambientales de fondo (Cyan, Emerald, Amber, Violet, Ice Blue, Graphite).
  • Brillo Automático: Regulación inteligente mediante sensor de luz ambiente (LDR) integrado en la placa, o selección manual (5% a 100%).
  • Auto-Sleep: Apagado automático de pantalla y suspensión ligera al detener el motor (RPM <= 300) tras el tiempo configurado (30s, 1m, 2m, 5m u OFF).

Hardware Requerido

  1. Placa ESP32 CYD 2.8" (ESP32-2432S028):
    • Pantalla TFT 320x240 con controlador ILI9341 / ST7789.
    • Pantalla táctil resistiva con controlador XPT2046.
    • Sensor de luz LDR en pin analógico.
    • LED RGB integrado.
  2. Módulo GPS Satelital N32+ / U-blox NEO-7M / NEO-6M:
    • Conexión: Ficha de 4 pines al conector rotulado UART (o P1).
    • Pin 1 (Vin 5V), Pin 2 (GPIO 1 TX0 hacia RX GPS), Pin 3 (GPIO 3 RX0 desde TX GPS), Pin 4 (GND).
    • Comunicación: UART0 Hardware Serial nativo a 9600 bps (8N1).
    • Nota para programación: Al flashear por cable USB, desconectar la ficha de 4 pines del GPS para evitar colisión con el grabador USB.
  3. Escáner OBD-II Bluetooth:
    • Adaptador ELM327 v1.5 (muy recomendado con chip PIC18F25K80, evitar clones v2.1 de baja calidad).
  4. Sensores de Temperatura Digitales DS18B20:
    • Hasta 2 sensores en bus 1-Wire conectado a Pin 3 del conector CN1 (GPIO 22).
  5. Buzzer / Parlante:
    • Parlantito o buzzer pasivo de 8 ohms conectado al pin de audio del CYD (controlado por canal PWM con modulación de volumen).
  6. Alimentación:
    • Módulo convertidor 12V a 5V USB (conectado a positivo bajo llave o directo si se utiliza auto-sleep).

Compilación y Carga de Firmware

El proyecto se encuentra preparado para compilarse tanto con arduino-cli como con Arduino IDE:

Requisitos de Software

  • ESP32 Arduino Core: Versión 2.0.17 (las ramas 3.x no son compatibles con el esquema de partición).
  • Librería TFT_eSPI: 2.5.43 o superior con la configuración de pines del CYD.
  • Esquema de Partición: huge_app (3MB APP / No OTA / LittleFS).

Compilación desde Terminal

arduino-cli compile -b esp32:esp32:esp32:PartitionScheme=huge_app sketch/obd2_gauge

Carga al Dispositivo

arduino-cli upload -p /dev/ttyUSB0 --fqbn esp32:esp32:esp32:PartitionScheme=huge_app sketch/obd2_gauge

Emulador de Pruebas Bluetooth en Banco

En la carpeta emulator/ se incluye el script obd2_emulator.py para simular un adaptador ELM327 v1.5 y la ECU del auto en Linux vía Bluetooth SPP:

Modo ECO Fijo (Recomendado para calibración visual)

Mantiene los parámetros fijados en el punto dulce (2.250 RPM, 58% carga, 14.2V, 90°C) con el badge [ ECO ] permanentemente encendido:

python3 emulator/obd2_emulator.py --eco

Modo Ciclo de Demostración

Ejecuta un ciclo dinámico de 36 segundos que incluye batería baja, ralentí, 10 segundos continuos en crucero ECO, aceleración exigida y fondo de escala con alarmas:

python3 emulator/obd2_emulator.py

Nota: Mientras el emulador corre en la terminal, podés presionar e + Enter para activar el modo ECO fijo o c + Enter para volver al ciclo dinámico.