QQM Lab

今天把車上的空氣濾網換成高容量濾心，據說可以提高進氣量，產品包裝說可以稍微提升馬力。以下是機械白癡瞎猜的評估報告，用什麼東西之前我都盡力思考後再使用 原廠的空氣濾芯阻力是經過計算的，但依舊會越用越大。想精準控制進氣量，一定得做closed loop：讀取空氣流量計控制電子節氣門，取得需要的空氣流量。用了這種機制才能*動態適應*濾心的阻力會隨時間變化。我認為引擎終究會取得他要的進氣量，所以改裝進氣系統，大概無法提高馬力 有感的是反應速度 高容量濾心的阻力天生小，進氣量變化速度會快一些。人類大概30ms（千分之一秒）就有感，產品包裝說能稍微提升馬力，我實測也覺得起步快一點，算是中肯不豪小的評價 如果原廠就是要那個阻力，讓空氣流量變化慢一點，高容量濾心就適得其反 不過渦輪增壓就是要提高進氣量，顯然是希望反應速度快些，這個邏輯也怪怪的 Anyway，當中的取捨只有VOLVO能回答；車主只能實測了 用高容量濾心的缺點 最大的缺點是麻煩，五千或一萬公里得自己動手清洗，忘記清洗更糟糕；換一般濾心技師會幫忙搞定，用這種濾心等於體力活自己做 拆裝濾芯需要專門T25螺絲頭，需要自備工具；拆裝也有風險，我就掉了一顆螺絲在引擎室找不到，還有螺絲滑牙。機械白癡就是會出包啊啊啊 高容量濾心的過濾能力一定比較差，問題是濾心該擋下什麼？樹葉，沙子，昆蟲屍體是一定要的；PM2.5大概沒辦法。寫信問KCDesign，他們認為引擎燒完的空氣更髒，空氣濾心搞搞定大顆雜物就好 這個說法我買單 用KCDesign高容量濾心的理由 省錢 高容量濾心價格大概是紙濾心兩倍，做得很強壯洗澡不壞，換兩次就回本了 每萬公里保養順便洗 濾心阻力會逐漸上升，反正都比紙濾心低，能偷懶絕不勤勞 乾式設計 K&N也有類似的產品，需要上油，過濾性能會好一點，但是油上太多可能搞壞空氣流量計 乾式設計對機械白癡比較友善，我出包的機率比較低 最後我就開始用高容量濾心了，這篇文章以後會持續追蹤使用狀態 使用紀錄 20191127 換上高容量濾心，里程30000，踩起來確實感覺反應速度快一點，經過仔細思考覺得可以繼續用下去，這是實驗的起點 20200717，里程37000，第一次清洗，什麼也沒洗

新功能發表A-SS OFF ＆ 露營模式韌體修正 XC60 ASS-OFF開發完成 VOLVO+開發故事 (8)，A-SS OFF功能定義 VOLVO+開發故事 (9)，A-SS OFF開發過程 Demo Video 露營模式 VOLVO+開發故事 (10)，露營模式 舊車友特價升級A-SS OFF方案 付費升級A-SS OFF方案， 請填單 （選$800，升級C版，舊車友專案），特價800免運費到2019/11E，郵寄地址： 郵遞區號：30099 地址：交通大學郵局第102號信箱 收件者： QQM LAB 產品的主頁在此，內有說明書和訂購表單 致謝 感謝新竹陳Sir，提供硬體相關知識，幫我review線路圖 感謝購買的車友，如果沒人要，這個專案就沒有意義 感謝 協助測試A-SS OFF的車友 ，我不可能買一堆車做實驗，感謝你們讓專案成功 感謝Volvo in Taiwan臉書社團 & 管理員冬雪飄飄同意發布 特別感謝新竹徐Sir，這個專案因你幫忙而能完成

露營模式 XC60非常適合露營，車友反映開尾門卸貨，幾分鐘後尾門就關不起來了 這個場景真的沒測過：糗了。驗屍報告如下： 車子放著，幾分鐘後CAN Bus睡著了，Volvo+也跟著睡著 Volvo+睡著後，每三秒（3000ms）起來聽10ms，有封包才會醒來 關門要落在10ms才行，機率10/3000 = 0.3%，三百次成功一次，不可能接受，修改參數看看： 改成每秒（1000ms）起來聽10ms，成功率1%，一百次成功一次，爛透了 改成每秒（1000ms）起來聽500ms，成功率50%，兩次成功一次，超耗電 改成車子睡著後，等10分鐘再睡，拿電瓶來換但不是根治（開著尾門開Party不行嗎？） 於是 我自豪的省電機制 完全崩潰了。仔細再讀MCU的手冊，找到希望： CAN收發晶片能省電的監看網路，上面有任何擾動，都能發出信號叫醒MCU MCU進入深睡時，看到CAN晶片的喚醒信號會立刻起來 於是這題解掉，省電機制也進化了 喚醒速度（<1ms）遠勝舊的機制，改善10~3000倍，一個CAN封包就搞定 待機耗電表現稍稍改善，1%電瓶能待機2年 作為負責的開發者，我會通知出問題的Volvo+修復，來回運費我會負擔 也許我也應該去露營，這樣設計就能更全面了

這篇我想分享A-SS OFF開發的技術細節；裡面有些Hack汽車CAN Bus的思路可以參考 先找到觸發信號 想要A-SS在 引擎發動 後關閉，那就得在CAN Bus辨識引擎發動的訊息，發動後才能對A-SS動手腳。所以我得監聽CAN Bus，在上萬筆記錄裡大海撈針 我不可能寫信和VOLVO要他們CAN Bus規格（理我才怪），更沒有現成的VOLVO CAN Bus分析工具，我只能自製工具。以下是嘗試過的方法，沒有哪招特別靈驗，一般我只能用著 堅忍不拔 的毅力撐著分析下去 我大多透過Linux和CAN Bus打交道，這裡寫程式方便些； Linux有現成的can-utils套件，裡面的candump是所有工作的源頭，可以錄下記錄檔 直接讀記錄聽起來很笨，抓手感是必要的 錄下來的記錄可以搭配grep指令快速分析 或是candump也能監看特定封包 錄下的記錄，塞到Excel分析 微軟的旗艦級軟體，可以把紀錄分門別類，統計數量，過濾，非常好用 也可以寫軟體對封包處理，進行可視化分析，找到引擎發動的信號 找到關A-SS的封包 接下來要再找怎麼讓A-SS關燈 監控CAN Bus，測試各種場景按下A-SS的按鈕的封包。下面是我嘗試過的各種組態，盯著看完全看不懂的紀錄，在裡面找規則（總不能發信問VOLVO吧） 我做過不少開發工具。下圖是生產兼開發的設備，現在有個鋁盒，檔次高多了（笑） 自製工具吃苦頭：電路板有個焊點鬆脫，導致這盒幾個月來都不穩定 外出精簡工具盒，我喜歡豐富的色彩，嬌小的體積，方便攜帶 對俄羅斯的產品逆向工程，分析封包。雖然不認識，但我覺得與他在心靈上有著高層次的交流（也許他不願意就是） 附帶一提，老婆是對的，做腸子鏡如果會流血，夜用型用就對了，洗床單很麻煩 至於有人說這世界上有棉條可以用（這個就過份了>_<） 開發韌體 & 測試 找到引擎狀態和A-SS封包，寫韌體串起來，最後的精華是短短20行code 驗證一下功能正確與否，下圖上方黃條代表引擎發動，下方黃條成功把A-SS關閉，搞定！ 我不是專業做CAN Bus逆向工程，短短幾個步驟也花了幾百個鐘頭，不管怎樣，我搞定他了！現在發動汽車，我再也不用伸手去

遙控關閉尾門完成後，接下來要開發自動啟停（Auto Start-Stop，以下簡稱A-SS），這篇我想討論這個功能 很多車友不喜歡A-SS，他毫無疑問會多吃電瓶，多用一些啟動馬達，不少人是發動就伸手關閉；我不討厭這個功能，等90秒紅綠燈停下引擎我滿好的；但是左轉排隊有點惱人，發動延遲一下，有時候就過不去了！ 對A-SS的看法大概有三種 永遠打開A-SS，不關 永遠關閉A-SS，發動立刻關 發動關閉A-SS，需要再打開 俄羅斯的產品支援A-SS OFF，他會記憶熄火前的狀態，下次發動會回存；這個邏輯正好能讓第一和第二種人滿足，但是我不喜歡：我得在熄火時關閉A-SS，反而增加腦力的負擔 經過很多訪談，我定義功能是插上去A-SS OFF， 不用記憶任何規則 。所以區分成三個版本，至於Z版最後取消了，誰會想買這片板子回去寫程式呢（笑） Z版：純硬體 A版：A-SS OFF (2019/11 Deliver) B版：Remote Tailgate (2019/6 Deliver) C版：A-SS OFF + Remote Tailgate (2019/11 Deliver) 現在回頭看，結論超簡單；不知道為何當時很糾結

第二片電路板拔掉不必要的設計，送去PCB打件（手焊的觀感不好）。我給產品命名為Volvo+，給車子增加新功能；絲印有我的書房名字（QQM Lab），以及我一直想養的貓 30片PCB排在一起有點密集恐懼症 試做幾個看看 真的會動沒問題 產品的主頁 在此，有興趣請參考

在我工作的地方，我們說Sample Back代表IC從晶圓廠製作完畢，封裝好，回到公司進行驗證（我們也即將進行超高強度的工作）。不管多少次，我都會仔細的看看IC，看看上面的絲印，看看他是大顆還是小顆。IC承載著團隊的智慧，眾人的努力 IC要上電才會發燙；但是設計的人，心是火熱的 ---- 我設計的PCB透過 JLCPCB製作 ，我的瑞典同事對這間讚不絕口！生產的步驟還可以及時觀看進度。這片板子到我手上，就是Sample Back 我很快把IC準備好找硬體專家解釋圖面，幫我焊接（順便問一下焊接的技巧） 接著轉念一想，就算我畫錯layout，我也想第一個知道；連板子都做了，為什麼不自己焊？我這輩子不能當外科醫生動手術，但是焊接手藝還是能鍛鍊的 拿了IC和PCB到實驗室施工，很快焊錫就糊成一團。別怕，熱風槍吹下IC，清理後再來，這片板子我練了很多次。隔天再拿一片到實驗室報到，果然又短路了。照著網路文章，沾上松香用烙鐵抖抖抖，還真的是刷過去整排針腳就搞定，一瞬間我的焊接技能晉級了 繼續加工，焊上降壓IC，CAN收發器，電阻電容。檢查電壓和clock，正常；然後接上電腦正確下載程式，MCU運作正常；接上汽車模擬器也能正確運作；最後上車測試，我沒焊上LED不能閃動，但是車門就如同預期關上了 我搞定了！ IC不發燙，因為省電做得好 我是工程師，用專業做產品，以創造為榮

第二篇 做了樣品上車測試，結果第一晚過去了，電瓶電壓掉得比平常更低，發動後自動啟停也不反應。看起來我量到很低的電流跟成功搞定省電（low power）是兩件事（淚） 當晚我在汽車鎖定的狀態下，端詳著板子上的LED燈。他設計成有封包就會閃，而且是每0.1秒亮暗切換。我真的看到LED一閃一閃亮晶晶，想破頭不小心觸發汽車警報！我一直都沒辦法順利解除警報，最後把OBD-II電源 & 警報系統的保險絲燒壞，車子也跑出錯誤碼收場 有三個讓LED閃爍的可能 LED閃爍讓汽車警報系統送出CAN封包 汽車休眠，還是定期會有CAN封包 我的關門器插上去，把汽車喚醒，於是出現CAN封包 看來問題不單純，要找兇手了 我還是得先修車，不然OBD-II頭沒電不能做實驗。雖然還在保固期，但跑原廠和他說我開發車用電子要出保固，似乎不大妥。趕緊約新竹知名的外場（昇佑汽車）處理，老闆很專業，很快就定位到保險絲的問題，幫忙消除錯誤碼，整台車又回復正常 下圖是換下來的5A保險絲，可以看到裡面的線已經斷掉 我和老闆討論起實驗，老闆很有把握：LED閃爍不會觸發警報。所以眼下只剩兩個可能（柯南背景音樂響起） 汽車休眠，還是定期會有CAN封包 我的關門器插上去，把汽車喚醒，於是出現CAN封包 ELM327還是很好用的 從駕駛座拉出一分二延長線，一邊接ELM327，一邊接遙控關門器，有趣的地方來了 接ELM327，汽車鎖定幾分鐘後，CAN bus確實平靜無波 接ELM327和遙控關門器，ELM327和遙控關門器都會看到CAN bus有封包 每隔幾秒就有一些封包送出 所以接上遙控關門器，就會讓汽車定期被喚醒一下（然後又立刻睡下去）。所以第一晚測試，汽車不斷被喚醒，吃了不少電 驗屍報告 CAN Transceiver有根腳叫CAN-TX，這根腳收到0，就會送出CAN bus的"dominant"信號叫醒大家。所以汽車睡覺時， CAN-TX必須永遠保持是1，才不會驚擾大家 經過一長串debug，我找到錯誤的原因了 開機瞬間，CAN Transceiver還沒啟動，CAN-TX是0或1都沒關係 事件A: 打開CAN Transceiver CAN-TX pin開機預設是0

在我之前，戰鬥民族俄羅斯已經有類似的產品，一共有兩個版本。第一個要拆開電動尾門後飾板，在裡面接5根線。這個版本其實非常省電，可靠，而且他有蜂鳴器可以提醒人注意。程式簡單無比，不用折騰CAN bus。缺點是安裝比較麻煩，像我就沒把握拆開自己的車，還有辦法無損再裝回去 俄羅斯人的CAN Bus產品長得像下面這樣：一個OBD-II的頭，搭配一串尾巴連接到盒子裡   安裝好以後，再把盒子藏到飾板裡面 這個外觀我就覺得不OK了：太大了！還要想辦法藏盒子，我覺得不好 我的原型只有三顆IC，最理想的尺寸是下圖ELM327的大小。我打開外殼，把裡面印刷電路板的大小用A4紙裁下來，再剪三張真實IC大小的紙片排排看 扮家家酒的結果顯示：似乎塞得下 只是藍色透明的外殼感覺有點low，我另外訂購了黑白兩色的外殼，感覺和車子比較搭 我找了身邊的硬體專家評估可能性。他們聽到信號速度只有125kHz，沒有高速信號，評語很簡單：塞得進去就結案了。問要不要幫我畫？ 我寫了十幾年的韌體，一直想畫一次Layout，這個產品只有三顆IC，成功率滿高的，為什麼不試試看？KiCAD是一款免費的PCB軟體，裝了就開始動工了！ 畫PCB有點像畫室內設計，需要先畫原理圖，描述IC怎麼連接，再來才是實際擺放。擺放的時候，軟體會提醒你哪根PIN要彼此相連，把所有線都接完基本上就搞定了 以前我看IC的手冊很少看封裝，現在我就得仔細核對IC的型號和封裝尺寸，畢竟畫錯了板子就是垃圾 電源的部分我有點特別留意要用高耐壓的元件，避免被突波打壞。不過這裡的耗電量只有13mA，只要降壓IC就結案了。最後挑選的元件都能承受到36v 擺放元件有點像老婆神奇的收納術，要在有限的面積塞下元件和走線。走線很難一次就滿意，多試幾次反覆修改，還真的給我畫出來了！同一顆IC我甚至留了兩個封裝的腳座，還可以選擇不同尺寸放上去（我買了兩種尺寸的CAN Transceiver，也才用得上） 我把圖印下來，放上連接器再確認尺寸。但是訂購的外殼還沒回來，不過尺寸看起來合用 幾個容易出錯的點要注意 IC接腳的定義要再看仔細，看錯了回來就是垃圾 還真的有幾顆電源元件錯了 OBD-II接頭定義再仔細核對，

要做出遙控關門器，第一步就是拿現成的零件兜出我要的功能。自己做不比外面上班，有專門的HW team搞定板子的事；遇到問題也可以找IC廠的FAE幫忙。自己做才知道團隊的偉大，校長兼撞鐘，每樣東西都得錯個幾次才挑出合用的 第一樣是MCU主板， Blue Pill ，藍色小藥丸，電子材料行都買得到STM32最小核心版。這板子多年前我就備了很多片在家裡，處理器可以跑72Mhz，64K Flash，20K SRAM記憶體，其實拿來製作關門器有點大材小用！ 每次我都要挑掉上頭的power LED（因為它會吃電），把燒錄的pin腳解下重焊；拔掉板子背後5v to 3.3v轉換器避免影響電流數據。它的製作品質也是參差不齊，我手邊有一批上面的銅箔特別薄，刮到就會斷線！ 再來是CAN收發晶片，這東西讓我吃足苦頭：TI的晶片我買過一批爛貨，最後總算是取得可以用的貨。後來火大又額外備了好幾種。下面那顆IC上面印著淡淡的230，正是折磨我的那顆 NXP TJA1050, 5v Microchip MCP2551, 5v TI SN65HVD230, 3.3v TI SN65HVD231, 3.3v Maxim MAX3051, 3.3v 最後是電源轉換IC，將12v降壓到3.3v。以我的耗電量（<20mA），用LDO降壓就好。最早我用AMS1117/3.3製作原型，不過他的靜態耗電是5mA！ 前一篇 文章我把耗電壓到0.385mA都還想繼續省電，這顆IC顯然不合我用 另外朋友幫我申請了台灣IC設計公司的樣片，他的待機耗電只有15uA，不愧是台灣精品！如果你仔細看照片，會發現我故意把商標和型號遮住（他們沒公開放在網路上）另外我還用過DC-to-DC的模組，這東西的基礎耗電量更大，40mA，可調電壓很好用，但是小電流不好用 已經把IC解焊準備換TI LM2936 這顆是DC to DC module 零件東拼西湊，有些零件不適合，也有零件是壞的，還有不小心燒掛，所以我陸續做了4片原型。第一片我用洞洞板做，想說體積小，可以上車直接用。 事實是這片很快就燒了。 第二片我決定用麵包板做，上面備了5v和3.3v的電源，也有3.3v/ 5v兩種CAN收發器的插座。用麵包版最省事是不用焊接，測試那堆C

前一篇 的電路板被我燒壞以後，我又陸續做了幾片，燒的燒壞的壞，功能穩定後，終於打到魔王：省電機制。Volvo XC60使用AGM或EFB電瓶，一顆大概$7000，很多車友大概兩年一換，相當於一年燒$3500，實在不便宜。鉛電池盡量充飽比較不會壞。 玩具會搞壞電瓶，我是絕對不敢用的！ 關門器只有電子元件，運作電量只有13mA，對汽車的發電機九牛一毛，只要控制處理器運作速度，讓他夠用就好（不消耗沒必要的功率）。汽車熄火後，CAN bus還會再運作幾分鐘才停下。 關門器會隨著汽車一起進入待機模式， 開始對電瓶吸血 ，所以待機電流做得越小越好！ 我評量省電的標準是 1%電瓶電量能支持多久 ，這個單位比起安培更有物理意義：時間越長，代表越省電，搞壞電池的機率就越低！下圖是我的原車電瓶，EFB 70Ah。這篇文章1%電瓶電量是70Ah*1% = 0.7Ah 靜態耗電（2019/05） 經過一系列努力（工程師時間，這裡就跳過了），當前已經把待機電流做到0.385mA，這表示1％電瓶能支持75天，兩個半月。鉛電池的自放電率大概一個月3%，做到比自放電還低兩倍就很堪用了 0.7Ah = （0.385＊0.001）A ＊24h＊ 75.75days Low Power機制 Low Power需要參考實際汽車的CAN bus行為，設計喚醒和睡覺的機制。下圖是真實的CAN封包，左邊括號的單位是秒，汽車醒著時，幾乎每0.001秒（1ms）都有封包進來 我設計的喚醒機制是：只要MCU睡醒，就監聽CAN bus 10ms，這段時間起碼能框到5個封包。只要收到任何有效的封包，就保持喚醒20秒 如果沒收到任何封包，代表車子還在睡。人去解鎖車門，打開尾門，放東西，一系列操作大概也要10秒。MCU每次睡3秒，只要人有操作汽車都來得及喚醒 根據上面兩個參數（待機3000ms，喚醒10ms），計算加權耗電量為0.385mA 3000ms待機，電流0.345mA 10ms一般接收，電流12.430mA 加權平均 (3000*0.345 + 10*12.430) / (3010) = 0.385mA = 385uA 進一步分析待機電流的組成如下，可以看到TI的CAN收發器占了95% TI CAN TRANSCEIVER，37