BMWの軽音楽

この記事では、BMWコントロールユニット通信ネットワークのテーマを継続して、ライトコントロールユニット（LCM）と、私がなんとか実装したそれらの面白いことに焦点を当てます。 しかし、まず最初に、説明部分から始めます。





以下の機能を実行するLCM（English Light Control Module）デバイス：

• 外部および内部照明デバイスの切り替え。
• 白熱灯の保守性;
• ライトスイッチの位置を監視します。
• 他のコントロールユニットとの相互作用。

したがって、LCMは、必要なライトがオンになったときのエグゼキューターです。 彼は、ドライバー制御ゾーンのスイッチまたはIバスを介して制御情報を受け取ります。 フィードバックとして、スイッチがオンになっているデバイスとその誤動作に関する情報がバス上に提供されます。 そのため、たとえば、左ロービームランプが切れた場合、ダッシュボードのメッセージによってドライバーに即座に通知されます。 誤動作に関する情報は、デバイスの電源がオンになっているかどうかで判断されます。



照明器具は、半導体デバイスの直流増幅器によって切り替えられます。 これにより、リレーの接点が焼ける問題や、ヒューズを使用する必要がなくなります。 ただし、スキームが複雑になり、修理のコストが増加します。 DCアンプの出力段に障害が発生するケースは珍しくありません。 この場合、LCMを修復するか、後続のエンコードで動作するLCMに変更する必要があります。



異常なアラームを取り付ける場合、マスターは方向指示器またはサイドライトのワイヤーと接触する必要があります。 それらは通常、LCMの領域でワイヤリングハーネスにねじられています。 私はこれを見ました。 マイクロコントローラを介してIバスに接続することにより、タスクをより人道的に解決できますが。 この場合、緊急警報は、方向指示器だけでなく、すべての照明装置にアクセスできます。 さらに、中央ロックシステム、ガラス、サンルーフ、折り畳みミラーが利用可能になります。 しかし、マイクロコントローラーと対応するソフトウェアの使用は簡単な作業ではなく、マスターはこのオプションを無視した方がよいでしょう。



ディーラーの診断およびコーディングツールを使用して、LCMと対話できます。 読み取り、障害コードのクリア、診断コマンドの要求、動作モードとパラメーターのエンコード。 診断装置はDバスに接続されており、LCMへの物理的な接続はありません。 LCMはIバスサブスクライバーであり、診断機器との対話はダッシュボードのゲートウェイを介して行われます。 ゲートウェイは、DバスからIバスへ、またはその逆にメッセージを転送します。 したがって、特定のライトデバイスをオンにしてIバスを「スニッフィング」する診断要求を送信すると、LCMレジスタの効果のロジックを計算して、目的のデバイスをオンにすることができます。 私はそれをやった。 仮想マシンで実行されているBMW DISで、コマンドを設定しました。左フロントターンシグナルをオンにし、右、左ブレーキライトをディップしました。同時に、Iバスのフレームを修正しました。 ライトデバイスを個別にオンにする診断要求は次のとおりです。









メッセージの送信者は診断（識別子3F ）、受信者LCM（ D0 ）、メッセージタイプ0Cです。 バイトDAT0-DAT3にマスクが配置され、ビットと外部照明デバイスの対応が決定されます。 このマスクの単一の値は、対応するデバイスに30秒間電流を強制的に供給し、ゼロの値はすぐに電源を切ります。 診断メッセージが正常に受信されると、LCMは肯定応答D0 03 3F A0 4Cで確認します。したがって、診断機器を使用して、照明器具は要求に応じて個別にオンになり、操作性を評価できます。 次の表は、DAT0-DAT3からのビットの位置を示しています。これにより、30秒間ライトがオンになります。







1つではなく複数の照明器具をオンにする必要がある場合は、DAT0〜DAT3領域の値を論理的に加算するだけで十分です。 したがって、テーブルグローにリストされているライトの任意の組み合わせを使用できます。 たとえば、メッセージ3F 0F D0 0C 00 00 00 00 40 00 00 40 00 00 00 00 00 ECをIバスに送信することにより、左ロービームヘッドランプと左フロントターンシグナルライトが点灯します。 次に、メッセージ3F 0F D0 0C 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ECで、すべてを支払います。



説明されたLCMの機能のおかげで、白熱灯の慣性によってのみ制限される、異なるシーケンスで照明デバイスの任意の組み合わせをオンにできるアプリケーションを作成できます。 明らかに、eLightモジュールはこのように機能します。 ドイツの同僚は、LCMの機能を考慮して、ハードウェアとソフトウェアの両方を含む独自のプロジェクトを作成しました。 モジュール自体は単純に車に接続され、3つの接点で十分です：ケース、オンボードネットワークの電源、Iバス。 次に、PC上のアプリケーションを使用して、モジュールの動作モードがプログラムされます。 たとえば、車を閉じると、ヘッドライトは、連続したライトの効果を生み出すような順序で点灯します。 面白いことが判明しました。 そして、車のスピーカーシステムからの音を伴う外部照明デバイスから軽い音楽を作るとどうなりますか。 さらに楽しくなります！ さらに、これにはすべての技術的能力があります。



前の記事で 、CDチェンジャーとして標準スピーカーシステムに接続する機能について既に説明しました。 つまり、音声出力ですべてがすでに明確になっています。 しかし、光の伴奏と音楽をどのように同期させることができますか？ 私にとって明らかな解決策は、MIDIプロトコルを使用することでした。 さらに、音楽と同期して軽いシリーズを作成できる既製のソフトウェアがあります。 私はシーケンサーを意味します。



MIDIは、楽器の相互作用のためのプロトコルです。 このプロトコルは、マスターデバイスからスレーブへのデータのシリアル送信に基づいています。 MIDIキーボードまたはシーケンサーをマスターとして使用でき、さまざまなシンセサイザーを従属として使用できます。 MIDIプロトコルメッセージは、チャネルメッセージとシステムメッセージの2種類に分類されます。 サウンドコントロールコマンドを送信するため、チャネルメッセージに関心があります。 つまり、メモ付きのイベントに関する情報を含むも​​の：メモはオン、メモはオフです。 このメッセージは、ノートへの効果の強さに関する情報も伝えますが、興味はありません。



車の外部照明デバイスのシステムを従属MIDIデバイスとして解釈すると、各ランプには独自の音があり、「ライトシンセサイザー」が得られます。 少なくともシーケンサー、さらにはキーボードを接続し、好きなように電球で遊んでください。 しかし、そのような実装には、MIDI入力ストリームをLCMのIバスメッセージに変換するプロセスが必要です。 次の図では、このプロセスはmidi4lcmで示されています。









midi4lcmは、ネットワークセグメントでマルチキャストからデータを受信するサーバーです。 受信データのストリーム全体から、midi4lcmは1番目のチャネルの音声MIDIメッセージをフィルタリングします。 影響を受けたノートに応じて、LCMのメッセージが生成されます。 MIDIメッセージは、わずかな遅延を考慮して統合されます。これは、ノートイベントに関する情報を伝達する各UDPデータグラムに対して個別のIバスメッセージを作成するには費用がかかりすぎるためです。 このため、受信間隔が1ミリ秒を超えない場合、サーバーは受信したMIDIメッセージを1つのIバスメッセージに結合します。



私たちにとって都合の良い時間に車でライトロウを実行するには、保存されたMIDIメッセージのシーケンス、つまりMIDIファイルが必要です。 シーケンサーを使用して作成できます。 現在、音楽を作成し、さまざまな形式で保存するためのアプリケーションが多数あります。 最もシンプルなシーケンサーから豪華な音楽ステーションまで。 このオプションでは、このようなアプリケーションの主な利点は、MIDIトラックを再生してファイルにエクスポートできることです。 特に、オーディオトラックの並列動作の可能性がある場合、同期サウンドで軽いシリーズを作成することが可能になります。 実際にどのように見えるかの例







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したがって、車の軽音楽の創造性の結果は、MIDIとオーディオの2つのファイルになります。



そのため、たとえばWAV形式のMIDIライトシリーズと伴奏に必要なファイルをすでに用意しているとします。 必要なプラグインがあれば、Gstreamerを使用して同期的に再生できます。 すなわち、コマンドラインで実行することにより：

 gst-launch-1.0 -v filesrc location=lighting.mid ! midiparse ! udpsink host=127.0.0.1 port=21928 sync=true filesrc location=music.wav ! wavparse ! pulsesink
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

このコマンドでは、Gstreamerはタイムスタンプに従って、lighting.midファイルからMIDIメッセージを同期的にブロードキャストします。 メッセージはIPアドレス127.0.0.1およびUDPポート21928に送信されます。midi4lcmサーバーがマルチキャストを受信するように構成されているのはこのポートです。 これは通常、ローカルネットワークで動作するMIDIデバイスの構成方法です。 MIDIブロードキャストに加えて、gst-launchパイプラインは、music.wavファイルのサウンドストリームをPulseAudioサウンドサーバーに送信します。 このコマンドが実行されるコンピューターのリニア出力が車のスピーカーシステムに接続されている場合、目的の効果が得られます-音響伴奏の下の照明器具の軽音楽。 確かに、この効果を「より壮観な」外部にするには、ドアを開いたままにしておく必要があります。そうしないと、静かになりすぎます。









この図は、作業図をより詳細に示しています。 Raspberry Piミニコンピューターは、車の追加機器として機能し、Iバスコントロールユニットとスピーカーシステム間の相互作用の標準バスに統合されます。 一方、Raspberryにはローカルネットワークに接続するためのインターフェイスがあり、他のコンピューターとやり取りしてオーディオおよびMIDIストリームを受信できます。 この場合、シーケンサーを自動車に接続し、いわば「ライブ」のMIDIトラックの動作を確認することが可能になります。



最後に、実際にどのようになったかを示します。



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トピックに関する追加情報：



» MIDI Wavy：ArduinoとMIDIを使用して色を制御した音楽を作成する

» 雑誌「Musical Equipment」のMIDIに関する一連の記事

»BMW車用ディーラー電気文書「BMW WDS」