Modifikasi Otonom Volvo 1993 dengan openpilot

 (practicapp.com)
1 poin oleh GN⁺ 2025-01-05 | 1 komentar | Bagikan ke WhatsApp
  • Memilih 1993 Volvo 940 Estate sebagai mobil tua yang memenuhi syarat Carbage Run 2025 Winter edition, lalu memulai modifikasi bantuan pengemudi L2 berbasis openpilot untuk penilaian orisinalitas
  • openpilot mendukung lebih dari 275 kendaraan modern, tetapi Volvo ini memakai sistem kemudi, akselerasi, dan pengereman mekanis/hidraulis, sehingga membutuhkan aktuator untuk menggerakkan tiap fungsi secara elektronik
  • Kemudi diwujudkan dengan mencangkok EPS Toyota Corolla 2020 dan sensor sudut kemudi eksternal ke kolom kemudi Volvo; sistem ini bekerja hanya dengan daya dasar, sinyal ignition, dan koneksi CAN
  • Pengereman mengganti booster rem vakum dengan Bosch iBooster, sementara akselerasi dibuat dengan servo RC dan kabel tambahan yang menarik katup karburator
  • Bantuan kemudi hidraulis lama dan bantuan kemudi elektrik baru bekerja bersamaan sehingga setir menjadi ringan, tetapi masih ada keterbatasan: setelah menikung, setir tidak kembali sendiri ke tengah

Mengubah Volvo 1993 untuk Carbage Run menjadi mobil otonom

  • Titik awalnya adalah mengikuti Carbage Run 2025 Winter edition
    • Perjalanan 6 hari pada musim dingin melewati Swedia hingga Lingkar Arktik, lalu turun ke Helsinki
    • Sekitar 400 kendaraan ikut serta bersama-sama
    • Kendaraan peserta harus berusia minimal 20 tahun dan bernilai harian di bawah €1000
  • Jika termasuk perjalanan pulang-pergi ke Belgia, mobil harus menempuh sekitar 6000 km dalam waktu sedikit lebih dari seminggu
  • Karena orisinalitas kendaraan juga dinilai, diputuskan untuk membuat Volvo 940 Estate tahun 1993 tampak seperti mobil otonom

Persyaratan kendaraan untuk openpilot

  • openpilot adalah proyek bantuan pengemudi canggih L2 yang dikembangkan oleh comma.ai
    • Menyediakan fitur yang mendekati mengemudi otonom parsial seperti Tesla Autopilot
    • Saat ini mendukung lebih dari 275 model kendaraan, termasuk Toyota, Honda, Hyundai, VW, dan lainnya
    • Tesla Model 3/Y juga termasuk dalam daftar dukungan
  • Syarat utamanya adalah kendaraan harus dapat menggerakkan kemudi, akselerasi, dan pengereman secara elektronik
  • Pada kendaraan modern, perangkat berikut biasanya menerima perintah penggerak melalui pesan CAN-bus
    • Electric Power Steering, yaitu EPS
    • Booster rem elektrik atau pompa ABS
    • Unit kontrol mesin elektronik
  • Volvo 940 tahun 1993 jauh dari kondisi seperti itu
    • Kemudinya hidraulis
    • Pedal akselerasinya memakai kabel yang tersambung sampai karburator
    • Booster remnya vakum

Kemudi: mencangkok EPS Toyota Corolla

  • Untuk menjaga lajur, dibutuhkan aktuator kemudi yang dapat memberi torsi ke setir secara elektronik
  • Metode yang dipilih adalah mencangkok aktuator EPS dan ECU dari Toyota Corolla 2020
    • Di Corolla, motor ini terpasang pada kolom kemudi di balik dasbor
    • Motor mengukur torsi pengemudi lalu menyalurkan gaya yang diperbesar ke poros keluaran
  • Kolom kemudi lurus bawaan Volvo dilepas, lalu EPS Corolla disisipkan di tengah
    • Komponen terkait penyesuaian roda kemudi pada rack Corolla dilepas sebanyak mungkin
    • Sebagian kolom Volvo dipotong lalu dilas ke spline sisi Corolla
    • Penguat tambahan dipasang dari rangka kemudi asli menuju EPS
  • Corolla juga memiliki sensor sudut kemudi eksternal
    • Sensor di dalam motor EPS dipakai untuk sudut relatif presisi pada loop kontrol internal
    • Sensor eksternal menyediakan sudut kemudi absolut, dengan 0 derajat saat mobil lurus
    • Kode pengendali kendaraan openpilot juga membutuhkan sudut kemudi absolut
  • Karena skema rangkaian dan data konektor Toyota dapat diunduh dengan biaya kecil, pemetaan kabelnya sederhana
    • Rack kemudi membutuhkan GND, 12V konstan, sekring 80A, sinyal ignition 12V, dan CAN untuk sensor sudut kemudi
    • Dengan koneksi ini saja EPS sudah bekerja, meski kemungkinan berada dalam limp mode karena tidak ada pesan kecepatan kendaraan Toyota dan sebagainya

Masalah ketika kemudi hidraulis dan elektrik sama-sama tersisa

  • Power steering hidraulis bawaan Volvo tetap dipertahankan dan bekerja bersamaan dengan EPS elektrik
  • Mematikan bantuan hidraulis dan hanya memakai bantuan elektrik juga mungkin, tetapi tidak pasti apakah rack kemudi dirancang untuk terus menerima torsi lebih besar yang biasanya berasal dari EPS
  • Dengan kedua bantuan kemudi menyala, mobil tetap bisa dikendarai dan kemudi menjadi ringan
  • Kekurangannya adalah torsi pemulih alami kendaraan tidak cukup untuk memutar balik kedua sistem tersebut
    • Saat setir dilepas di tikungan, setir tidak kembali ke tengah
    • Setir tetap berada di posisi saat dilepas
  • Salah satu solusi yang mungkin adalah menurunkan tekanan hidraulis untuk mengurangi gaya bantuan asli, tetapi ini belum dicoba

Pengereman: memasang Bosch iBooster

  • Salah satu fitur kendaraan modern yang mengurangi beban mengemudi jarak jauh adalah Adaptive Cruise Control
  • Untuk menjaga jarak aman dari kendaraan di depan, mobil harus bisa mengerem secara otomatis
  • Rem Volvo bawaan bekerja dengan memperbesar gaya yang diberikan pengemudi pada pedal melalui bantuan vakum untuk menekan master cylinder
  • Prinsip dasar kendaraan modern juga mirip; Bosch iBooster yang dipakai pada Tesla dan lainnya menggantikan bantuan vakum dengan sensor gaya dan motor listrik
  • iBooster banyak dipakai dalam proyek konversi EV
    • Konfigurasinya lebih rapi dibanding mengganti sumber vakum dari mesin lama
    • Bahkan tanpa koneksi CAN, sistem masuk limp mode dan dapat digunakan tanpa fungsi kontrol
    • EVcreate menerbitkan tulisan tentang penggunaan iBooster, salah satunya Wiring the iBooster
  • iBooster bekas banyak dicari sehingga harganya mahal dibanding harga mobilnya
    • Lars dari EVcreate menyediakan iBooster dengan syarat menerima riset kontrol CAN

Proses pemasangan iBooster dan pipa rem

  • Setelah booster vakum Volvo dilepas dan iBooster dipasang, tidak seperti perkiraan, pola lubang baut dan lubang penyelarasan tengah ternyata pas tepat
  • Pushrod bawaan iBooster juga panjangnya hampir sesuai untuk dihubungkan ke pedal
    • Washer 2 mm ditambahkan pada stud berulir agar pushrod sepenuhnya memanjang saat pedal tidak diinjak
  • Master cylinder iBooster memiliki posisi port yang berbeda, sehingga jalur rem asli tidak cocok
    • Jalur rem tembaga baru disambungkan hingga komponen yang terlihat seperti blok distribusi kecil
    • Setelah bleeding rem dan penyambungan daya, rem bekerja normal
  • Karena kopling juga digerakkan secara hidraulis dengan minyak rem dari reservoir yang sama, tangki kecil terpisah ditambahkan
    • Tangki master cylinder iBooster tidak memiliki port untuk kopling

Akselerasi: servo RC dan kabel tambahan

  • Pedal akselerasi Volvo adalah sistem murni mekanis yang terhubung ke katup udara karburator melalui kabel Bowden
  • Kendaraan modern tidak memakai karburator, melainkan injeksi langsung dan unit kontrol mesin canggih, sehingga aktuator akselerasi otomotif modern yang cocok tidak mudah ditemukan
  • Aktuator akselerasi dianggap tidak memiliki implikasi keselamatan sebesar kemudi atau pengereman, sehingga dibuat dari komponen hobi siap pakai
  • Seperti logika cruise control standar, sistem dirancang agar jika pengemudi menekan pedal lebih jauh, posisi akselerasi yang diterapkan dapat ditimpa
    • Dua kabel disambungkan ke pulley katup udara
    • Kabel yang menarik lebih jauh menjadi yang menang
  • Servo RC tahan air dibeli dari AliExpress, lalu pulley kedua dibuat dan dipasang pada servo
    • Dudukan servo dibuat dan bushing pemandu perunggu ditambahkan untuk membatasi kabel yang kendur

Radar dan pekerjaan berikutnya

  • Meski bukan aktuator, sensor radar Tesla Continental juga dipasang di balik grille depan
  • ACC berbasis visi saja di openpilot juga bekerja sampai batas tertentu, tetapi penggunaan radar nyata memberikan pengalaman yang lebih mulus dan konsisten
  • Tulisan berikutnya akan membahas perkabelan dan ECU kustom
    • Perannya menjaga aktuator tetap bekerja normal
    • Implementasi tombol cruise control
    • Membaca kecepatan dan lampu sein
  • Setelah itu, kode ECU dan port openpilot akan dijelaskan serta dirilis sebagai open source

Bacaan terkait

1 komentar

 
GN⁺ 2025-01-05
Pendapat di Hacker News

  • Volvo 940 benar-benar mobil yang keren, dan bahkan di antara mobil-mobil yang pernah dibuat, ia menonjol sebagai mobil dengan kualitas dan rancangan yang sangat baik
    Ini adalah desain yang sangat matang, berevolusi perlahan dari Volvo 140 tahun 1960-an, lalu 240 pada 70-an, dan 740 pada 80-an, sehingga saat mencapai 940, hampir semua masalahnya sudah dirapikan
    Hanya saja, akan menyenangkan kalau bisa memilih AWD bersama diesel yang irit bahan bakar. Versi diesel memang ada, tetapi tidak dijual di AS
    Penulis tampaknya punya banyak pengetahuan soal peretasan elektrik, tetapi ada beberapa bagian yang bisa ditangani lebih mudah jika memahami sisi otomotif. Misalnya, dengan mengganti ke pompa ABS BOSCH yang lebih baru, rem bisa diaktifkan secara elektrik tanpa melewati brake booster, dan perangkat seperti ini sudah dipakai sejak mobil Eropa akhir 90-an yang dilengkapi traction control
    Untuk kemudi, kemungkinan bisa diselesaikan dengan memindahkan seluruh steering rack elektrik, memasang rack manual penuh dari Volvo 240, atau memasang kopling kompresor AC pada pompa power steering hidraulik lalu mematikannya di atas kecepatan parkir
    Selain itu, mobil ini bukan karburator, melainkan injeksi bahan bakar elektronik. Di atas throttle body terlihat injektor dan fuel rail. Yang lebih penting, mobil ini punya sistem kontrol throttle elektronik bawaan pabrik untuk cruise control, dan komponen yang hilang pun murah serta umum, jadi kemungkinan besar bisa langsung masuk ke bracket dan cam yang sudah ada di mesin

    • Saya penulisnya. Cukup terkejut ini masuk Hacker News
      Memang tidak ada karburator; saya menulisnya saat setengah mengantuk di pesawat, dan salah menuliskan hal yang sebenarnya ingin saya sebut sebagai throttle/katup udara mekanis yang dioperasikan kabel
      Mobil ini juga tidak punya ABS. Mungkin mulai model tahun ini ABS menjadi opsi, tetapi karena itu mengganti pompa bukan pilihan. iBooster adalah modifikasi yang bagus dan mudah, jadi saya rekomendasikan
      Belum saya lakukan, tetapi untuk kemudi hidraulik saya berencana menurunkan tekanannya dengan menyetel regulator menggunakan shim, dan sepertinya itu sudah cukup. Bahkan sekarang pun tanpa modifikasi itu, kemudinya masih bisa bekerja sampai batas tertentu
    • Sekarang saya mengendarai XC70 dari masa ketika mobil pekerja yang kasar seperti ini mulai dihentikan produksinya, dan sebelumnya saya juga pernah memiliki 740, V50, dan V70; menurut saya mobil ini adalah puncak dari “herrgårdsvagn”
      Volvo besar zaman sekarang seperti V90 sudah menjadi mobil mewah bergaya Tiongkok yang bodoh, jadi saya tidak berniat membelinya

  • Penjelasan bahwa “mobil zaman sekarang tidak punya karburator dan memakai direct injection serta unit kontrol mesin canggih” tidak akurat
    Pada kenyataannya, sistem injeksi bahan bakar cukup independen dari kontrol throttle. Jumlah bahan bakar yang dibutuhkan dihitung berdasarkan sensor tekanan intake manifold, sehingga ada juga mobil yang memakai injeksi bahan bakar bersama throttle plate berbasis kabel
    Masalahnya mungkin lebih pada karburator yang harus berada di upstream dari throttle plate, sehingga perlu menyesuaikan pipa throttle body modern

    • Sebagian besar mobil Eropa era 80–90-an memakai sensor MAF. Itu tipe hot-wire yang mendeteksi jumlah udara yang lewat, sedangkan sensor MAP+temperatur muncul sedikit kemudian
      Semua sistem LH waktu itu memakai sensor MAF
    • Kalau Volvo masih membuat mobil berkarburator pada 1993, itu akan cukup mengejutkan. Pada titik itu, sudah sangat terlambat untuk tetap memakai karburator

  • Selama 5 tahun terakhir saya ikut dalam pengembangan openpilot, dan saya selalu tertarik dengan kasus penggunaan proyek ini
    Liburan kali ini saya menyalakan openpilot di mobil saya dan menempuh 2500 mil; hasilnya luar biasa. Dari seluruh perjalanan, mungkin hanya sekitar 10% yang saya kemudikan sendiri, sisanya saya serahkan ke otomatisasi
    Meski begitu masih sangat banyak yang perlu ditingkatkan, jadi tahun ini saya berencana membuat fork openpilot dan berfokus membuat fitur ADAS lebih mendekati kendaraan modern, yaitu Tesla
    Rilis pertama akan saya unggah ke Show HN

    • Akan bagus kalau bisa memberi tahu fork GitHub-nya. Saya mungkin saja melewatkan Show HN
      Kalau saya sudah cukup berani untuk membangun image sendiri dan mem-flash-nya, hal yang ingin saya coba adalah fitur yang mengenali perpindahan jalur dengan lampu sein menyala lalu melambat. Setahu saya sekarang mobil baru melambat setelah kendaraan lain sudah masuk ke jalur. Saya tahu ada banyak kasus pengecualian, tetapi itu tampak seperti perpindahan yang cukup aman dan sopan
      Saya juga ingin sistem mengenali lampu rem dari beberapa mobil lalu melepas pedal akselerator. Saat ini sepertinya menggunakan radar mobil tepat di depan, tetapi kalau 75% mobil di sekitar menyalakan lampu rem sementara mobil depan saja yang bereaksi lambat atau sedang mengemudi agresif, tidak ada alasan bagi Comma untuk terus mendorong rangkaian itu lebih jauh
      Fitur yang akan sangat bagus adalah mengenali rambu batas kecepatan dan menyesuaikan kecepatan cruise. Terutama saya ingin mengurangi situasi ketika mobil melaju ke exit ramp pada 65 mph lalu mengeluh karena kelengkungannya terlalu besar untuk kecepatan itu
      Jika bisa mengenali rambu “kecepatan yang disarankan” di exit ramp, hasilnya akan sesuai yang diinginkan semua orang, dan saat ramp tersambung ke jalan tol lain, pengemudi juga tidak perlu melakukan tindakan tambahan. Akan bagus juga jika bisa mengenali rambu berhenti, lampu kuning, atau lampu merah. Tidak perlu sampai mendeteksi kondisi lalu lintas, tetapi saya tidak suka mobil melaju penuh ke arah rambu berhenti dan lampu merah sambil membunyikan peringatan
      Saya juga perlu melihat apakah Comma tahu mobil saya adalah EV dan bisa melepas pedal akselerator alih-alih menginjak rem. Mobil saya punya beberapa tingkat regenerative braking, jadi bagus juga kalau itu dipertimbangkan, tetapi secara pribadi saya sudah terbiasa dengan BMW i3 dan selalu membiarkannya pada regenerative braking paling kuat
    • Seberapa ketat pemantauan pengemudi di Openpilot? Misalnya, kalau itu sistem bantuan pengemudi yang bahkan tidak mengizinkan mobil tetap menjaga jalur saat saya makan dengan kedua tangan, secara pribadi saya merasa manfaatnya tidak terlalu besar

  • Saya penasaran apakah mobil ini boleh dikendarai di jalan umum Swedia
    Saya mengira hukum Swedia akan sangat ketat terhadap modifikasi DIY seperti ini, jadi kalau memang diizinkan, itu mengejutkan

    • Hampir pasti tidak diizinkan. Rute yang mereka tempuh mensyaratkan mobilnya layak jalan
      Modifikasi seperti ini jelas ilegal di jalan umum Swedia dan Finlandia, dan sering kali lolos inspeksi berkala saja tidak cukup. Harus mendapat persetujuan tipe agar legal dikendarai di jalan
      Kelihatannya terdaftar di Belanda, tetapi kalau di Belanda, saya rasa mobil ini bahkan tidak akan lolos inspeksi berkala. Ada halaman panduan berbahasa Inggris dari pemerintah Belanda: https://www.government.nl/topics/general-periodic-inspection...
    • Solusi sederhananya adalah mendaftarkannya di Polandia. Setidaknya di Jerman, biasanya begitu saat mengubah mobil bermesin pembakaran internal menjadi mobil listrik
    • Rasanya sangat kecil kemungkinan mobil yang dimodifikasi sebesar ini diizinkan di jalan umum Swedia atau Finlandia
      Meski begitu, proyeknya sendiri sangat keren
    • Hampir tidak mungkin legal. Konfigurasi throttle-nya terlihat berbahaya. Jika servonya bermasalah, sepertinya tidak akan gagal secara aman ke posisi throttle tertutup seperti throttle body elektronik biasa
    • Toh ini Carbage, jadi kalaupun tertangkap lalu disita dan dihancurkan, rasanya itu juga bagian dari keseruannya

  • Kalimat “untungnya [servo pedal akselerator] adalah satu-satunya aktuator yang tidak membawa masalah keselamatan besar” bikin merinding
    Apa yang terjadi kalau servo RC itu macet di full throttle? Asumsinya mungkin tinggal injak kopling, tetapi tergantung situasinya, bisa saja tidak ada banyak waktu untuk menyadari apa yang terjadi dan bereaksi

    • Bukankah itu yang dulu diduga menjadi penyebab beberapa kecelakaan Toyota? Orang-orang mengklaim pedal gas macet tertekan penuh dan menginjak rem pun tidak berguna, tetapi sebenarnya penyebabnya adalah mereka panik dan menginjak pedal gas alih-alih rem
    • Rem mobil seharusnya mampu mengalahkan mesin meski mesin dalam kondisi full throttle
    • Tidak disebutkan langsung, tetapi mobil ini hampir pasti bertransmisi manual, jadi kalau hal seperti itu terjadi, tinggal pindahkan ke netral atau injak kopling

  • Sepertinya bagian 2 akan membahas perpindahan gigi
    Tidak dibahas langsung, tetapi ada petunjuk bahwa koplingnya juga dioperasikan secara hidraulik, jadi kemungkinan ini transmisi manual. Untuk Volvo 1993 yang dibeli di Eropa, dugaan itu cukup masuk akal
    Rasanya mereka tidak akan memasang transmisi baru hasil modifikasi, mungkin mereka hendak memasang kopling otomatis yang agak kasar

    • Mungkin mereka tidak terlalu memikirkan bagian itu, dan sistemnya pada dasarnya hanya akan bekerja saat melaju konstan di gigi 5
      Kemungkinan besar sebagian besar perjalanan 6000 km dilakukan dalam kondisi seperti itu. Dalam lalu lintas lambat yang membutuhkan perpindahan gigi, mereka harus menyerah pada “self-driving”, tetapi tetap sangat berguna
    • Transmisi otomatis sendiri seharusnya tidak mahal atau sulit didapat. Di wilayah itu mungkin bahkan bisa didapat gratis
    • Menurut lembar spesifikasi yang mudah ditemukan secara publik, Volvo 940 tahun 1993 memang memiliki opsi transmisi otomatis
      Penulis mengatakan di bagian 2 akan membahas ECU kustom yang ia rancang sendiri untuk menjaga kabel dan aktuator tetap stabil, implementasi tombol cruise control, pembacaan kecepatan dan lampu sein, lalu di bagian 3 akan menjelaskan kode ECU dan port openpilot serta merilisnya sebagai open source
    • Modifikasi transmisi manual terotomatisasi yang menggerakkan tuas persneling dan kopling mungkin saja bisa dilakukan

  • Saya sendiri tidak akan melakukannya, tetapi senang ada orang yang cukup berani untuk mewujudkan hal seperti ini. Ini akan jadi cerita yang hebat

  • Saya menyimpan artikel ini untuk lebih memahami mobil dan mendapatkan inspirasi DIY bagi saya dan orang lain

  • Apakah bisa menambahkan radar ke comma 3X? Saya kira itu hanya berbasis visual, menarik juga

    • Model openpilot bisa menerima radar depan sebagai input