seo/Auto_Seat

0 Fork 0

Files

T

seo-amugae 1a79916cee Document CAN packet examples

2026-08-23 19:30:53 +09:00

14 KiB

Raw Blame History

Auto Seat

차량 운전석 자동 시트 위치 제어와 센터콘솔 메모리 기능을 관리하는 Arduino 프로젝트입니다.

운전석 아래의 Arduino Nano가 메인 컨트롤러입니다. 기존 시트 상승/하강 제어, EEPROM 저장값, 시리얼 콘솔, IG1/P단 판단을 담당합니다. 센터콘솔 쪽 Arduino Mega는 단순 I/O 노드로 동작하며, CAN 명령을 받아 MOSFET 출력으로 버튼을 누르고 버튼/STATE_LED 상태를 Nano에 보고합니다.

목적

P단이 아닌 주행 상태가 확인되면 시트를 EEPROM에 저장된 주행 위치까지 상승시킵니다.
P단 또는 비주행 상태가 확인되면 시트를 하단 0ms 위치까지 하강시킵니다.
실제 위치 센서 없이 릴레이 구동 시간으로 현재 위치를 추정합니다.
운전석/조수석 열선과 통풍, 핸들 열선, 전방센서, VESS 보조 기능을 센터콘솔 노드로 제어합니다.
모든 메모리와 판단은 Nano가 담당하고, Mega는 신호 감지와 출력 수행만 담당합니다.

저장소 구성

Auto_Seat.ino
Console_Node/Console_Node.ino
upload.ps1
report.html
README.md

Auto_Seat.ino: 운전석 아래 Nano용 메인 스케치입니다.
Console_Node/Console_Node.ino: 센터콘솔 Mega용 I/O 노드 스케치입니다.
upload.ps1: Nano 업로드용 PowerShell 스크립트입니다.
report.html: 현재 동작 시뮬레이션과 운영 보고서입니다.

메인 Nano 하드웨어

MCU: Arduino Nano ATmega328P
상승 릴레이: D8, active-low, LOW = ON
하강 릴레이: D9, active-low, LOW = ON
P단 입력: A0, analog raw 0..1023
IG1 입력: D7, HIGH = IG1 ON, LOW = IG1 OFF
CAN 모듈: MCP2515 + TJA1050, 8MHz crystal
CAN CS: D10
CAN SPI: D11 MOSI, D12 MISO, D13 SCK

Nano의 기존 시트 제어 핀과 MCP2515 SPI 핀은 충돌하지 않습니다.

센터콘솔 Mega 하드웨어

MCU: Arduino Mega
CAN 모듈: MCP2515 + TJA1050, 8MHz crystal
CAN CS: D53
CAN INT: D2
CAN SPI: D50 MISO, D51 MOSI, D52 SCK
MOSFET 출력 7채널: D22..D28
버튼 눌림 감지 7채널: D30..D36
STATE_LED analog 입력 15채널: A0..A14

MOSFET 출력은 YYNMOS-8 같은 low-side 보드를 기준으로 합니다. 현재 설정은 HIGH = ON, LOW = OFF입니다. 보드가 반전형이면 OUTPUT_ACTIVE_LEVEL, OUTPUT_INACTIVE_LEVEL만 바꾸면 됩니다.

PC817 출력 모듈은 보통 active-low입니다. 버튼 감지 쪽은 기본값이 INPUT_PULLUP, BUTTON_ACTIVE_LOW = true입니다. 실제 모듈 출력이 반대면 배열 값만 바꿉니다.

센터콘솔 채널

0 = 운전석 통풍
1 = 운전석 열선
2 = 조수석 통풍
3 = 조수석 열선
4 = 핸들 열선
5 = 전방센서
6 = VESS

열선/통풍 4채널은 단계형입니다.

0 -> 3 -> 2 -> 1 -> 0

일반 클릭은 300ms입니다. 열선/통풍 OFF 기준화는 해당 버튼을 2100ms 길게 눌러 처리합니다.

STATE_LED 입력

Mega는 STATE_LED 15개를 analogRead로 읽고, 단계와 ON/OFF 상태만 Nano에 보고합니다.

A0..A2    운전석 통풍 High/Mid/Low
A3..A5    운전석 열선 High/Mid/Low
A6..A8    조수석 통풍 High/Mid/Low
A9..A11   조수석 열선 High/Mid/Low
A12       핸들 열선
A13       전방센서
A14       VESS

기본 임계값은 전 채널 300입니다. 5V ADC 기준으로 1.8V는 약 368, 3.3V는 약 675입니다. 실제 배선 후 Mega 시리얼의 s 명령으로 ledRaw0..ledRaw14 값을 확인하고 LED_ON_THRESHOLD를 조정합니다.

PC817 출력처럼 LED ON일 때 analog 값이 낮아지는 채널은 LED_ON_WHEN_ABOVE를 false로 바꿉니다.

시트 동작 로직

IG1 HIGH이고 P단 신호가 꺼져 있으면 주행 후보 상태로 봅니다.
주행 후보가 80ms 유지되면 주행 모드로 확정합니다.
P단 또는 비주행 후보가 250ms 유지되면 비주행 모드로 확정합니다.
시동 직후 1000ms 동안은 IG1/P 신호 흔들림을 무시하고 릴레이를 정지합니다.
주행 모드에서는 EEPROM에 저장된 시트 위치로 상승합니다.
비주행 모드에서는 0ms 위치로 하강합니다.
하강 속도는 상승보다 1.1배 빠른 것으로 계산합니다.
0ms 도달 시 하단 밀착을 위해 하강 릴레이를 추가 300ms 유지합니다.
릴레이 방향 전환 사이에는 120ms dead time을 둡니다.

시트 위치는 실제 센서값이 아니라 시간 기반 추정값입니다. 전원 차단 후 다시 켜지면 기본적으로 하단 0ms에서 시작한다고 봅니다.

USB Serial Reset 보호

Arduino Nano는 USB 시리얼 연결 시 DTR 때문에 리셋될 수 있습니다.

보드가 부팅된 순간 IG1 HIGH이고 P단이 아니면, 이미 주행 중 USB 재연결이 발생한 것으로 보고 현재 위치와 목표 위치를 EEPROM 저장 주행 위치로 맞춥니다.

currentPositionMs = savedPositionMs
targetPositionMs = savedPositionMs
relay = OFF

이렇게 해서 주행 중 시리얼 연결만으로 시트가 불필요하게 상승하는 상황을 막습니다. 이후 사용자가 P단으로 이동하면 저장 위치 기준으로 0ms까지 하강합니다.

시트 EEPROM

0 = magic
1 = 10회 보정 useCount
2..3 = 시트 주행 위치 uint16_t

시트 위치 허용 범위는 0..6000ms입니다. EEPROM magic이 없거나 저장값이 유효하지 않으면 기본 주행 위치를 6000ms로 설정합니다.

센터콘솔 EEPROM

센터콘솔 목표값은 Mega가 아니라 Nano EEPROM에 저장합니다.

16 = console magic
17 = 운전석 통풍 목표 단계 0..3
18 = 운전석 열선 목표 단계 0..3
19 = 조수석 통풍 목표 단계 0..3
20 = 조수석 열선 목표 단계 0..3
21 = 핸들 열선 목표 0/1
22 = 전방센서 목표 0/1
23 = VESS 목표 0/1

운전석 통풍이 켜지면 운전석 열선 메모리는 0으로 지웁니다. 운전석 열선이 켜지면 운전석 통풍 메모리는 0으로 지웁니다. 조수석도 같은 규칙을 적용합니다.

센터콘솔 자동 적용

Mega가 CAN 상태를 보내고 Nano가 alive로 인식하면 센터콘솔 기능을 사용할 수 있습니다.
부팅 후 3000ms가 지나고 Mega가 준비되어 있으면 저장된 열선/통풍 목표를 적용합니다.
핸들 열선, 전방센서, VESS는 IG1이 켜진 뒤에만 목표값을 적용합니다.
열선/통풍 목표가 1..3이면 약 19분 30초마다 저장 목표를 다시 적용합니다.
핸들 열선 목표가 ON이고 IG1이 ON이면 약 19분 30초마다 OFF 클릭 후 다시 ON 클릭을 수행합니다.
Mega가 바쁘거나 CAN 응답이 없으면 Nano는 새 명령을 보내지 않습니다.

사용자가 센터콘솔 버튼을 직접 누르면 Mega가 눌림/릴리즈를 Nano에 보고합니다. Nano는 릴리즈 후 700ms 뒤 실제 LED 상태를 읽어 EEPROM 목표값을 갱신합니다.

CAN 프로토콜

속도는 125kbps, MCP2515 crystal은 8MHz로 설정합니다.

0x100 Nano -> Mega heartbeat
0x101 Nano -> Mega command
0x200 Mega -> Nano status

0x100 Heartbeat

byte0 = protocol version, 1
byte1 = flags
byte2 = sequence
byte3 = useCount
byte4 = parking raw low
byte5 = parking raw high
byte6 = uptime seconds low
byte7 = uptime seconds high

flags:

bit0 = IG1 ON
bit1 = P ON
bit2 = raw drive mode
bit3 = confirmed drive mode
bit4 = ignition stabilizing
bit5 = seat moving
bit6 = auto calibration pending/running

0x101 Command

현재 명령은 pulse 실행입니다.

byte0 = protocol version, 1
byte1 = command, 1 pulse
byte2 = channel 0..6
byte3 = onMs low
byte4 = onMs high
byte5 = gapMs low
byte6 = gapMs high
byte7 = command sequence

Mega는 같은 sequence를 중복 수신하면 무시합니다. 명령을 수락하면 status 프레임의 lastAcceptedCommandSeq로 돌려줍니다.

0x200 Status

byte0 = protocol version, 1
byte1 = flags
byte2 = packed climate levels
byte3 = toggle bits
byte4 = button bits
byte5 = lastAcceptedCommandSeq
byte6 = Mega pulse queue length
byte7 = last main heartbeat sequence

flags:

bit0 = main alive
bit1 = Mega pulse busy
bit2 = Mega pulse queue overflow
bit3 = main IG1 ON
bit4 = main P ON

packed climate levels:

bits 0..1 = 운전석 통풍 0..3
bits 2..3 = 운전석 열선 0..3
bits 4..5 = 조수석 통풍 0..3
bits 6..7 = 조수석 열선 0..3

toggle bits:

bit0 = 핸들 열선
bit1 = 전방센서
bit2 = VESS

button bits:

bit0..bit6 = 센터콘솔 버튼 눌림 상태

Mega가 MOSFET으로 직접 누른 버튼은 일정 시간 마스킹하여 사용자 직접 조작으로 오인하지 않습니다.

실제 패킷 예시

멀티바이트 시간값은 little-endian입니다. 예를 들어 300ms는 0x012C이므로 payload에는 2C 01 순서로 들어갑니다.

주행 중 Nano heartbeat 예시:

ID  : 0x100
DLC : 8
DATA: 01 2D 2A 05 14 00 7B 00

해석:

byte0 = 0x01  protocol version 1
byte1 = 0x2D  IG1 ON, raw drive ON, confirmed drive ON, seat moving
byte2 = 0x2A  heartbeat sequence 42
byte3 = 0x05  useCount 5
byte4 = 0x14  parking raw low
byte5 = 0x00  parking raw high, parkingRawValue = 20
byte6 = 0x7B  uptime seconds low
byte7 = 0x00  uptime seconds high, uptime = 123s

운전석 통풍 버튼을 300ms 클릭하라는 명령 예시:

ID  : 0x101
DLC : 8
DATA: 01 01 00 2C 01 C2 01 31

해석:

byte0 = 0x01  protocol version 1
byte1 = 0x01  pulse command
byte2 = 0x00  channel 0, driver vent
byte3 = 0x2C  onMs low
byte4 = 0x01  onMs high, onMs = 300
byte5 = 0xC2  gapMs low
byte6 = 0x01  gapMs high, gapMs = 450
byte7 = 0x31  command sequence 49

운전석 열선을 길게 눌러 OFF 기준화하는 명령 예시:

ID  : 0x101
DLC : 8
DATA: 01 01 01 34 08 BC 02 32

해석:

channel = 1, driver heat
onMs = 0x0834 = 2100ms
gapMs = 0x02BC = 700ms
sequence = 0x32

핸들 열선 20분 유지 재시작은 두 개의 pulse 명령으로 보냅니다.

ID  : 0x101
DATA: 01 01 04 2C 01 B0 04 33

ID  : 0x101
DATA: 01 01 04 2C 01 C2 01 34

해석:

첫 번째 frame: channel 4를 300ms 누르고 1200ms 대기
두 번째 frame: channel 4를 300ms 다시 누르고 450ms 대기

Mega status 예시:

ID  : 0x200
DLC : 8
DATA: 01 0B 83 05 01 31 02 2A

해석:

byte0 = 0x01  protocol version 1
byte1 = 0x0B  main alive, Mega busy, main IG1 ON
byte2 = 0x83  driver vent 3, driver heat 0, passenger vent 0, passenger heat 2
byte3 = 0x05  steering heat ON, front sensor OFF, VESS ON
byte4 = 0x01  channel 0 button pressed
byte5 = 0x31  last accepted command sequence 49
byte6 = 0x02  Mega pulse queue length 2
byte7 = 0x2A  last received Nano heartbeat sequence 42

Nano Serial Console

Nano 시리얼은 기본적으로 조용합니다.

115200 baud로 연결합니다.
빈 Enter를 한 번 보내면 help가 출력되고 콘솔이 열립니다.
이후에는 한 글자 명령만 받습니다.

s  현재 상태 출력
u  수동 상승 +500ms
d  수동 하강 -500ms
p  현재 추정 위치를 EEPROM에 저장
g  1초 간격 debug 출력 시작
x  debug 모드만 종료
a  기어 상태 기반 자동 목표로 복귀
c  보정 실행: 상승 7초, 하강 6초, 현재 위치 0 설정
r  10회 자동 보정 카운터 초기화
h  help 출력

a, c, r은 안전을 위해 P단에서만 실행됩니다.

상태 출력에는 센터콘솔 상태도 함께 포함됩니다.

consoleCanReady=true
consoleAlive=true
consoleBusy=false
consolePulseQueueLength=0
consoleDriverVentTarget=0
consoleDriverVentActual=0
consoleSteeringHeatTarget=false
consoleSteeringHeatActual=false

Mega Serial Console

Mega 시리얼은 I/O 노드 디버그용입니다.

h  help 출력
s  상태와 ledRaw0..ledRaw14 출력
x  모든 출력 OFF, pulse queue 비움

Mega에는 EEPROM 메모리나 자동 판단 로직이 없습니다. Mega가 리셋되어도 Nano가 다음 상태 보고를 받은 뒤 필요한 명령을 다시 보냅니다.

자동 보정

IG1 HIGH -> LOW 전환이 발생할 때마다 EEPROM useCount를 1 올립니다.
10회가 되면 자동 보정을 예약합니다.
IG1 OFF 상태가 5분 유지되면 자동 보정을 실행합니다.

up 7000ms
down 6000ms
currentPositionMs = 0
targetPositionMs = 0
useCount = 0

예약 상태에서 IG1이 다시 켜지면 보정은 대기 상태로 남고, 다음 IG1 OFF 후 5분 조건을 다시 봅니다. 수동 c 보정은 P단에서만 가능하고, 시작되면 끝까지 수행합니다.

빌드와 업로드

Nano 컴파일:

& "C:\Program Files\Arduino CLI\arduino-cli.exe" compile --fqbn arduino:avr:nano:cpu=atmega328 --warnings all .

Nano 업로드:

.\upload.ps1 -Port COM3

Mega 컴파일:

& "C:\Program Files\Arduino CLI\arduino-cli.exe" compile --fqbn arduino:avr:mega .\Console_Node --warnings all

Mega 업로드 예시:

& "C:\Program Files\Arduino CLI\arduino-cli.exe" upload --fqbn arduino:avr:mega --port COM4 .\Console_Node

운영 메모

커밋 전 git status --short --branch로 의도하지 않은 파일이 섞였는지 확인합니다.
MCP2515 모듈의 crystal은 현재 8MHz 기준입니다. 16MHz 모듈이면 MCP_8MHZ를 바꿔야 합니다.
CAN 종단저항은 노드가 2개일 때 양 끝 120Ω 구성을 기준으로 합니다.
센터콘솔 CAN 상태가 2초 이상 끊기면 Mega는 출력 OFF와 큐 초기화를 수행합니다.
Nano가 Mega 상태를 2초 이상 받지 못하면 콘솔 명령 큐를 비우고 자동 적용을 다시 대기합니다.
STATE_LED 임계값은 차량 실측 raw 값을 기준으로 조정해야 합니다.
시트 위치는 센서 기반이 아니라 시간 기반 추정이므로 전원 차단, 수동 조작, 릴레이 지연에 따라 실제 위치와 차이가 날 수 있습니다.

현재 기준값

SEAT_HARD_LIMIT_UP_MS = 6000
DOWN_SPEED_NUM / DOWN_SPEED_DEN = 11 / 10
IGNITION_STABILIZE_MS = 1000
DRIVE_CONFIRM_MS = 80
PARK_CONFIRM_MS = 250
RELAY_DEADTIME_MS = 120
DOWN_EDGE_MARGIN_MS = 300
AUTO_CALIBRATION_DELAY_MS = 300000
AUTO_CALIBRATION_UP_MS = 7000
AUTO_CALIBRATION_DOWN_MS = 6000
CAN_HEARTBEAT_INTERVAL_MS = 250
CONSOLE_MEMORY_REFRESH_INTERVAL_MS = 1170000
CONSOLE_STEERING_RESTART_INTERVAL_MS = 1170000

14 KiB Raw Blame History