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Gestión electrónica distribuida para un Renault 5 GTL

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Sistema electrónico distribuido para un Renault 5 GTL de 1989 (G-C1J): varios nodos con FreeRTOS que se comunican por bus CAN a 500 kbps, con firmware en PlatformIO y una PCB combinada (BCM + Gateway) diseñada en KiCad. La idea: modernizar el coche de forma reversible, sin modificar el arnés original.

🔴 Desarrollo detenido por una incidencia. El vehículo sufrió un incendio durante una marcha normal, antes de llegar a instalar el BCM, y el desarrollo se paró ahí. El firmware compilado, el protocolo CAN, la documentación y el diseño de la PCB (Gerbers incluidos) se publican tal cual quedaron, como referencia y como base reutilizable para otro vehículo.

Arquitectura

flowchart LR
    subgraph CAN["Bus CAN · 500 kbps · 11 bit"]
        direction LR
        BCM["BCM<br/>STM32F103C8<br/>carrocería"]
        ICM["ICM<br/>STM32F103C8<br/>instrumentación"]
        UCE["UCE<br/>STM32F405RG<br/>motor (congelada)"]
        GW["Gateway<br/>ESP32 + MCP2515"]
    end
    GW -- "WiFi AP · WebSocket" --> WEB["Navegador<br/>dashboard"]

    style BCM fill:#12161d,stroke:#34d3d1,color:#eef1f5
    style ICM fill:#12161d,stroke:#34d3d1,color:#eef1f5
    style UCE fill:#12161d,stroke:#5f6b7d,color:#9aa4b2,stroke-dasharray: 5 5
    style GW fill:#12161d,stroke:#34d3d1,color:#eef1f5
    style WEB fill:#12161d,stroke:#5f6b7d,color:#eef1f5

Cada nodo es una placa independiente con su propio firmware y sus tareas FreeRTOS; todos comparten únicamente el protocolo y los structs de shared/.

Funciones destacadas

• Instalación reversible ("modo transparente"). La PCB intercepta los relés originales del coche, sin tocar el arnés: desconectarla deja el coche de serie. Solo la antiniebla trasera (y, según versión, las luces de posición) tienen relé de fábrica; el resto de canales van en la placa pero se conectan más adelante.
• Fail-safe CAN. Si el bus calla más de 5 s, el BCM enciende las luces de posición, hace parpadear el LED de alarma a 5 Hz, bloquea los efectos y, pasados 5 min, apaga las luces para proteger la batería. Vuelve a la normalidad solo cuando detecta actividad.
• Watchdog. El IWDG (1 s) solo se alimenta si las tareas críticas (CAN_RX, ALARM) siguen vivas; si una se bloquea, el nodo se reinicia.
• Efecto de llamas en el escape. Patrones definidos como tablas de frames (intensidad + duración) a 30 fps, con activación automática en corte de gas (el ICM detecta RPM altas con MAP bajo y se lo ordena al BCM). Módulo externo desmontable.
• Dashboard WiFi. El Gateway crea su propio punto de acceso y sirve una web con los datos del bus en tiempo real.
• Protocolo compartido y probado. IDs y estructuras en shared/, con tests unitarios nativos (Unity) que no necesitan hardware.

Protocolo CAN

Tramas estándar de 11 bits a 500 kbps. Cada nodo tiene su rango de IDs:

Todos emiten un heartbeat cada segundo con flags de estado y tiempo en marcha. Las tramas, periodos y comandos están en docs/CAN.md y en shared/Protocol.h.

Hardware y PCB

Placa única BCM + Gateway, diseñada en KiCad:

• 2 capas, 159,5 × 142,5 mm, 79 componentes THT más módulos enchufables (Blue Pill, ESP32 DevKit y MCP2515 sobre zócalos, para sustituirlos fácilmente).
• Ruteo automático con Freerouting al 100 %, plano de masa en ambas capas, DRC sin errores. Gerbers de las 7 capas y taladros en Archivos Placa/gerbers/.
• Un único riel de 5 V (LM2596) para ambos nodos y las bobinas de los relés; un solo par CANH/CANL con terminación de 120 Ω por jumper.
• Protección de entrada de 12 V: fusible de 3 A, MOSFET de protección contra polaridad inversa (IRF9540N) y TVS (P6KE18A).
• Cada relé toma su +12 V del zócalo original interceptado, por lo que se conserva la protección por circuito del propio coche.

La placa nunca llegó a fabricarse. El diseño y su justificación están en docs/PCB_BCM_GATEWAY.md.

Estado del proyecto

Compilar y probar

Necesitas PlatformIO (extensión de VS Code, o pip install platformio). Las librerías se descargan solas. Cada nodo es un proyecto independiente:

cd BCM     && pio run                 # STM32F103 (flasheo con ST-Link: pio run -t upload)
cd ../ICM  && pio run
cd ../Gateway && pio run && pio run -t upload && pio run -t uploadfs   # firmware + dashboard (SPIFFS)

Los platformio.ini traen puertos serie de mi equipo (monitor_port, upload_port): ajústalos a los tuyos. Antes de flashear el Gateway, define tu propia contraseña WiFi en Gateway/src/Config.h (el valor por defecto es un marcador).

Tests unitarios del protocolo, sin hardware:

pio test -e test_native --project-dir test/

Estructura del repositorio

BCM/  ICM/  UCE/  Gateway/   firmware por nodo (PlatformIO)
shared/                      protocolo y structs CAN comunes
Archivos Placa/              proyecto KiCad y Gerbers de la PCB
Super5.pretty/               librería de footprints propia
test/                        tests unitarios nativos
docs/                        documentación técnica

Documentación

Lecciones aprendidas

• El TJA1050 necesita 5 V en VCC (nunca 3,3 V): con 3,3 V el transceptor no transmite y no da ningún error visible.
• En un ST-Link, SWCLK y SWDIO no son intercambiables: si falla con init mode failed, revisa que no estén cruzados antes de probar otros trucos.

Más detalles en docs/INSTALL.md.

Reutilizar este trabajo

El protocolo CAN, la estructura de nodos y la placa se pueden adaptar a otro vehículo. Si lo haces, ten en cuenta que los mapas de relés y conectores de docs/ corresponden a un Renault 5 GTL de 1989.

Licencia

MIT — ver LICENSE.