Autoradio Tuner List (4) : Écran LCD

Date: 2018-03-17

Tags: Renault_tuner_list arduino auto elec jacky reverse_engineering

J’ai toujours voulu afficher n’importe quoi sur l’afficheur au centre du tableau de bord, qui affiche normalement la station de radio et l’heure, et il se trouve que c’est tout à fait possible.

Hardware

Ici, on a un autoradio Renault/VDO Tuner List (modèle 22DC259/62T, 77 00 434 422) et un afficheur Renault (82 00 028 364), avec un connecteur gris connecté au tableau de bord et à la radio, et un connecteur rouge connecté aux commandes situées sous le volant.

Je n’ai pas eu confiance dans les documentations que j’ai pu trouver, avec des couleurs de fils incorrectes, des brochages de connecteurs parfois à l’envers, différentes version de l’afficheur ou de l’autoradio.

Mais ce n’est pas un problème, il suffit de démonter pour vérifier qu’on ne va rien faire de dangereux. On peut rapidement identifier les pins à la masse, ceux des alimentations, et certains signaux de puissance.

Connecteur Gris :

NTC
GND
NC
NC
GND
Éclairage feux? (in)
Éclairage backlight? (in)
+12V (contact?, in)
+12V (permanent?, in)
NC
GND
LCD_ENABLE (12V, in)
SDA (TTL, io)
SCL (TTL, io)
!MRQ (TTL, io, active-low)

Connecteur Rouge (TTL) :

NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
NC
Commun 1
Retour A
Commun 2
Retour B
Commun 3
Retour C
NC

Ça permet de comprendre la majorité du câblage :

Et on peut aussi reverse-engineerer la matrice des boutons utilisés pour les commandes au volant:

Fonction	Pin commun	Pin retour
OK	A	1
VOL-	A	2
VOL+	A	3
Source L	B	1
Source R	B	2
Pause	B	3
Molette 1	C	1
Molette 2	C	2
Molette 3	C	3

Curieusement, la molette n’est qu’un interrupteur rotatif à 3 positions, ça suffit à détecter le sens de rotation ça donne l’impression de bien plus de positions (6 par tour).

Câble

Dans ce cas, la solution la plus pratique est de prendre une rallonge avec des câbles mini-ISO branchés sur l’autoradio, de couper chaque fils et de les brancher sur un connecteur à 0.1”, pour y mettre des cavaliers pour une connection directe, des fils en Y pour espionner le bus ou bien des fils vers un MCU ou un analyseur logique.

Connecteur jaune C1 :

SDA (TTL 5V)
SCL (TTL 5V)
!MRQ (TTL 5V)
LCD_ENABLE (+12V)
GND On peut se contenter de n’utiliser que ce connecteur pour afficher ce que l’on veut, et reverse-engineerer une partie du protocole.

I2C bus reverse-engineering sur-place — I²C bus reverse-engineering sur-place

Comme je ne voulais pas décharger la batterie ni passer plusieurs heures dans le froid, j’ai préféré démonter l’afficheur et l’autoradio pour les utiliser à l’intérieur.

I2C bus reverse-engineering sur-table — I²C bus reverse-engineering sur-table

Protocole

Ça nous avance bien de connaître le matériel, mais il faut encore comprendre comment l’autoradio communique avec l’écran LCD. Pour ça, on va utiliser un analyseur logique (Cypress FX2 et sigrok/pulseview) et regarder tout ce qui passe sur le bus i2c.

On peut voir que le bus i2c fonctionne à 7.14kHz et que le signal !MRQ est constamment tiré à 0 avant que quelque chose ne soit transféré sur le bus.

En débranchant le signal MRQ de chaque côté, on peut voir que l’afficheur le force à 0 en attendant une trame de l’autoradio, mais que l’autoradio le force aussi à 0 avant d’envoyer une tram à l’autoradio. On peut aussi voir que l’autoradio est maître sur le bus i2c, et identifier l’adresse de l’écran LCD (0x23).

On peut voir plusieurs messages de 2 octets de long [0x01, 0x10] ou [0x01, 0x11], demandés au moins toutes les 500ms par l’autoradio (initié par l’afficheur qui tire le signal MRQ à 0, puis répond lorsque l’autoradio envoie une requête).

Commandes au volant

Il y a aussi une trame répondue par l’afficheur lorsqu’on appuie sur un bouton des commandes au volant, et qui permet de déduire le code de chacune des commandes au volant. L’afficheur tire le signal MRQ à 0, l’autoradio envoie une requête, puis l’afficheur envoie la trame correspondant aux boutons pressés.

Bouton	octet 0	octet 1	octet 2	octet 3	octet 4	action
OK	0x04	0x82	0x91	0x00	0x00	press
OK	0x04	0x82	0x91	0x00	0x40	hold
Source R	0x04	0x82	0x91	0x00	0x01	press
Source R	0x04	0x82	0x91	0x00	0x81	hold
Source L	0x04	0x82	0x91	0x00	0x02	press
Source L	0x04	0x82	0x91	0x00	0x82	hold
Volume +	0x04	0x82	0x91	0x00	0x03	press
Volume +	0x04	0x82	0x91	0x00	0x43	hold
Volume -	0x04	0x82	0x91	0x00	0x04	press
Volume -	0x04	0x82	0x91	0x00	0x44	hold
Pause	0x04	0x82	0x91	0x00	0x05	press
Wheel up	0x04	0x82	0x91	0x01	0x41
Wheel down	0x04	0x82	0x91	0x01	0x01

Les valeurs 0x41 et 0x42 pour le dernier octet sont aussi interprétées par l’autoradio comme les boutons Source R et Source L maintenus appuyés, et il n’y a pas de code lorsqu’on maintient appuyé le bouton Pause ou pour la molette.

Affichage

L’afficheur est rafraichi uniquement en cas de besoin, on peut l’observer en appuyant sur un bouton de l’autoradio, qui va forcer le signal MRQ à 0, puis va envoyer une trame entre 13 et 16 octets avec les caractères à afficher.

Displaying line with I2C — Displaying line with I²C

Affichage	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
98.5	0x0f	0x90	0x7f	0x29	0xff	0x3f	0x35	0x81	0x20	0x20	0x20	0x20	0x39	0x38	0x35	0x20
CASS [=]	0x0f	0x90	0x7f	0x55	0xff	0xff	0x60	0x01	0x43	0x41	0x53	0x53	0x20	0x04	0x05	0x06
BAYERN 3	0x0f	0x90	0x7f	0x55	0xff	0x3f	0x75	0x01	0x42	0x41	0x59	0x45	0x52	0x4E	0x20	0x33

Bingo ! Les trames à partir de l’octet 9 ressemblent à de l’ASCII (les caractères clignotent si le MSB est à 1), l’octet 7 permet d’afficher le point décimal et le digit de mémoire/piste, et l’octet 6 permet d’afficher les pictogrammes Tuner Preset, Tuner Manu, Dolby et MSS.

Programme

On va remplacer l’autoradio par un Arduino Mega (n’importe quel micro-contrôleur avec un périphérique i2c et des IO TTL suffit), pour pouvoir écrire sur l’afficheur et lire l’état des boutons.

Avec un Atmel AVR, il faut forcer le bitrate/prescaler à environ 7kHz avec les lignes suivantes:

void conf() {
TWBR = 0xff;
TWSR = 0x01;
}

Comme c’est un programme de test qui n’a qu’une seule fonction et un MCU surpuissant pour son utilisation, il est possible d’écrire un code peu optimisé (polling au lieu d’interruptions, copy/paste).

On va initialiser l’écran en envoyant quelques trames [0x01, 0x10] et [0x01, 0x11], puis on peut écrire un peu ce qu’on veut :

void writerandom(byte *data, int len) {
    while(digitalRead(2)); // polling the MRQ line
    Wire.beginTransmission(0x23);
    conf(); // overwrites the bitrate/prescaler after the Wire lib configures the i2c
    Wire.write(data, len);
    Wire.endTransmission();
}

Dans ce cas, on peut commencer par copier/coller des trames récupérées en sniffant celles envoyées par l’autoradio, puis on va reverse-engineerer le protocole complet en bouclant sur tous les caractères entre 0x00 et 0xFF, et en testant les pictogrammes.

On va aussi pouvoir lire l’état des boutons, qui sont des trames de 5 octets :

void read01() {
    while(digitalRead(2)); // polling the MRQ line, pulling the MRQ line low and waiting 500us also works
    conf(); // overwrites the bitrate/prescaler after the Wire lib configures the i2c
    Wire.requestFrom(0x23, 5);
    TWBR = 0xff;
    TWSR = 0x01; // 0x00 appears to work as well
    for(i = 0; i < 5; i++) {
        READDATA_ = Wire.read();
    }
}

Références

RTA 120.1 Renault Mégane/Scénic 1 1999-2003 (page 177, section essence)
Manuel de Réparation Renault MR312-8 (pages 165-166)
Manuel Renault/Philips MR-Radiosat-6000-10 (pages 34-36)
TLCDEmu - Hardware, section pinouts
HD6433834 - Datasheet Sagem/Hitachi/Renesas MCU (pages 21-27 : pinouts, pages 346-449: caractéristiques électriques)
EEVBlog Forum - Confused about how this I2C read works, sujet de forum assez utile
Youtube - Renault Tuner List Custom Text, proof of concept d’un autre bricoleur

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Xavier