Interfase OBD II con LM327: Descripción de una Interfase OBD II - El Sistema CAN Bus

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Antes de continuar con la explicacin paso a paso de la forma de realizar programas por medio de comandos OBD, es necesario rever qu es una red de rea controlada para transmisin de datos en electrnica automotor.

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  • Relacin General del Sistema

    La aplicacin masiva de sistemaselectrnicos de control y regulacinen el vehculo motorizado, como porejemplo:

    Control del cambioControl electrnico del motor o de

    la bomba de inyeccin.Sistema antibloqueo (ABS).Sistema de traccin antideslizan -

    te (ASR).Control de estabilidad (ESP).Regulacin del momento de

    arrastre del motor (MSR).Inmovilizador.Ordenador de a bordo, etc.

    Requieren una interconexin enred de las diversas unidades de con-trol. El intercambio de informacionesentre los sistemas reduce la cantidadde sensores y mejora el aprovecha-

    miento de los sistemas individuales.Las interfaces de los sistemas decomunicacin desarrollados espe-cialmente para vehculos motoriza-dos, pueden subdividirse en doscategoras:

    Interfaces convencionalesInterfaces en serie como el CAN

    (Controller Area Network).

    Transmisin de datos conven -cional: Se caracteriza por el hechode que a cada seal le esta asignadauna conduccin individual. Las sea-les binarias solamente pueden trans-mitirse mediante dos estados 0 o1 (cdigo binario) (por ejemplo com-presor de aire acondicionado conec-tado o desconectado). Medianterelaciones de impulsos pueden trans-mitirse magnitudes variables conti-nuamente (ejemplo: estado del sen-sor del pedal del acelerador). Elincremento del intercambio de datos

    entre los componentes electrnicosen el vehculo motorizado, ya nopuede ser realizado razonablementecon interfaces convencionales. Lacomplejidad de los mazos de cablestan solo puede dominarse actual-mente con gran esfuerzo y aumentancada vez mas las exigencias plantea-das al intercambio de datos entre lasunidades de control, figura 1.

    Transmisin de datos en serie(CAN): Los problemas en el inter-cambio de datos a travs de interfa-ces convencionales, pueden resol-verse mediante la aplicacin de siste-mas bus (vas colectoras de datos),por ejemplo CAN, un sistema busdesarrollado especialmente paravehculos motorizados. Bajo la condi-cin de que las unidades de controlelectrnicas tengan un interfafase enserie CAN.

    Existen tres campos de aplicacin

    Interfase OBD II con LM327Descripcin de una Interfase OBD II

    El Sistema CAN BusAntes de continuar con la explicacin paso apaso de la forma de realizar programas pormedio de comandos OBD, es necesariorever qu es una red de rea controladapara transmisin de datos en electrnicaautomotor. En esta nota brindamos una des -cripcin general, con el aporte de www.meca -nicavirtual.org

    Seleccin de Luis Horacio Rodrguez

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    AUTO ELCTRICO

  • esenciales para el sistema CAN en elvehculo motorizado:

    Acoplamiento de unidades decontrol.

    Electrnica de la carrocera y deconfort.

    Comunicacin mvil.

    Acoplamiento de Unidadesde ControlTambin llamado a las aplicacio-

    nes que funcionan en tiempo realcomo son las unidades de control delmotor, el control del cambio y la regu-lacin de la dinmica de marcha(ESP), sirven para la regulacin delmovimiento del vehculo. Se caracte-rizan por unas velocidades de trans-misin situadas entre 125 kBit/s y1MBit/s (High-Speed-CAN).

    Electrnica de Carroceray de ConfortTambin llamado a las aplicacio-

    nes mltiplex que se emplea para elcontrol y la regulacin de componen-tes en el sector de la electrnica decarrocera y confort, por ejemplo: laregulacin del aire acondicionado, elcierre centralizado y el ajuste delasiento. Las velocidades de transmi-sin se sitan entre 10 kBit/s y 125125 kBit/s (Low-speed-CAN).

    Comunicacin MvilLas aplicaciones de comunica-

    cin mvil comunican componentestales como el sistema de navegacinGPS, el telfono, o los equipos deaudio con unidades centrales de indi-cacin y mando. El objetivo consisteen unificar, en lo posible, las secuen-

    cias de operacin, agruparinformaciones de estado yconseguir que la distraccindel conductor sea mnima.Las velocidades de transmi-sin de los datos se sitanhasta los 125 kBit/s; noobstante, sin ser posible latransmisin directa dedatos de audio o vdeo.

    Acoplamiento de Unidades de Control

    Se acoplan entre s sistemaselectrnicos como el control delmotor o de bomba de inyeccin, sis-tema antibloqueo ABS, sistema detraccin antideslizante ASR o regula-cin de la dinmica de marcha ESP,control electrnico de cambio, etc.Las unidades de control estn aquunidas como estaciones con igualdadde derechos, mediante una estructu-ra de bus lineal, figura 2. Esta estruc-tura presenta la ventaja de que encaso de fallar una estacin, el siste-ma bus contina estando plenamentea disposicin de las dems estacio-nes. En comparacin con otras dis-posiciones lgicas (estructuras anu-lares o estructuras en estrella) sereduce as esencialmente la probabi-lidad de un fallo total. En el caso deestructuras anulares o en estrella, elfallo de una estacin o de la unidadcentral, conduce a un fallo total. Lasvelocidades de transmisin tpicasestn entre aproximadamente 125kBit/s y 1Mbit/s (ejemplo: la unidadde control del motor y la unidad decontrol de bomba en la regulacinelectrnica diesel comunican entresa 500 kBit/s). Las velocidades detransmisin deben ser tan altas parapoder garantizar el comportamientode tiempo real requerido.

    Direccionamiento Referido al ContenidoEl sistema bus CAN no asigna

    direcciones a las diversas estacio-nes, sino que asigna a cada mensa-

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    El Sistema CAN Bus

    Figura 1

    Figura 2

  • je un identificador fijo de 11 o 29bits. Este identificador representa elcontenido del mensaje (ejemplo:nmero de revoluciones del motor).Una estacin emplea nicamenteaquellos datos cuyo identificadorcorrespondiente est almacenado enla lista de mensajes a recibir. Todoslos dems datos se ignoran simple-mente. El direccionamiento referidoal contenido hace posible enviar unaseal a varias estaciones, mandandoun sensor su seal, directamente o atravs de una unidad de control, a lared bus que la distribuye entoncescorrespondientemente. Adems esposible as realizar muchas variantesde equipamiento, porque puedenaadirse por ejemplo: estaciones adi-cionales a un sistema bus CAN yaexistente.

    Prioridad: El identificador deter-mina junto al contenido de datossimultneamente la prioridad (prefe-rencia) del mensaje al realizar la emi-sin. Una seal que vara rpidamen-te (ejemplo: el nmero de revolucio-nes del motor) debe transmitirse tam-bin con gran rapidez, y recibe por lotanto una prioridad mayor que unaseal que vara relativamente lenta(ejemplo: temperatura del motor).

    Asignacin de bus: C u a n d oest libre el bus puede comenzarcualquier estacin a transmitir sumensaje. Si comienzan a emitirvarias estaciones simultneamente,se impone el mensaje de mayor prio-ridad, sin que se produzca una prdi-da de tiempo o de bit. Los emisorescon mensajes de menor prioridad seconvierten automticamente enreceptores y repiten su intento deemisin, en cuanto est libre otra vezel bus.

    Formato de mensaje: Para latransmisin en el bus se crea unmarco de datos (Data Frame), cuyalongitud abarca como mximo 130 bit(formato estndar) o 150 bit (formato

    ampliado). De esta forma queda ase-gurado que el tiempo de esperahasta la siguiente transmisin, posi-blemente muy urgente, se mantengasiempre corto.

    El Data Frame consta de sietecampos sucesivos, tal como semuestra en la figura 3:

    Start of Frame: marca elco -mienzo de un mensaje y sincronizatodas las estaciones.

    Arbitration Field: consta del

    identificador del mensaje y un bit decontrol adicional. Durante la transmi -sin de este campo, el emisor com -prueba en cada bit si todava estautorizado para emitir o si est emi -tiendo otra estacin de mayor priori -dad. El bit de control decide si elmensaje se trata de un Data Frameo de un Remote Frame.

    Control Field: contiene el cdi -go sobre la cantidad de bytes dedatos en el Data Field.

    Data Field: dispone de un con -

    Figura 4

    Auto Elctrico

    Figura 3

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  • tenido de informacin entre 0 y 8bytes. Un mensaje de longitud 0puede emplearse para la sincroniza -cin de procesos distribuidos.

    CRC Field: contiene una pala -bra de proteccin de marco para elreconocimiento de posibles anomal -as de transmisin producidas.

    Ack Field: contiene una sealde confirmacin de todos los recepto -res que han recibido el mensaje sinfallos.

    End of Frame: marca el finaldel mensaje.

    La figura 4 muestra cmo se inter-

    conectan los diferentes subsistemasa travs de un sistema CAN.

    Diagnstico integrado

    El sistema bus CAN dispone deuna serie de mecanismos de controlpara el reconocimiento de anomalas.Pertenece aqu por ejemplo: la sealde seguridad en el Data Frame y elMonitoring, en la que cada emisorrecibe otra vez su propio mensaje,pudiendo reconocer entonces posi-bles divergencias. Si una estacinregistra una anomala, emite enton-

    ces un flag de error, que detiene latransmisin en curso. De esta formase impide que otras estaciones reci-ban el mensaje errneo. En caso deuna estacin defectuosa podra ocu-rrir, sin embargo, que todos los men-sajes, es decir tambin los mensajessin errores, sean interrumpidos conun flag de error. Para evitar esto, elsistema bus CAN esta equipado conun mecanismo que puede distinguirentre anomalas ocasionales y ano-malas permanentes y pueden locali-zar fallos de estacin. Esto se produ-ce mediante una evaluacin estads-tica de las situaciones de error.

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    El Sistema CAN Bus

    Figura 5

  • Estandarizacin

    El sistema CAN fue estandariza-do por la organizacin normativainternacional ISO, para el intercam-bio de datos en vehculos motoriza-dos:

    Para aplicacin hasta 125 kBit/s,como ISO 11 519-2.

    Para aplicaciones superiores a125 kBit/s como ISO 11 898.

    De ms est decir que lo dadohasta aqu es una breve introduccinal tema com