Kontroler za povezivanje osobnog računala s ugrađenim sustavom samodijagnostike OBD II (Mercedes-Benz C-Class W203)

Kontroler za povezivanje osobnog računala s OBD II ugrađenim sustavom samodijagnostike prema SAE (PWM i VPW) i protokolima standarda ISO 9141-2.

Shema kontrolera za uparivanje osobnog računala s ugrađenim sustavom samodijagnostike OBD II

Bilješka. Modeli koje proizvodi GM sukladni su standardu VPW, Ford standardu PWM, a azijski i europski modeli standardu ISO 9141-2.

Opće informacije

Radi se o mikrokontroleru izrađenom pomoću CMOS tehnologije.

Pažnja! Kontroler nije namijenjen za spajanje na prvu generaciju ugrađenih sustava samodijagnostike (OBD I)!

Uređaj djeluje kao jednostavan skener i dizajniran je za čitanje dijagnostičkih kodova i podataka iz OBD II sustava (broj okretaja motora, temperatura rashladnog sredstva i usisnog zraka, karakteristike opterećenja, protok zraka u motor itd.) unutar standarda SAE J1979 putem bilo kojeg dizajna sabirnice (PWM, VPW i ISO 9141-2).

Glavna namjena

Za spajanje na računalo dovoljan je 3-žilni kabel; spajanje na dijagnostički konektor izvodi se pomoću 6-žilnog kabela. Napon napajanja se dovodi do kontrolera preko 16-pinskog OBD dijagnostičkog konektora. Shematski dijagram regulatora prikazan je na slici.

Preporuke za korištenje

Za povezivanje uređaja s automobilom može se koristiti neoklopljeni kabel duljine ne veće od 1,2 m, što je od posebne važnosti kod korištenja PWM protokola. Kod korištenja duljeg kabela smanjite otpor otpornika na ulazu uređaja (R8 i R9 ili R15). Kada koristite oklopljeni kabel, oklop treba isključiti kako bi se smanjio kapacitet.

Kabel za spajanje na serijski priključak računala također može biti neoklopljen. Uređaj radi pouzdano s duljinom kabela do 9 m. Za znatno veće duljine kabela potrebno je koristiti snažniji RS 232 komunikator.

Topologija električnih veza je proizvoljna. Ako je vlažnost visoka, upotrijebite dodatne premosne kondenzatore.

Besplatni softver (browser) za čitanje kodova i podataka može se preuzeti s web stranica proizvođača i namijenjen je za korištenje pod DOS-om. Mala veličina softverske aplikacije u "DOS" verziji omogućuje da se smjesti na DOS boot disketu i koristi čak i na računalima opremljenim softverom nekompatibilnim s DOS-om. Neobavezni uvjet je čak i prisutnost tvrdog diska u računalu.

Opća načela razmjene podataka

Bilješka. Osim ako nije drugačije navedeno, svi brojevi su dani u heksadecimalnom (hex) formatu.

Decimalni format označen je oznakom dec.

Razmjena podataka odvija se preko trožilne serijske veze, bez korištenja razmjene servisnih poruka inicijalizacije (handshaking). Uređaj osluškuje kanal za poruke, izvršava primljene naredbe i prenosi rezultate na osobno računalo (PC), nakon čega se odmah vraća u mod slušanja. Podaci koji ulaze i izlaze iz kontrolera organizirani su u obliku lanca sekvencijalnih bajtova, od kojih je prvi kontrolni. Obično je kontrolni bajt broj između 0 i 15 dec (ili 0-F hex), opisujući broj sljedećih informacijskih bajtova. Tako bi, na primjer, naredba od 3 bajta izgledala ovako: 03 (provjeriti bajt), 1. bajt, 2. bajt, 3. bajt. Sličan format koristi se i za dolazne naredbe za ispitivanje ugrađenog sustava samodijagnostike i za odlazne poruke koje sadrže tražene informacije. Treba napomenuti da se u kontrolnom bajtu koriste samo četiri bita nižeg reda - bitovi višeg reda rezervirani su za neke posebne naredbe i računalo ih može koristiti prilikom inicijalizacije veze s kontrolerom i dogovaranja protokola prijenosa podataka, kao i kontroler za kontrolu grešaka u prijenosu. Konkretno, u slučaju greške u prijenosu, kontroler postavlja najvažniji bit (MSB) kontrolnog bajta na jedan. Nakon uspješnog prijenosa, sva četiri najznačajnija bita postavljaju se na nulu.

Bilješka. Postoje neke iznimke od pravila za korištenje bajta za provjeru.

Inicijalizacija kontrolera i ugrađenog sustava samodijagnostike

Za početak razmjene podataka, računalo mora uspostaviti vezu s kontrolerom, zatim inicijalizirati kontroler i OBD II podatkovni kanal.

Uspostavljanje veze

Nakon povezivanja kontrolera s računalom i OBD dijagnostičkim konektorom, on se mora inicijalizirati kako bi se spriječilo smrzavanje povezano sa šumom u serijskim linijama ako su spojene prije uključivanja napajanja kontrolera. Istodobno se provodi jednostavna provjera aktivnosti sučelja. Prije svega, šalje se jednobajtni signal 20 (hex), koji kontroler percipira kao naredbu za uspostavljanje veze. Kao odgovor, kontroler šalje jedan bajt FF hex (255 dec) umjesto kontrolnog i prelazi u stanje pripravnosti za primanje podataka. PC sada može nastaviti s inicijalizacijom podatkovnog kanala.

Bilješka. Ovaj slučaj je jedan od rijetkih kada kontroler ne koristi kontrolni bajt.

Inicijalizacija

U ovoj fazi inicijalizira se protokol preko kojeg će se razmjenjivati podaci, au slučaju ISO protokola inicijalizira se on-board sustav. Razmjena podataka odvija se pomoću jednog od tri protokola: VPW (General Motors), PWM (Ford) i ISO 9141-02 (azijski/europski proizvođači).

Bilješka. Postoje mnoge iznimke: na primjer, prilikom anketiranja nekih modela automobila Mazda, može se koristiti Fordov PWM protokol. Stoga, ako dođe do problema s prijenosom, prvo pokušajte koristiti neki drugi protokol. Protokol se odabire odašiljanjem kombinacije koja se sastoji od kontrolnog bajta 41(hex) i bajta odmah iza njega, koji određuje vrstu protokola: 0 = VPW, 1 = PWM, 2 = ISO 9141. Tako npr. naredbom 41 (hex) 02(hex) ISO 9141 protokol je inicijaliziran.

Kao odgovor, kontroler šalje kontrolni bajt i statusni bajt. Postavljanje MSB kontrolnog bajta ukazuje na prisutnost problema, a sljedeći statusni bajt će sadržavati odgovarajuće informacije. Nakon uspješne inicijalizacije, šalje se kontrolni bajt 01(hex), koji označava da slijedi bajt statusa verifikacije. U slučaju VPW i PWM protokola, verifikacijski bajt je jednostavan odjek bajta odabira protokola (0 odnosno 1), kada se inicijalizira protokol ISO 9141, to će biti digitalni ključ koji vraća ugrađeni OBD procesor koji određuje koja će se od dvije malo različite verzije protokola koristiti.

Bilješka. Digitalni ključ ima isključivo informativnu svrhu. Treba napomenuti da je inicijalizacija VPW i PWM protokola mnogo brža, budući da zahtijeva samo prijenos relevantnih informacija na kontroler. Na modelima koji zadovoljavaju ISO standard, inicijalizacija traje oko 5 sekundi, potrošeno na razmjenu informacija između kontrolera i ugrađenog procesora, koja se izvodi brzinom od 5 bauda. Čitatelj bi trebao imati na umu da će se na nekim modelima vozila ISO 9141 inicijalizacija protokola zaustaviti ako se zahtjev za podacima ne pošalje unutar intervala od 5 sekundi - to znači da računalo mora automatski izdavati zahtjeve svakih nekoliko sekundi, čak i kada je u stanju mirovanja.

Nakon uspostavljanja veze i inicijalizacije protokola, započinje normalna razmjena podataka koja se sastoji od zahtjeva primljenih od računala i odgovora koje izdaje kontroler.

Postupak razmjene podataka

Rad kontrolera pri korištenju protokola obitelji ISO 9141-2 i SAE (VPW i PWM) odvija se prema malo drugačijim scenarijima.

Razmjena putem SAE protokola (VPW i PWM)

Prilikom razmjene podataka korištenjem ovih protokola, samo jedan podatkovni okvir se sprema u međuspremnik, što znači da je potrebno odrediti okvir koji će se uhvatiti ili vratiti. U nekim (rijetkim) slučajevima, ugrađeni procesor može odašiljati pakete koji se sastoje od više od jednog okvira. U takvoj situaciji, zahtjev se mora ponavljati dok se ne prime svi okviri u paketu.

Zahtjev se uvijek formira na sljedeći način: [Kontrolni bajt], [SAE standardni zahtjev], [Broj okvira]. Kao što je gore spomenuto, kontrolni bajt obično je broj jednak ukupnom broju bajtova koji ga slijede. Zahtjev je formatiran u skladu sa SAE specifikacijama J1950 i J1979 i sastoji se od zaglavlja (3 bajta), niza informacijskih bajtova i bajta za kontrolu pogreške (CRC). Imajte na umu da dok se informacija o zahtjevu generira u strogom skladu sa SAE specifikacijama, potrošač kontrolnog bajta i broja okvira je čip sučelja.

Nakon uspješnog završetka postupka, poruka odgovora uvijek ima sljedeći format: [Kontrolni bajt], [SAE standardni odgovor]. Kontrolni bajt, kao i prije, određuje broj informacijskih bajtova koji ga slijede. Odgovor se, u skladu sa zahtjevima SAE standarda, sastoji od zaglavlja (3 bajta), lanca informacijskih bajtova i CRC bajta.

U slučaju kvara, šalje se odgovor od 2 bajta: [Kontrolni bajt], [Statusni bajt]. U ovom slučaju MSB je postavljen u kontrolnom bajtu. Četiri najmanje značajna bita tvore broj 001, pokazujući da nakon kontrolnog bajta slijedi jedan bajt, statusni bajt. Do ove situacije može doći prilično često, budući da Specifikacije dopuštaju mogućnost neispunjavanja podataka od ugrađenog procesora, kao i prijenos netočnih podataka u slučaju da zahtjev nije u skladu sa standardom koji podržavaju proizvođači vozila. Također je moguće da traženi podaci trenutno nisu u RAM-u procesora. Kada čip ne primi očekivani odgovor ili primi oštećene podatke, MSB kontrolni bajt se postavlja, nakon čega slijedi statusni bajt.



U slučaju kolizije na sabirnici, sučelje proizvodi jedan bajt 40 (hex), koji je kontrolni bajt s brisanim bitom najmanje važnosti. Slična se situacija može dogoditi vrlo često kada je autobus napunjen porukama višeg prioriteta od dijagnostičkih podataka - računalni uređaj mora ponoviti izvorni zahtjev.

Razmjena pomoću ISO 9141-2 protokola

Normu ISO 9141-2 koristi većina azijskih i europskih proizvođača automobila. Struktura zahtjeva koju generira računalo ne razlikuje se mnogo od one koja se koristi u SAE standardima, s jedinom razlikom što čip ne treba informaciju o broju okvira i odgovarajuće informacije ne bi trebale biti prisutne u paketu. Stoga se zahtjev uvijek sastoji od kontrolnog bajta iza kojeg slijedi lanac informacijskih bajtova, uključujući kontrolni zbroj. Kao odgovor na poruku, čip jednostavno prenosi signale koje generira ugrađeni procesor. Nema kontrolnog bajta u poruci odgovora, tako da računalo percipira dolazne informacije neprekidno sve dok se lanac ne prekine pauzom od 55 milisekundi, što označava završetak paketa informacija. Stoga se poruka odgovora može sastojati od jednog ili više okvira prema zahtjevima specifikacija SAE J1979. Čip ne analizira okvire, ne odbacuje nedijagnostičke okvire itd. Računalo mora samostalno obraditi dolazne podatke kako bi izoliralo pojedinačne okvire analizom bajtova zaglavlja.

Bilješka. Odgovori na većinu upita sastoje se od jednog okvira.

Izmjene napravljene na najnovijoj verziji kontrolera sučelja

U nastavku su navedene glavne razlike u procesu prijenosa podataka pomoću protokola SAE i ISO 9141, karakterističnih za najnovije kontrolere sučelja, kao i redoslijed prijenosa podataka pomoću protokola ISO 14230:

• 1) ISO 9141 standard: dodan bajt adrese;
• 2) ISO 9141 standard: ne vraća samo jedan nego oba bajta ključa; (dodatni bajt se također vraća u SAE modovima, ali se ovdje ne koristi).
• 3) Dodana podrška za ISO 14230 protokol.

Bilješka. Svi informacijski bajtovi se prenose u heksadecimalnom formatu.

Znak XX označava nedefinirani, rezervirani ili neidentificirani bajt.

Uspostavljanje veze

Postupak postavljanja veze nije promijenjen:

• Otprema: 20
• Recepcija: FF

Izbor protokola

VPW:

• Otprema: 41.00
• Recepcija: 02, 01, XX

PWM:

• Otprema: 41, 01
• Recepcija: 02, 01, XX

ISO 9141:

• Slanje: 42, 02, adr, gdje je: adr - bajt adrese (obično 33 hex)
• Prijem: 02, K1, K2, gdje su K1, K2 bajtovi ISO ključa
• Ili: 82, XX, XX (iSO 9141 pogreška inicijalizacije)

ISO 14230 (brza inicijalizacija):

• Slanje: 46, 03, R1, R2, R3, R4, R5, gdje: R1÷R5 - poruka o početku ISO 14230 zahtjeva za uspostavljanje veze, obično R1÷R5 = C1, 33, F1, 81, 66
• Primanje: S1, S2, ………, gdje S1, S2, ……… - poruka o početku ISO 14230 odgovora za uspostavljanje veze

Bilješka. Više od jednog ECU-a može se slati uzastopno. Kod negativnog odgovora može se koristiti kao odgovor.

Tipičan pozitivan odgovor izgleda ovako: S1, S2, ……. = 83, F1, 10, C1, E9, 8F, BD

ISO 14230 (spora inicijalizacija): Isto kao ISO 9141.

Napomena i komentari

Ako planirate koristiti kontroler za prijenos podataka putem samo jednog ili dva protokola, nepotrebne komponente mogu se eliminirati. Na primjer, pri organiziranju kruga za protokol VPW (GM) u žici koja povezuje kontroler s automobilom, bit će potrebne samo tri žice (terminali 16, 5 i 2).



Ako se ne koristi PWM protokol, elementi R4, R6, R7, R8, R9, R10, T1, T2 i D1 mogu se isključiti.

Ako je razmjena prema ISO protokolu odbijena, sljedeći elementi podliježu isključenju: R15, R16, R17, R18, R19, R21, T4 i T5.

Odbijanje korištenja VPW protokola omogućuje vam isključivanje sljedećih elemenata: R13, R14, R23, R24, D2, D3 i T3.

Koriste se otpornici ugljičnog filma s tolerancijom otpora od 5%.

Imajte na umu da ne postoji tipka za hitno resetiranje (RESET); ako je potrebno, takvo se resetiranje može učiniti odspajanjem kontrolera iz priključka automobila (procesor sučelja automatski će se ponovno pokrenuti). Ponovno pokretanje softvera na računalu rezultira novom inicijalizacijom sučelja.