Контролер за повезивање персоналног рачунара са уграђеним системом за самодијагностику OBD II (Mercedes-Benz C-Class W203)

Контролер за повезивање персоналног рачунара са уграђеним системом за самодијагностику OBD II према стандардним протоколима SAE (PWM и VPW) и ISO 9141-2.

Шема контролера за упаривање персоналног рачунара са уграђеним системом самодијагностике OBD II

Напомена. Стандард VPW одговарају производном моделу компаније GM, стандард PWM - Ford, стандард ISO 9141-2 - Азијски и европски модели.

Опште информације

У питању је микроконтролер направљен коришћењем ЦМОС технологије (CMOS).

Пажња! Контролер није намењен за повезивање са системима за самодијагностику прве генерације на возилу (OBD I)!

Уређај делује као једноставан скенер и дизајниран је да чита дијагностичке кодове и системске податке OBD II (брзина мотора, температура расхладне течности и усисног ваздуха, карактеристике оптерећења, проток ваздуха у мотор, итд.) у оквиру стандарда SAE J1979 преко аутобуса било ког дизајна (PWM, VPW и ISO 9141-2).

Главна сврха

За повезивање са рачунаром довољно 3-жильного жице, интернет диагностическому прикључак врши се 6-жильным жице. Напон напајања служи се на контролер путем 16-контакт дијагностички конектор OBD. Шематски дијаграм контролера је приказан на илустрацији.

Препоруке за употребу

За повезивање уређаја са аутомобилом може се користити неоклопљени кабл дужине не више од 1,2 м, што је од посебног значаја када се користи протокол PWM. Када користите кабл веће дужине треба да се смањи отпор отпорника на улазу уређаја (R8 и R9 или R15). Када користите оклопљени кабл, штит треба искључити да би се смањио капацитет.

Кабл за повезивање на серијски порт рачунара такође може бити неоклопљен. Уређај ради стабилно са дужином кабла до 9 м. Ако је дужина кабла знатно дужа, требало би да користите снажнији комуникатор RS 232.

Топологија електричних веза је произвољна. Ако је влажност висока, користите додатне премосне кондензаторе.

Бесплатни софтвер (прегледач) за читање кодова и података може се преузети са веб локација произвођача и намењен је за коришћење под DOS. Минијатурне величине програмске апликације у опцији "под DOS" вам омогућава да га поставите на дискету за покретање DOS и користити чак и на рачунарима опремљеним некомпатибилним DOS софтвера. Опциони услов је чак и присуство чврстог диска у рачунару.

Општи принципи размене података

Напомена. Осим ако није другачије назначено, сви бројеви су дати у хексадецималном формату (hex).

Децимални формат је означен етикетом dec.

Размена података се одвија преко трожичне серијске везе, без употребе сервисне размене порука за иницијализацију (handshaking). Уређај слуша канал за поруке, извршава примљене команде и преноси резултате на персонални рачунар (PC), после чега одмах се враћа у режим слушања. Примљено у контролер и одлазећи од њега подаци организовани у облику ланца доследно иду једни за другима бајтова, први од којих је већински. Обично контролни бајт представља број од 0 до 15 dec (или 0-F hex), који описује број наредних информационих бајтова. Тако би, на пример, команда од 3 бајта изгледала овако: 03 (контролни бајт), 1. бајт, 2. бајт, 3. бајт. Сличан формат се користи и за долазне команде за испитивање уграђеног система самодијагнозе и за одлазне поруке које садрже тражене информације. Треба напоменути да се у контролном бајту користе само четири бита нижег реда - битови високог реда су резервисани за неке посебне команде и могу се користити PC приликом иницијализације везе са контролером и преговарања о протоколу преноса података, као и контролер за праћење грешака у преносу. Конкретно, у случају грешке у преносу, контролер поставља најважнији бит (MSB) контролни бајт до један. Након успешног преноса, сва четири најзначајнија бита се постављају на нулу.

Напомена. Постоје неки изузеци од правила за коришћење контролног бајта.

Иницијализација контролера и система за самодијагностику у возилу

За почетак размене података PC мора успоставити везу са контролером, затим иницијализирати контролер и канал података OBD II.

Успостављање везе

Након повезивања контролера на PC и дијагностички конектор OBD мора бити иницијализован да би се спречило замрзавање повезано са шумом у серијским линијама ако су биле повезане пре укључивања напајања контролера. Истовремено се врши једноставна провера активности интерфејса. Прво, једнобајтни сигнал 20 (hex), коју контролер доживљава као наредбу за успостављање везе. Као одговор, контролер шаље један бајт уместо контролног FF hex (255 dec) и прелази у режим приправности за пријем података. Сада PC може наставити са иницијализацијом канала података.

Напомена. Овај случај је један од ретких када контролер не користи контролни бајт.

Иницијализација

У овој фази се иницијализује протокол преко којег ће се подаци размењивати, а у случају протокола ISO – иницијализација система на возилу. Размена података се врши помоћу једног од три протокола: VPW (General Motors), PWM (Ford) и ISO 9141-02 (азијски/европски произвођачи).

Напомена. Постоји много изузетака: на пример, приликом анкетирања одређених модела аутомобила Mazda може се користити Фордов протокол PWM. Стога, ако дође до проблема са преносом, прво треба да покушате да користите неки други протокол. Протокол се бира преносом комбинације која се састоји од контролног бајта 41 (хексадецимални) и бајта који непосредно следи иза њега, што одређује тип протокола: 0 = VPW, 1 = PWM, 2 = ISO 9141. Тако, на пример, на команду 41(hex) 02(hex) протокол је иницијализован ISO 9141.

Као одговор, контролер шаље контролни бајт и статусни бајт. Инсталација MSB контролни бајт указује на присуство проблема, а следећи статусни бајт ће садржати одговарајуће информације. Након успешне иницијализације, шаље се контролни бајт 01 (hex), што указује да следи бајт статуса верификације. У случају протокола VPW и PWM бајт за верификацију је једноставан ехо бајта за избор протокола (0 или 1, респективно) када се протокол иницијализује ISO 9141 ово ће бити дигитални кључ који враћа процесор на плочи OBD и наведу, шта је тачно од два незнатно разликују једни од других верзија протокола ће се користити.

Напомена. Дигитални кључ има искључиво информативну сврху. Треба напоменути да је иницијализација протокола VPW и PWM се дешава много брже, јер захтева само пренос релевантних информација контролору. На моделима који испуњавају стандард ISO, иницијализација траје око 5 секунди, троше се на размену информација између контролера и уграђеног процесора, која се обавља брзином од 5 бауда. Пажњу читаоца треба скренути на чињеницу да на неким моделима аутомобила породице ISO Иницијализација протокола 9141 се суспендује ако се захтев за податке не пошаље у интервалу од 5 секунди - то значи да PC требало би аутоматски да издаје упите сваких неколико секунди, чак и у пасивном режиму.

Након успостављања везе и иницијализације протокола, почиње редовна размена података, која се састоји од података примљених од PC захтеви и одговори које издаје контролор.

Поступак размене података

Рад контролера када се користе породични протоколи ISO 9141-2 и SAE (VPW и PWM) се дешава по мало другачијим сценаријима.

Размена протокола SAE (VPW и PWM)

[Материјал позајмљен са онлајн ресурса: MercedesMAN.ru]

Приликом размене података коришћењем ових протокола, баферује се само један оквир података, што значи да је потребно навести оквир који ће се ухватити или вратити. У неким (ретким) случајевима, уграђени процесор може да преноси пакете који се састоје од више од једног оквира. У таквој ситуацији, захтев се мора понављати док се не приме сви оквири у пакету.

Захтев се увек формира на следећи начин: [Контролни бајт], [Захтев према стандарду SAE], [Број оквира]. Као што је горе поменуто, контролни бајт је обично број једнак укупном броју бајтова који га прате. Захтев се подноси у складу са Спецификацијама SAE J1950 и J1979 и састоји се од заглавља (3 бајта), низа информационих бајтова и бајта за контролу грешке (CRC). Имајте на уму да се тражене информације генеришу у строгом складу са спецификацијама SAE, потрошач контролног бајта и броја оквира је интерфејс чип.

Након успешног завршетка процедуре, порука одговора увек има следећи формат: [Контролни бајт], [Одговор према стандарду SAE]. Контролни бајт, као и раније, одређује број бајтова информација који га прате. Одговорите у складу са захтевима стандарда SAE састоји се од заглавља (3 бајта), ланца информационих бајтова и бајта CRC.

У случају квара, шаље се 2-бајтна одговорна порука: [Контролни бајт], [Статусни бајт]. У овом случају, контролни бајт је подешен на MSB. Четири најмање значајна бита чине број 001, што указује да контролни бајт прати један бајт, статусни бајт. Ова ситуација може настати прилично често, пошто Спецификације дозвољавају могућност да процесор у возилу не издаје податке, као и пренос нетачних података у случају да захтев није у складу са стандардом који подржавају произвођачи возила. Такође је могуће да се тражени подаци тренутно не налазе у РАМ меморији процесора. Када чип не добије очекивани одговор, или прими оштећене податке, инсталација MSB контролни бајт, а после контролног бајта се издаје статусни бајт.



У случају колизије на магистрали, интерфејс производи један бајт 40 (hex), што је контролни бајт са обрисаним битом најмањег значаја. Слична ситуација може настати прилично често када је аутобус за аутомобил напуњен порукама вишег приоритета од дијагностичких података - рачунарски уређај мора поновити првобитни захтев.

Размена протокола ISO 9141-2

Стандард ISO 9141-2 користи већина азијских и европских произвођача аутомобила. Структура формираног PC захтев се не разликује много од оног који се користи у стандардима SAE једина разлика је у томе што чипу нису потребне информације о броју оквира и одговарајуће информације не би требало да буду присутне у пакету. Дакле, захтев се увек састоји од контролног бајта праћеног ланцем информационих бајтова, укључујући контролни збир. Као одговор на поруку, чип једноставно преноси сигнале које генерише процесор на плочи. У поруци одговора нема контролног бајта, тако да PC перципира долазне информације непрекидно све док се ланац не прекине паузом од 55 милисекунди, што указује на завршетак пакета информација. Дакле, порука одговора може се састојати од једног или више оквира у складу са захтевима Спецификација SAE J1979. Чип не анализира оквире, не одбацује недијагностичке оквире итд. PC мора самостално да обрађује долазне податке како би изоловао појединачне оквире анализом бајтова заглавља.

Напомена. Одговори на већину упита састоје се од једног оквира.

Измене у најновијој верзији контролера интерфејса

Испод су главне разлике у процесу преноса података помоћу протокола: SAE и ISO 9141, типичан за контролере интерфејса најновијих верзија, као и редослед преноса података преко протокола ISO 14230:

• 1) Стандард ISO 9141: Додат адресни бајт;
• 2) Стандард ISO 9141: Враћена су оба кључна бајта, а не један; (додатни бајт се такође враћа у режимима SAE, међутим, овде се не користи).
• 3) Додата подршка за протокол ISO 14230.

Напомена. Сви информациони бајтови се преносе у хексадецималном формату.

Симбол XX означава недефинисани, резервисани или неидентификовани бајт.

Успостављање везе

Процедура подешавања везе се није променила:

• Отпремање: 20
• Пријем: FF

Избор протокола

VPW:

• Отпремање: 41.00
• Пријем: 02, 01, XX

PWM:

• Отпремање: 41, 01
• Пријем: 02, 01, XX

ISO 9141:

• Отпремање: 42, 02, adr, Где: adr - бајт адресе (обично 33 hex)
• Пријем: 02, К1, К2, где су К1, К2 кључни бајтови ISO
• Или: 82, XX, XX (грешка при иницијализацији ISO 9141)

ISO 14230 (брза иницијализација):

• Отпремање: 46, 03, R1, R2, R3, R4, R5, Где: R1÷R5 - порука о почетку захтева ISO 14230 за успостављање везе, обично R1÷R5 = Ц1, 33, F1, 81, 66
• Пријем: S1, S2, ………, Где S1, S2, ……… - порука о почетку одговора ISO 14230 за успостављање везе

Напомена. Више од једног се може пренети узастопно ECU. Негативни код одговора се може користити као одговор.

Типичан позитиван одговор изгледа овако: S1, S2, ……. = 83, F1, 10, Ц1, Е9, 8F, BD

ISO 14230 (спора иницијализација): Исто ISO 9141.

Напомена и коментари

Ако планирате да користите контролер за пренос података преко само једног или два протокола, непотребне компоненте се могу елиминисати. На пример, када организујете коло за протокол VPW (GM) у жици која повезује контролер са аутомобилом, биће потребне само три жице (терминали 16, 5 и 2).



Ако се не користи никакав протокол PWM, елементи могу бити искључени R4, R6, R7, R8, R9, R10, Т1, Т2 и D1.

Ако одбијете размену по протоколу ISO следеће ставке су искључене: R15, R16, R17, R18, R19, R21, Т4 и Т5.

Одбијање коришћења протокола VPW омогућава вам да искључите следеће елементе: R13, R14, R23, R24, D2, D3 и Т3.

Користе се отпорници од угљеничног филма са толеранцијом отпора од 5%.

Имајте на уму да не постоји дугме за хитно ресетовање (RESET), ако је потребно, такво поновно покретање се може извршити искључивањем контролера са конектора аутомобила (процесор интерфејса ће се аутоматски поново покренути). Поновно покретање софтвера на PC резултира новом иницијализацијом интерфејса.