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Sumario 11sumario Capítulo 1: CaraCterístiCas del sistema CaN eN uNa iNterfase oBd CoN elm 327 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 El Protocolo CAN, Características del Sistema . . . . . . .3 Los Mensajes CAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 Más Sobre Formatos en Mensajes CAN . . . . . . . . . . . . .7 Alteración de los Mensajes de Control de Flujo . . . . . . .8 Capítulo 2: moNtaje de uNa iNterfase oBd ii CoN elm 327 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 Sobre la Electrónica del Automóvil . . . . . . . . . . . . . . .12 OBD y OBD II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12 Conector OBD II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13 Funcionamiento y Construcción de la Interfase . . . . . .17 Instalación de la Interfase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21 Definición de OBD II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22 OBD II en la Actualidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .23 Componentes de un Sistema OBD II . . . . . . . . . . . . . .26 Qué es el CAN-Bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28 Monitores de Emisiones OBD II . . . . . . . . . . . . . . . . . .29 Conector para Diagnóstico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32 Acceso a la Información del Sistema OBD II . . . . . . . .33 Estructura del Código de Falla (DTC) . . . . . . . . . . . . .33 PID OBD II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34 Capítulo 3: uso del esCáNer CoN programas de diagNóstiCo Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38 Recordemos Qué es OBD II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .38 Cómo se Escanea un Vehículo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .39 Qué vehículos tienen OBD II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45 Manejo e Interpretación del Programa ScanMaster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45 Información del Vehículo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48 Estado del Sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48 Códigos de Error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48 Freeze Frame . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51 Sensores de Oxígeno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51 Resultados de Monitoreo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51 Planilla de Datos en Tiempo Real . . . . . . . . . . . . . . . . .52 Configuración PID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53 Informe del Diagnóstico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53 Capítulo 4: Computadora de a Bordo seCuNdaria para CoNfort Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55 La Computadora de A Bordo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56 La Placa Madre de la Computadora de A Bordo . . . . .57 Los Controles Computarizados del Motor . . . . . . . . . .58 El Sistema Computarizado Básico de Control de Motor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59 Las Funciones de la Computadora de A Bordo . . . . . . .60 La Computadora Propuesta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60 Algunos Conceptos Sobre PICAXE . . . . . . . . . . . . . . .61 Primeras Experiencias . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62 Ideas de Programación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68 Circuito Básico de la Computadora de A Bordo . . . . . .70 Programación de la Computadora de A Bordo . . . . . . .72 El Programa Inteligente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73 La Etapa de salida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 La Etapa de Entrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .79 EscánErs E IntErfasEs OBD II: sumarIO psumario.qxd:Editorial Ingles 19/1/16 12:46 p.m. Página 1 Electrónica del Automóvil 22 Editorial Director Ing. Ho ra cio D. Va lle jo Producción Jo sé Ma ría Nie ves AutordeesteTomodeColección: Ing. Horacio D. Vallejo SelecciónyCoordinación: Ing. Luis Horacio Rodríguez EditorialQUarKS.r.l. Propietariadelosderechosencastellanodelapublicaciónmen- sualSabErElEctrónica -Herrera761(1295)-Capital Federal-BuenosAires-Argentina-T.E.4301-8804 AdministraciónyNegocios Te re sa C. Ja ra Patricia Rivero Rivero Margarita Rivero Rivero Staff Liliana Teresa Vallejo Mariela Vallejo Diego Vallejo Fabian Nieves Luis Alberto Castro Regalado José Luis Paredes Flores Sis te mas: Pau la Ma ria na Vi dal Red y Com pu ta do ras: Raúl Ro me ro Video y Animaciones: Fernando Fernández Le ga les: Fer nan do Flo res Con ta du ría: Fer nan do Du cach Técnica y Desarrollo de Prototipos: Alfredo Armando Flores AtenciónalCliente Ale jan dro Va lle jo ate clien @we be lec tro ni ca .co m.ar Internet:www.webelectronica.com.ar Publicidad: Rafael Morales rafamorales@webelectronica.com.ar ClubSE: GrupoQuarkSRL luisleguizamon @we be lec tro ni ca .co m.ar EditorialQuarkSRL He rre ra 761 (1295) - Ca pi tal Fe de ral www .we be lec tro ni ca .co m.mx La Edi to rial no se res pon sa bi li za por el con te ni do de las no - tas fir ma das. To dos los pro duc tos o mar cas que se men cio - nan son a los efec tos de pres tar un ser vi cio al lec tor, y no en - tra ñan res pon sa bi li dad de nues tra par te. Es tá pro hi bi da la re pro duc ción to tal o par cial del ma te rial con te ni do en es ta re vis ta, así co mo la in dus tria li za ción y/o co mer cia li za ción de los apa ra tos o ideas que apa re cen en los men cio na dos tex - tos, ba jo pe na de san cio nes le ga les, sal vo me dian te au to ri za - ción por es cri to de la Edi to rial. Marzo 2011. Impresión: Talleres Babieca - México Este es el tercer volumen de la colección Club Saber Electrónica orientado a la electrónica automotriz, más específica- mente, a explicar el funcionamiento y el empleo de una interfase para OBD II contraída con el circuito integrado ELM 327. Debemos aclarar que en el mercado existen un montón de dis- positivos (en su mayoría de origen asiático) que “dicen ser” inter- fases OBD II con ELM327 pero, en realidad, son clones que no fun- cionan con la mayoría de los programas preparados para trabajar con computadoras tipo PC a efectos de poder comunicar la compu- tadora de un auto mediante un protocolo compatible con OBD II. En este libro explicamos qué es OBD II, cuáles son los proto- colos que soporta, qué es una computadora de a bordo, cuáles son las computadoras secundarias, qué se puede hacer con un escáner o una interfase para OBD II y qué programas podemos emplear para obtener el máximo provecho de nuestro circuito. Como es casi imposible colocar en un libro todo el material dis- ponible sobre la materia, le brindamos al lector la posibilidad de des- cargar un CD que contiene abundante información, detalles de arma- do y de uso de la interfase propuesta, el proyecto completo de una computadora de a bordo, videos sobre reparación, un curso comple- to de mecánica automotriz y más de 15 programas para detectar y borrrar códigos de error, realizar test de prueba, ajustes, etc. En suma, creemos que es más importante el contenido del CD que el propio texto que Ud. está leyendo, sin embargo, también estamos seguros que esta obra representa un material importante de lectura y que sirve como guía de capacitación para todo mecá- nico y/o electrónico que desee profundizar sus conocimientos sobre OBD II. ¡Hasta entonces! Sobre el CD y Su DeSCarga Ud, podrá descargar de nuestra web el segundo CD sobre “Escáners y Computadoras de A Bordo”, que posee textos, cursos, enciclopedias, videos, guías de reparación, programas, manuales de servicio, etc. Para realizar la descarga deberá ingresara nuestra web: www.webelectronica.com.mx, tendrá que hacer clic en el ícono password e ingresar la clave “obD23”. Tenga este texto cerca suyo ya que se le hará una pregunta aleatoria sobre el contenido para que pueda iniciar la descarga. Editorial Del Editor al Lector pEditorial:Sumario Inglés 19/1/16 1:00 p.m. Página 2 INTRODUCCIÓN CAN (Controller Area Network) es un proto- colo de comunicaciones desarrollado por la firma alemana Robert Bosch GmbH, basado en una topología bus para la transmisión de mensajes en ambientes distribuidos, que ofre- ce una solución a la gestión de la comunica- ción entre múltiples CPUs (unidades centrales de proceso) y que se utiliza en automóviles para transmitir códigos de error hacia un intér- prete (escáner y/o computadora). El protocolo de comunicaciones CAN pro- porciona los siguientes beneficios: * Es un protocolo de comunicaciones nor- malizado, con lo que se simplifica y economiza la tarea de comunicar subsistemas de diferen- tes fabricantes sobre una red común o bus. * El procesador anfitrión (host) delega la carga de comunicaciones a un periférico inteli- gente, por lo tanto el procesador anfitrión dis- pone de mayor tiempo para ejecutar sus pro- pias tareas. * Al ser una red multiplexada, reduce considerablemente el cableado y elimina las conexiones punto a punto, excepto en los enganches. EL PROTOCOLO CAN, CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA CAN se basa en el modelo produc- tor/consumidor, que gestiona una rela- ción entre un productor y uno o más con- sumidores. CAN es un protocolo orienta- do a mensajes, es decir, la información que se va a intercambiar se descompo- ne en mensajes, a los cuales se les asigna un identificador y se encapsulan en tramas para su transmisión. Cada mensaje tiene un identi- ficador único dentro de la red, con el cual los nodos deciden aceptar o no dicho mensaje. Dentro de sus principales características se encuentran: Prioridad de mensajes. Garantía de tiempos de latencia. Flexibilidad en la configuración. Recepción por multidifusión (multicast) con sincronización de tiempos. Sistema robusto en cuanto a consistencia de datos. Sistema multimaestro. Detección y señalización de errores. Retransmisión automática de tramas erró- neas Distinción entre errores temporales y fallas permanentes de los nodos de la red, y desco- nexión autónoma de nodos defectuosos. Este sistema fue desarrollado para aplica- ciones en los automóviles y por lo tanto la pla- ESTRUCTURA CAN Y PROTOCOLO SAE 33Capítulo 1 Capítulo 1 CARACTERÍSTICAS DEL SISTEMA CAN EN UNA INTERFASE OBD II CON ELM 327 Cap 1 CAN y SAE 2/7/11 4:59 PM Página 3 taforma del protocolo es el resultado de las necesidades existentes en el área de la auto- moción. La Organización Internacional para la Estandarización (ISO, International Organization for Standarization) define dos tipos de redes CAN: una red de alta velocidad (hasta 1Mbps), bajo el estándar ISO 11898-2, destinada para controlar el motor e interconec- tar la unidades de control electrónico (ECU); y una red de baja velocidad tolerante a fallos (menor o igual a 125kbps), bajo el estándar ISO 11519-2/ISO 11898-3, dedicada a la comunicación de los dispositivos electrónicos internos de un automóvil como son control de puertas, techo corredizo, luces y asientos. El sistema CAN se basa en un protocolo de comunicaciones serie que soporta control dis- tribuido en tiempo real con un alto nivel de seguridad y multiplexación. El establecimiento de una red CAN para interconectar los dispositivos electrónicos internos de un vehículo tiene la finalidad de sustituir o eliminar el cableado. En una red CAN las unidades de procesamiento, los sen- sores, los sistemas antideslizantes, etc. se conectan a velocidades de transferencia de datos de hasta 1Mbps. La arquitectura de protocolos CAN, de acuerdo al modelo de referencia OSI (Open Systems Interconnection: Modelo de interco- nexión de sistemas abiertos), incluye tres capas: física, de enlace de datos y aplicación, además de una capa especial para gestión y control del nodo llamada capa de supervisor. Capa física: En esta parte de la arquitectu- ra se definen las características que deberá reunir el hardware, es decir, los aspectos del medio físico para la transmisión de datos entre nodos de una red CAN, los más importantes son niveles de señal, representación, sincroni- zación y tiempos en los que los bits se trans- fieren al bus. La especificación del protocolo CAN no define una capa física, sin embargo, los estándares ISO 11898 establecen las características que deben cumplir las aplica- ciones para la transferencia en alta y baja velo- cidad. Capa de enlace de datos: define las tare- as independientes del método de acceso al medio, además debido a que una red CAN brinda soporte para procesamiento en tiempo real a todos los sistemas que la integran, el intercambio de mensajes que demanda dicho procesamiento requiere de un sistema de transmisión a frecuencias altas y retrasos míni- mos. En redes multimaestro, la técnica de acceso al medio es muy importante ya que todo nodo activo tiene los derechos para con- trolar la red y acaparar los recursos. Por lo tanto la capa de enlace de datos define el método de acceso al medio así como los tipos de tramas para el envío de mensajes Cuando un nodo necesita enviar informa- ción a través de una red CAN, puede ocurrir que varios nodos intenten transmitir simultáne- amente. CAN resuelve lo anterior al asignar prioridades mediante el identificador de cada mensaje, donde dicha asignación se realiza durante el diseño del sistema en forma de números binarios y no puede modificarse diná- micamente. El identificador con el menor número binario es el que tiene mayor priori- dad. El método de acceso al medio utilizado es el de Acceso Múltiple por Detección de Portadora, con Detección de Colisiones y Arbitraje por Prioridad de Mensaje (CSMA/CD+AMP, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection and Arbitration Message Priority). De acuerdo con este méto- do, los nodos en la red que necesitan transmi- tir información deben esperar a que el bus esté libre (detección de portadora); cuando se cum- ple esta condición, dichos nodos transmiten un bit de inicio (acceso múltiple). Cada nodo lee el bus bit a bit durante la transmisión de la trama y comparan el valor transmitido con el valor recibido; mientras los valores sean idénticos, el nodo continúa con la transmisión; si se detecta una diferencia en los valores de los bits, se lleva a cabo el mecanismo de arbitra- je. El protocolo CAN establece dos formatos de tramas de datos (data frame) que difieren en la longitud del campo del identificador, las tramas estándares (standard frame) con un Electrónica del Automóvil 44 Escáners e Interfases OBD II Cap 1 CAN y SAE 2/7/11 4:59 PM Página 4 identificador de 11 bits definidas en la especifi- cación CAN 2.0A, y las tramas extendidas con un identificador de 29 bits definidas en la espe- cificación CAN 2.0B. Para la transmisión y control de mensajes CAN, se definen cuatro tipos de tramas: de datos, remota (remote frame), de error (error frame) y de sobrecarga (overload frame). Las tramas remotas también se establecen en ambos formatos, estándar y extendido, y tanto las tramas de datos como las remotas se separan de tramas precedentes mediante espacios entre tramas (interframe space). Un controlador CAN debe contar con la capacidad de detectar y manejar los errores que surjan en una red. Todo error detectado por un nodo, se notifica inmediatamente al resto de los nodos. Capa de supervisor: La sustitución del cableado convencional por un sistema de bus serie presenta el problema de que un nodo defectuoso puede bloquear el funcionamiento del sistema completo. Cada nodo activo trans- mite una bandera de error cuando detecta algún tipo de error y puede ocasionar que un nodo defectuoso pueda acaparar el medio físi- co. Para eliminar este riesgo el protocolo CAN define un mecanismoautónomo para detectar y desconectar un nodo defectuoso del bus, dicho mecanismo se conoce como aislamiento de fallos. Capa de aplicación: Existen diferentes estándares que definen la capa de aplica- ción; algunos son muy específicos y están relacionados con sus campos de aplica- ción. Entre las capas de aplicación más utilizadas cabe mencionar CAL, CANopen, DeviceNet, SDS (Smart Distributed System), OSEK, CANKingdom. Habiendo definido las características de un sistema CAN estamos en condicio- nes de analizar el formato de los mensajes en este sistema. LOS MENSAJES CAN Para entender mejor cómo funcionan las redes CAN (figura 1), es necesario compren- der la estructura que componen los mensajes que se envían a través del bus. Aprovechando el trabajo de Raúl Milla Pérez (www.arcan.es) ilustraremos con la mayor claridad posible la estructura de un mensaje CAN. Existen dos tipos de mensajes CAN que se distinguen únicamente por la longitud del Identificador “Identifier”. En el caso del Formato Estandar “Standard Message Format” son 11 bits, mientras que para el Formato Extendido (Extended Message Format) son 29 bits. En las redes CAN no se asigna a los dispo- sitivos una dirección y tampoco ningún meca- nismo que los difiera entre ellos, es una capa superior software, la capa “Selección”, la que se encarga de saber si el mensaje le concier- ne o no, y lo sabe gracias al Identificador. Esto es una característica tan curiosa como poten- te desde mi punto de vista, y es que en una red CAN un mismo mensaje puede ser recibido por varios. En la figura 2 podemos observar los distin- tos campos de un mensaje CAN. Vamos a describir los distintos campos que componen el mensaje: “Start of Frame” este bit se encarga de avisar a los demás dispositivos que se va a ini- ciar un mensaje, y de esta forma se sincroni- zan. El inicio de mensaje se marca por un bit dominante “0”. ESTRUCTURA CAN Y PROTOCOLO SAE 55Capítulo 1 Figura 1 Cap 1 CAN y SAE 2/7/11 4:59 PM Página 5 “Arbitration Field” consta del identificador del mensaje, 11 bits, y un bit de control adicio- nal (RTR). Cuanto más bajo sea el valor del Identificador más prioridad tendrá el mensaje. Durante la transmisión de este campo, el emisor comprueba en cada bit si todavía está autorizado para emitir o si está emitiendo otro dispositivo con un mensaje de mayor priori- dad. El bit RTR indica si el mensaje contiene datos (RTR=0) o si se trata de una trama remota sin datos (RTR=1). Una trama de datos siempre tiene una prioridad más alta que una trama remota. La trama remota se emplea para solicitar datos a otras unidades o bien porque se necesita para realizar un chequeo. “Control Field” Este campo informa sobre las características del “Data Field”, se compo- ne por un primer bit “IDE”, que indica qué tipo de mensaje es, “0” para una trama estándar y “1” para una trama extendida. Después un bit reservado y los cuatro últimos contienen la lon- gitud en Bytes del campo de datos “Data Field”. “Data Field” en este campo se encuentra la información que puede variar entre 0 y 8 Bytes. Un mensaje de longitud 0 puede emple- arse para la sincronización de procesos distri- buidos. Electrónica del Automóvil 66 Escáners e Interfases OBD II Figura 2 Cap 1 CAN y SAE 2/7/11 4:59 PM Página 6 “CRC Field” Es un código de 15 bits para verificar posibles errores de transmisión, está basado en una codificación Hamming con dis- tancia 6, el último bit es siempre un “1” y deli- mita el campo CRC. “Ack Field” El campo ACK está compues- to por dos bit que son siempre trasmitidos como recesivos “1”. Todos los dispositivos que verifican el CRC modifican el primer bit del campo ACK por uno dominante “0”, de forma que el periférico que está todavía transmitien- do reconoce que al menos algún dispositivo ha recibido el mensaje correctamente. De no ser así, el emisor interpreta que su mensaje pre- senta algún error. “End of Frame” Este campo indica el final del mensaje con una cadena de 7 bits recesi- vos “1”. Puede ocurrir que en determinados mensajes se produzcan largas cadenas de ceros o unos, y que esto provoque una pérdi- da de sincronización entre los dispositivos. CAN resuelve esta situación insertando un bit de diferente polaridad cada cinco bits iguales: cada cinco “0” se inserta un “1” y viceversa. El dispositivo que utiliza el mensaje, descarta un bit posterior a cinco bits iguales. Estos bits reciben el nombre de bit stuffing. Como podemos ver, el mensaje en Formato Estándar se compone de 130 bit, y es necesa- rio un mecanismo para evitar el envío de men- sajes erróneos, para este fin se encuentra el campo CRC, pero existe otro mecanismo que me ha parecido muy curioso, el propio emisor recibe también el mensaje a la vez que lo envía, y lo va comparando; si por alguna cir- cunstancia no coincide, activa un flag de error y detiene la transmisión durante 12 bits. En este tiempo todos los demás dispositi- vos activan también el flag de error, el objetivo de esta ventana temporal es permitir la sincro- nización de todos los elementos. Una vez transcurridos los 12 bits, el emisor vuelve a enviar el mensaje. ¿Qué pasa si el error en la recepción del mensaje es permanente? La respuesta “sería” que el sistema se blo- quearía, pero no es así, CAN ha pensado en esto, y está dotado de un mecanismo capaz de distinguir entre anomalías ocasionales y ano- malías permanentes mediante una evaluación estadística de las situaciones de error. MÁS SOBRE FORMATOS EN MENSAJES CAN La norma ISO 15765-4 (CAN) define varios tipos de mensajes que se usan en sistemas de diagnóstico. Corrientemente, hay 4 principales que pueden usarse: SF: Single Frame (Cuadro Único). FF: First Frame (Primer Cuadro) (de un mensaje multicuadro). CF: Consecutive Frame (Cuadro Consecutivo de un mensaje multicuadro). FC: Flow Control frame (Cuadro de Control de Flujo). El mensaje SF almacena hasta 7 bytes de datos y un byte PC I (Protocol Control Information, o Información de Control de Protocolo). El byte PC I siempre es el primero de todos, y dice cuántos bytes de datos siguen. Si está activada la opción CAF1 (CAN Auto Formatting), entonces el ELM327 creará este byte cuando transmita y lo eliminará cuando reciba (si los encabezamientos están habilitados, siempre lo verá). Si desactiva la opción (CAF0), se espera que provea todos los bytes de datos a enviar. En sistemas de diagnóstico, esto significa el byte PCI y los bytes de datos. El ELM327 no modificará sus datos de ninguna manera, excepto agregar bytes extra de relleno para asegurar que siempre mande tantos bytes de datos como se requieran (8 para ISO 15765). No necesita poner la opción Allow Long (AT AL) para enviar 8 bytes, ya que el CI lo hace para Ud . Se usa un mensaje FF para decir que está por enviarse un mensaje multicuadro, y le dice al receptor cuántos bytes de datos esperar. ESTRUCTURA CAN Y PROTOCOLO SAE 77Capítulo 1 Cap 1 CAN y SAE 2/7/11 4:59 PM Página 7 El descriptor de longitud se limita a 12 bits, de modo que se pueden recibir un máximo de 4095 bytes enseguida usando este método. Los mensajes CF se envían después del men- saje FF para proveer el resto de los datos. Cada mensaje CF incluye un solo dígito hexa- decimal (“número de secuencia”) que se usa para determinar el orden cuando se reagrupan los datos. Se espera que si un mensaje estu- viera corrupto, podría estar desarreglado en unos pocos paquetes, pero no más de 16, de modo que un solo dígito normalmente es más que adecuado. Como vimos antes, el número de serie de un vehículo es una respuesta mul- ticuadro: >0902 014 0: 49 02 01 31 44 34 1: 47 50 30 30 52 35 35 2: 42 31 32 33 34 35 36 En este ejemplo, la línea que comienza con 0: es el mensaje FF. La longitud (014) fue extraída del mensaje por el ELM327 e impresa en la primera línea como se muestra. A conti- nuación de la línea FF vienen dos CFs (que comienzan con 1: y 2:). Para aprender más detalles del formateo exacto, puede querer enviarun pedido como el anterior, luego repe- tir el mismo pedido con los encabezamientos habilitados (AT H1). Esto mostrará los bytes PCI que se usan realmente para enviar estos componentes del mensaje total. El cuadro FC es uno con el cual Ud. nor- malmente no tiene que tratar. Cuando se envía un mensaje FF como parte de una respuesta, el ELM327 debe decirle al transmisor algunas cosas técnicas (tales como cuánto demorar entre cuadros consecutivos (CF), etc.) y lo hace respondiendo inmediatamente con un mensaje FC. Estos se predefinen mediante la norma ISO 15765-4, de modo que se puedan insertar automáticamente. También se pueden “generar mensajes FC a medida”, tema que veremos más adelante. Si se detecta un cuadro FC mientras se monitorea, se mostrará la línea con “FC:” antes de los datos, para ayudarle a decodificar la información. Hay un tipo final de mensaje que se informa ocasionalmente, pero no es soportado por la norma de diagnóstico. La norma CAN permite la transmisión de un pedi- do de datos sin enviar ningún dato en el men- saje pedido. Para asegurar que el mensaje se vea como tal, el transmisor también pone una bandera especial en el mensaje (el bit RTR), que se ve en cada receptor. El ELM327 siem- pre busca esta bandera, o bytes de datos cero, y puede informarle que fue detectado un RTR mientras monitorea. Esto se muestra mediante los caracteres RTR donde normalmente apa- recerían los datos, pero sólo si está desactiva- do el Autoformateo CAN, o están habilitados los encabezamientos. A menudo, cuando se monitorea un sistema CAN con una velocidad de transferencia incorrecta, se pueden ver RTRs. Note que el sistema CAN es bastante robusto con varios métodos de detección de errores en acción, de modo que durante la transmisión normal de datos raramente verá algún error. Sin embargo, cuando se monitore- an los buses, puede ver errores (especialmen- te si el ELM 327 está puesto en una velocidad de transferencia incorrecta). Como ayuda para el diagnóstico, cuando ocurren errores, el CI imprimirá todos los bytes (sin importar a qué CAF esté puesto), seguido del mensaje “<RX ERROR”. ALTERACIÓN DE LOS MENSAJES DE CONTROL DE FLUJO La norma ISO 15765-4 (CAN) proporciona sólo 8 bytes de datos por cuadro de datos. Por supuesto, hay muchos casos en los que los datos que hay que enviar son más largos que 8 bytes, y CAN ha previsto esto permitiendo que los datos se separen en segmentos y luego se recombinan en el receptor. Para enviar uno de estos mensajes multilí- nea, el transmisor en un sistema CAN enviará un mensaje FF, y luego esperará una respues- ta del receptor. Esta respuesta, llamada men- saje FC contiene información relacionada con la temporización aceptable del mensaje, etc., y se requiere que se envíe antes de que el transmisor envíe más datos. Para la ISO 15765-4, el tipo de respuesta está bien defini- Electrónica del Automóvil 88 Escáners e Interfases OBD II Cap 1 CAN y SAE 2/7/11 4:59 PM Página 8 do, y nunca cambia. El ELM327 enviará auto- máticamente esta respuesta FC mientras esté habilitada la opción CAN FC (CFC 1), que es por defecto. Varios usuarios han pedido que demos más flexibilidad sobre los datos enviados en el mensaje FC, y con la v 1.1 hemos proporcio- nado un medio para hacerlo. A fin de cambiar cómo responde el ELM 327 cuando se necesi- ta enviar un mensaje FC, Ud. necesita cambiar los “modos” del Control de Flujo (FC). El número 0 es el modo de FC por defecto. En cualquier momento mientras Ud. está experi- mentando, si Ud. desea restaurar las respues- tas del Control de Flujo automático (para ISO 15765-4), simplemente ponga el modo en 0: > AT FC SM 0 OK Esto restaurará inmediatamente las res- puestas a sus valores por defecto. Se ha suministrado el Modo 1 para los que necesitan un control completo de sus mensa- jes de Control de Flujo. Para usarlo, simple- mente defina el CAN ID (encabezamiento) y los bytes de datos que Ud. pide que se envíen en respuesta a un mensaje FF. Si Ud. trata de poner el modo antes de definir esos valores, obtendrá un error: > AT FC SM 1 ? Primero debe establecer los encabeza- mientos y los datos: > AT FC SH 7E8 OK > AT FC SD 00 11 22 OK Luego puede establecer el modo: > AT FC SM 1 OK De aquí en más, cada mensaje FF recibido se responderá con el mensaje a medida que Ud. ha definido (7E8 00 11 22 en este ejem- plo). El modo final corrientemente soportado permite al usuario establecer los bytes de datos que se han de enviar, pero no los bits ID. Los bits ID (bytes de encabezamiento) en el modo 2 son los mismos que los que fueron recibidos en el mensaje FF, o sea, sin cambio. Para usar este modo, primero defina sus bytes de datos, luego active el modo: > AT FC SD 00 11 22 OK > AT FC SM 2 OK Para la mayoría de la gente, habrá poca necesidad de manipular estos mensajes FC, dado que las posiciones por defecto están diseñadas para trabajar con las normas CAN OBD. Si desea experimentar, estos comandos especiales AT ofrecen ese control para Ud. La tabla 1 resumen los modos corrientemente soportados: ––––––––––––––––––––––––––––––––– Modo El ELM327 El usuario FC provee provee 0 Bits ID Sin Valores Bytes de Datos 1 Sin Valores Bits ID Bytes de Datos 2 Bits ID Bytes de Datos Tabla 1. Números de Modo de Control de Flujo ––––––––––––––––––––––––––––––––– Recuerde entonces que CAN es un proto- colo serie que usa el método de transmisión broadcast, es decir, un elemento envía un mensaje a través del bus a todos los compo- nentes, y estos se encargan de saber si la información del mensaje le es útil o no. Si el mensaje fuese de interés para algún nodo, este lo almacena y procesa, si no, simplemen- te la deshecha. Si vuelve a mirar la figura 1 podrá observar que la “Unidad de control 2”, envía el mensaje que tenía almacenado en memoria al bus, y ESTRUCTURA CAN Y PROTOCOLO SAE 99Capítulo 1 Cap 1 CAN y SAE 2/7/11 4:59 PM Página 9 todas las demás unidades ven ese mensaje a sus entradas. Sin embargo la “Unidad de con- trol 3” deshecha este mensaje en la etapa de “Selección”, mientras que las restantes deci- den qué es apropiado y lo almacenan. CAN está orientado a mensajes, es decir la información que se va a intercambiar, se des- compone en mensajes, a los cuales se les asigna un identificador y se encapsulan en tra- mas para su transmisión, este ID o identifica- dor es el que consigue que el nodo pueda saber si el mensaje le será útil. Es muy interesante saber que la Organización Internacional para la Estandarización (ISO, International Organization for Standarization) define dos tipos de redes CAN: red de alta velocidad, bajo el estándar ISO 11898-2, y red de baja velocidad, bajo el estándar ISO 11519-2/ISO 11898-3. Para finalizar, en la figura 3 se grafica la estructura de un BUS 2003 a 2011 para la marca Audi. ☺ Electrónica del Automóvil 1010 Escáners e Interfases OBD II Figura 3 Cap 1 CAN y SAE 2/7/11 4:59 PM Página 10 Hace casi 2 años que en Saber Electrónica publicamos artículos sobre electrónica auto- motor en la sección que denominamos “Auto Eléctrico”. Así, mes a mes, hemos explicado que el circuito integrado ELM 327, de la empresa ELM Electronics constituye una ver- dadera interfase multiprotocolo con el cual es posible montar un escáner OBD II cuando se conecta dicho integrado (o una interfase arma- da con él) a una computadora tipo PC y se eje- cutan los programas apropiados como el Scan Master o el Scan Tool. A través de las diferen- tes ediciones y de dos tomos del Club SE publicados sobre el tema (Tomos de colección Nº 58 y Nº 65) ha llegado la hora de “por fin” armar su propia interfase para poder realizar el diagnóstico a bordo de un automóvil. Aclaramos que los datos vertidos en este artí- culo son en base a los circuitos integrados fabricados por ELM Electronics y que al haber probado varios clones, NO NOS HACEMOS RESPONSABLES si emplea circuitos no origi- nales. Alrespecto debe- mos aclarar que a la fecha de publicación de este artículo NO EXISTE la ver- sión v1.5 de este integra- do y que trabajaremos en base a la versión v1.4b. Proponemos el armado de un circuito que permita conectar a la computadora de a bordo de un vehículo compatible con OBD II con una computadora tipo PC a la que le instalaremos un programa que permita decodificar los datos reci- bos desde el vehículo. La norma SAE J1962 dice que todos los vehícu- los compatibles con OBD deben proveer un conector normalizado cerca del asiento del conductor y a dicho conector colocaremos nuestro circuito. El circuito descrito aquí se puede usar para aplicar a un conector OBD II bajo norma J1962 sin modificación a su vehí- culo. INTRODUCCIÓN Dado que en la revista Saber Electrónica publicamos diferentes artículos relacionados con el sistema de diagnóstico a bordo, dare- mos a continuación algunos conceptos sintéti- cos para luego poder abordar los conceptos que nos permitan construir nuestra interfase. El circuito descrito aquí se puede usar para aplicar a un conector OBD II bajo norma J1962 1111Capítulo 2 MONTAJE DE UNA INTERFASE OBD II CON ELM 327 Capítulo 2 MONTAJE DE UNA INTERFASE OBD II CON ELM 327 Cap 2 Interfase OBD II 2/7/11 5:08 PM Página 11 sin modificación a su vehículo y que podrá rea- lizar las siguientes funciones: § Leer Códigos de Error § Borrar Códigos de Error § Leer Datos Freeze Frame § Obtener Información en Tiempo Real (Tanto Números como Gráficos) § Obtener los resultados del monitoreo de los Sensores de Oxígeno § Obtener el resultado para Test de Preparación SOBRE LA ELECTRÓNICA EN EL AUTOMÓVIL En 1989 se comenzó a trabajar en sistemas de control electrónico que regulen la contami- nación de los vehículos. En 1994 se establecieron los primeros pro- tocolos de comunicación entre los equipos ins- talados en el auto y los equipos de escaneo externo. En 1996 nace el primer sistema de Diagnóstico A Bordo normalizado (OBD). Desde 2005 TODOS los vehículos deben contar con un sistema de cómputo a bordo que posea un puerto de comunicaciones normalizado con OBD II. La comunicación entre computado- ra de a bordo y periféricos dentro del vehículo se realiza en función del pro- tocolo elegido por el fabricante. OBD Y OBD II La primera norma implantada fue la OBD I en 1988, donde se monitoriza- ban los parámetros de algunas partes del sistema como: La sonda lambda (sensor de oxíge- no). El sistema EGR (Exhaust gas recir- culation). ECM (Módulo de control). Se precisaba una lámpara indicado- ra de mal funcionamiento (MIL), denominada Check Engine o Service Engine Soon, para que se iluminara y alertara al conductor del mal funcionamiento y de la necesidad de un servicio de los sistemas de control de emisio- nes. OBD-II: “On-Board Diagnostics II Generation” o “Segunda Generación de Diagnósticos a Bordo”, es un sistema basado en la informática que se incorpora en todos los vehículos menores y camiones del año 96 en adelante en USA. EL OBD-II monitorea algunos de los com- ponentes más importantes de los motores, incluyendo controles de emisión individuales. El sistema alerta tempranamente al conductor con una luz en el tablero, conocida como “Check Engine” o también “MIL” (Malfunction Indicator Light). Este sistema protege al medio ambiente así como al usuario y/o dueño del vehículo, avi- sando desde que la falla es leve, y los costos de reparación serán más bajos. EOBD: “European On-Board Diagnostic EOBD” es un estándar definido por la Comunidad Europea. El beneficio de este estándar es dar a las autoridades una herra- Electrónica del Automóvil 1212 Escáners e Interfases OBD II Figura 1 Cap 2 Interfase OBD II 2/7/11 5:08 PM Página 12 mienta para controlar las emisiones de gases de los vehículos. El estándar EOBD ha sido implementado en los vehículos con motores a gasolina en la Comunidad Europea desde enero de 2001 (EU directive 98/96/EC). Para vehículos Diesel y a Gas Natural, la aplicación de estas normas se programó para antes del 2005. El Estándar EOBD incluye 5 protocolos de comunicación diferentes, estos son: ISO 9141- 2, ISO 14230¬4 (KWP2000), SAE J1850 VPW, SAE J1850 PWM e ISO 15765-4 CAN. Para saber si el vehículo está dotado de un sistema de diagnóstico a bordo, cuando da arranque o contacto a su vehículo, en el tablero la luz "Service Engine Soon" o "Check Engine" debería encenderse brevemente. Esto indica que el sistema está listo para revisar que su vehículo esté funcionando bien. Al estar la luz apagada, y mientras usted conduce el vehícu- lo sin ninguna señal de parte de ésta, significa que el vehículo está funcionando bien. En el caso de que el vehículo presentara alguna falla, éste acusa la situación mediante esta luz. El sistema OBD le puede ayudar a ahorrar tiempo, dinero y combustible, además de pro- teger el medio ambiente. ¿Quiénes tienen OBD II? Todos los vehículos y camionetas construi- dos para ser vendidos en EEUU a partir del año 1996 deben ser compatibles con OBD-II. La Comunidad Europea adoptó los mismos términos a partir del año 2000 para los vehícu- los con motor a gasolina (nafta), y a partir del año 2003 para los vehículos con motores Diesel. Un vehículo compatible con OBD-II puede usar cualquiera de los siguientes protocolos entre computadora y sus periféricos: J1850 PWM J1850 VPW ISO9141 ISO14230 (también conocido como Protocolo Clave 2000). CAN (ISO15765/SAE J2480). Los fabricantes de automóviles no fueron autorizados para utilizar el protocolo CAN hasta los modelos del año 2003. El protocolo de diagnóstico para OBD-II es SAE J1979, pero no es el único. Incluso exis- ten protocolos cautivos como el VAG-COM (VW, Audi, SEAT y Skoda ). Esto significa que un escáner o una interfa- se “debe” manejar el protocolo SAE J1979, pero también puede aceptar otros. Si sólo maneja este protocolo se comunicará con la computadora mas NO con los microcontrola- dores periféricos. Si el escáner es multiprotocolo, puede obtener los datos del vehículo enviados a la ECU con dichos protocolos. Si se trata de una interfase a conectar en la computadora, es el programa que corre en la computadora el que debe realizar el diagnóstico. Hay programas de uso libre y otros con licencia. CONECTOR OBD II En la figura 1 podemos observar un conec- tor OBD II y sus conexiones. Note que dicho conector muestra los pines empleados para todos los protocolos mencionados, por lo que debe tener en cuenta que cada computadora de a bordo tendrá las conexiones de acuerdo con el protocolo que utilice mientras que un escáner multiprotocolo deberá tener todas las conexiones mencionadas en la figura. En la figura 2 tenemos tablas que nos indi- can cuáles serán las conexiones presentes en los pines del conector OBD II de acuerdo con el protocolo empleado. Como dato complementario, para las comunicaciones ISO, el pin 15 (L-line) no siempre debe estar presente. El Pin 15 se usó antes en autos con ISO/KWP2000 para activar 1313Capítulo 2 MONTAJE DE UNA INTERFASE OBD II CON ELM 327 Cap 2 Interfase OBD II 2/7/11 5:08 PM Página 13 o despertar la ECU antes de la comunicación puede comenzar en el pin 7 (K-Line). Más tarde los vehículos tendían a utilizar solamen- te el Pin 7 (K-Line) para comunicarse. En la figura 3 podemos ver un mapa de la ubicación de conector (DLC) donde se divide el tablero del vehículo en áreas enumeradas para su mejor entendimiento. Cada área enu- merada representa un lugar específico donde los distintos fabricantes instalan el Conector de Datos. Las ubica- ciones 1, 2 y 3 se caracterizan por ser las áreas preferidas para la instalación del DLC, mientras que las restantes 4, 5, 6, 7 y 8 se encuentran en otras ubicaciones de acuerdo a los requerimientos de la EPA. Cuando el conector se encuentra en las ubicaciones 4 hasta 8 los fabricantes deben indicar con una etique- ta en las ubicaciones 1, 2 o 3 que el conector se encuentra en otro lado. Ubicación#1: En esta posición, el conec- tor de datos se encuentra justo debajo de la columna de dirección (o aproximadamente 150mm a la derecha o a la izquierda de ésta). Dividiendo la parte inferior del tablero del vehí- Electrónica del Automóvil 1414 Escáners e Interfases OBD II Figura 3 Figura 2 Cap 2 Interfase OBD II 2/7/11 5:08 PM Página 14 culo en tres partes, este se encuentra en la parte del centro. Ubicación #2: Esta posición es la que se encuentra bajo el tablero del vehículo, entre la puerta del conductor y la columna de direc- ción. Dividiendo la parte inferior del tablero del vehículo en tres partes, éste se encuentra en la parte del lado izquierdo. Ubicación #3: Esta ubicación es la que se encuentra bajo el tablero del vehículo, entre la columna de dirección y la consola central. Dividiendo la parte inferior del tablero del vehí- culo en tres partes, éste se encuentra en la parte del lado derecho. Ubicación #4: La posición del conector de datos en esta ubicación está en la parte supe- rior del tablero del vehículo, entre la columna de dirección y la consola central. Ubicación #5: La posición del conector de datos en esta ubicación está en la parte supe- rior del tablero del vehículo, entre la columna de dirección y la puerta del conductor. Ubicación #6: Esta ubicación presenta el conector de datos en el lado Izquierdo de la consola central del vehículo. Ubicación #7: Esta ubicación presenta el conector de datos del vehículo 300mm a la derecha de la línea central del vehículo, en la consola central del mismo, hacia el lado acom- pañante. Ubicación #8: Acá se puede encontrar el conector de datos del vehículo en la parte infe- rior de la consola central del vehículo, esto puede ser en el lado derecho o izquierdo sin especificarse. Esto no incluye la parte de la consola central que se extiende hacia la parte trasera del Vehículo. (Ver Ubicación #9). Ubicación #9: Esta ubicación no se mues- tra en el diagrama, y representa cualquier otra posición que se pueda dar en un vehículo, la cual es menos frecuente pero sin embargo algún fabricante la puede utilizar. Por ejemplo, el conector se puede encontrar también en el área de pasajeros de la parte trasera del vehí- culo, o en el descansa brazos del conductor. El protocolo de diagnóstico para OBD-II es SAE J1979. Un mensaje o requerimiento de diagnóstico tiene un máximo de 7 Bytes de datos. El primer Byte a continuación del Encabezado o Header es el Modo de Test. Este también es llamado el identificador de servicio (SID o PID). Los siguientes Bytes varí- an dependiendo del modo de Test Específico. Como mencionamos en otro artículo de esta edición, hay varios Modos de Test de Diagnóstico, de los cuales destacamos los siguientes: Modo $01 - Solicitar Diagnóstico de Datos del Tren de Poder - Este modo da acceso a la emisión de datos actuales, incluyendo entra- das y salidas tanto análogas como digitales, así como información del estado del sistema. Modo $02 - Solicitar Diagnóstico de Datos FreezeFrame del Tren de Poder - Este modo da acceso a información de la emisión de datos actuales en FreezeFrame. Un FreezeFrame consiste en la entrega de datos colectados en un evento específico como por ejemplo alguna falla en el motor. Modo $03 - Solicitar Diagnóstico de Códigos de Error - El propósito de este servi- cio es de habilitar un accesorio externo para obtener las emisiones de códigos de error con- firmados. Modo $04 - Limpiar-Eliminar Información sobre los Códigos de Error - El propósito de este servicio es proveer los medios para un equipo externo de análisis para poder eliminar la información relacionada con los Códigos de Error de la ECU del Vehículo. Modo $05 - Solicitar los Resultados del Monitoreo de los Sensores de Oxígeno - Este servicio permite acceder a los resultados del monitoreo de los Sensores de Oxígeno. Modo $06 - Solicitar Resultados de Monitoreo a bordo para los Sistemas de Diagnóstico No Continuos - Este servicio da acceso a los resultados para los Monitoreos a bordo de Componentes o Sistemas que no son monitoreados constantemente. Por ejemplo, el 1515Capítulo 2 MONTAJE DE UNA INTERFASE OBD II CON ELM 327 Cap 2 Interfase OBD II 2/7/11 5:08 PM Página 15 Electrónica del Automóvil 1616 Escáners e Interfases OBD II Figura 4 Cap 2 Interfase OBD II 2/7/11 5:08 PM Página 16 monitoreo del Catalizador o el sistema de Emanación de Gases. Modo $07 - Solicitar Resultados de Monitoreo A Bordo para los Sistemas de Diagnóstico Continuos - A través de este servi- cio, el equipo de diagnóstico externo, puede obtener los resultados para los Componentes o Sistemas del Tren de Poder que son cons- tantemente monitoreados durante la conduc- ción en condiciones normales. Modo $08 - Solicitar el control del Sistema A Bordo, Testeo o Componentes - Este servi- cio habilita a un equipo externo de testeo para controlar la operación del Sistema A Bordo, Testeo o Componentes. Modo $09 - Solicitar Información del Vehículo - Este servicio da acceso a informa- ción específica del Vehículo como el Número de Identificación del Vehículo e ID de Calibración. FUNCIONAMIENTO Y CONSTRUCCIÓN DE LA INTERFASE El circuito de la figura 4 muestra cómo se podría usar típicamente el ELM 327 para la construcción de una interfase lectora de códi- gos DTC o códigos de error. La alimentación del circuito se obtiene del vehículo a través de las patas 16 y 5 y después de un diodo pro- tector y algún filtrado capacitivo, se presenta a un regulador de 5V (Note que pocos vehículos han sido informados que no poseen la pata 5; en ese caso, use la pata 4 en vez de la 5). El regulador alimenta varios puntos del circuito así como un LED (para la confirmación visual de que está presente la potencia). Hemos mostrado un regulador 78L05 que limita la corriente disponible a 100mA, lo cual es un valor seguro para experimentar. La interfaz CAN es un circuito de baja impedancia, y si se hacen transmisiones constantes en CAN este tipo de regulador puede ocasionar LV Resets o posiblemente se apague por la sobre-tempera- tura. Si sufre esos problemas, podría usar un regulador 7805 de 1A. La esquina izquierda superior del circuito de la figura 4 muestra el circuito de interfaz CAN. No aconsejamos hacer su propia interfaz usando componentes discretos. Los buses CAN pueden tener un montón de información crítica en ellos y Ud. puede hacer más daño que bien si falla. Recomendamos que use un chip transceptor como se muestra en la figura. El chip MCP 2551 se usa en nues- tro circuito, pero la mayoría de los grandes fabricantes producen CIs de transceptores CAN específicos. Mencionemos unos pocos: NXP 82C 251, Texas Intruments SNE5LBC 031, y Linear Technology LT 1796. Preste atención a los límites de tensión; según la aplicación, puede tener que tolerar 24V y sólo 12V. 1717Capítulo 2 MONTAJE DE UNA INTERFASE OBD II CON ELM 327 Lista de Materiales de la Interfase con ELM 327 (figura 4) Resistores R32, R33= 100Ω R5 = 240Ω R1, R2, R3, R4, R27, R28, R29, R30 = 470Ω R17, R19 = 510Ω 1/2W R16, R18 = 2.2kΩ R6, R7, R14, R15, R23, R26, R31 = 4.7kΩ R8, R9, R11, R13, R22, R24, R25, R35 = 10kΩ R10, R21, R36 = 22kΩ R20, R34 = 47kΩ R12 = 100kΩ Semiconductores D1 = 1N4001 D2, D3, D4, D5 = 1N4148 L1, L2, L3, L4 = LED amarillo L5 = LED verde Q1, Q3, Q5, Q6, Q7, Q9 = 2N3904 (NPN) Q2, Q4, Q8 = 2N3906 (PNP) U1 = ELM327 U2 = MCP2551 U3 = 78L05 (5V, 100mA, regulator) U4 = 317L (adj. 100mA, regulator) Capacitores C1, C2, C5, C6, C7 = 0.1µF x 16V C3, C4 = 27pF C8, C9 = 560pF Varios X1 = 4.000MHz - cristal RS232, Conector = DB9F IC Base = 28pin 0.3” (or 2 x 14pin) Cap 2 Interfase OBD II 2/7/11 5:08 PM Página 17 Posee las conexiones para los protocolos ISO 9141 e ISO 14250. Provee dos líneas de salida como lo requieren las normas, pero dependiendo de su vehículo, puede que no necesite usar la salida ISO-L (muchos vehícu- los no requieren esta señal para la iniciación, pero algunossí, de modo que se muestra aquí). Si su vehículo no requiere la línea L, sim- plemente deje la pata 22 sin usar. El ELM 327 controla ambas salidas ISO a través de los transistores NPN Q6 y Q7 como se muestra. Estos transistores tienen resistores pull-up de 510 ohm conectados a sus colectores, como lo requiere la norma. A menudo nos preguntan por sustitutos de estos resistores. Si necesita sustituirlos, puede subir hasta 560 ohm o hacer los 510 ohm a partir de 2 resistores en serie de 240 ohm (1/4W), pero no recomenda- mos un valor menor porque estresa a cada dis- positivo del bus. Se deben usar resistores de 1/2W dado que un corto a 13,8V produce una disipación de 0,4W. Los datos se reciben de la línea K del bus OBD y se conectan a la pata 12 después de ser reducidos por el divisor de ten- sión R20/R21 mostrado. Debido al Schmitt trig- ger a la entrada de la pata 12, estos resistores darán niveles umbrales típicos de 9,1V (subi- da) y 4,7V (caída), proporcionando una gran cantidad de inmunidad contra el ruido mientras se protege al CI. La interfaz OBD final mostrada también contempla las 2 normas J1850. La norma VPW J1850 necesita una fuente de alimenta- ción positiva de hasta 8V mientras que la PWM J1850 necesita 5V, de modo que hemos mos- Electrónica del Automóvil 1818 Escáners e Interfases OBD II Figura 5 Cap 2 Interfase OBD II 2/7/11 5:08 PM Página 18 trado una fuente de alimentación de 2 niveles que puede entregar ambos. Esta doble fuente de alimentación usa un regulador ajustable 317L como se muestra, controlada por la pata 3 de salida. Con los valores dados de resis- tencia, las tensiones seleccionadas serán de 7,5V y 5V, que funcionan bien para la mayoría de los vehículos. Las dos salidas J1850 están excitadas por la combinación Q1 - Q2 para el Bus + , y Q3 para el Bus -. La entrada VPW J1850 usa un divisor como en la entrada ISO. Las tensiones umbrales típi- cas con los resistores mostrados serán de 4,2V (subida) y 2,2V (caída). La entrada PWM J1850 es un poco diferen- te en el sentido que debe convertir una entrada dife- rencial a una de termina- ción única para el uso del ELM327. En funciona- miento, Q4 en realidad se usa como amplificador diferencial. El circuito serie Q4 - D3 establece una ten- sión de 1V (para la inmuni- dad contra el ruido) mien- tras que R11 limita el flujo de corriente, y R12 man- tiene cortado a Q4 cuando la entrada se deja abierta. Se ha agregado el resistor R36 al circuito de la figura 4 para ayudar a cortar al transistor Q4 rápi- damente en ciertas cir- cunstancias. No es imprescindible, pero es útil si está conectado a una capacidad muy alta como la del modo PWM J1850 y sufre algunos falsos BUS ERRORs. Mostramos el resistor como una opción y le dejamos la elección de su colocación. El circuito de monitoreo de tensión para el coman- do AT RV se muestra en este circuital conectado a la pata 2 del ELM 327. Los dos resistores simplemente dividen la tensión de batería a un nivel seguro para el ELM 327, y el capacitor filtra el ruido. Cuando se lo envía, el ELM 327 espera un divisor resistivo como el que se muestra, y establece constantes nominales de calibración suponien- do eso. Si su aplicación necesita un rango diferen- te de valores, elija los valores resistivos para mantener la entrada dentro del límite especifi- cado de 0-5 V, y luego realice un AT CV para calibrar el ELM 327 para su nueva relación del 1919Capítulo 2 MONTAJE DE UNA INTERFASE OBD II CON ELM 327 Figura 6 Cap 2 Interfase OBD II 2/7/11 5:08 PM Página 19 divisor resistivo. La máxima tensión que puede mostrar el CI es de 99,9V. Se muestra una interfaz RS 232 muy bási- ca conectada a las patas 17 y 18 del ELM 327. El circuito “toma” la tensión de alimentación de la computadora de abordo para proveer una variación de las tensiones RS 232 sin la nece- sidad de una fuente de alimentación negativa. Las conexiones mostradas de las patas de la interfaz RS 232 son para un conector normali- zado de 9 patas. Si usa una de 25 patas, nece- sitará compensar las diferencias. La polaridad de las patas RS 232 del ELM 327 es tal que son compatibles con los CIs de interfaces nor- malizadas (MAX 232, etc.), de modo que si prefiere una de ellas, Ud. puede sacar todos los componentes discretos mostrados y usar aquélla. Los 4 leds mostrados (en las patas 25 a 28) han sido suministrados como medio visual de confirmación de la actividad circuital. No son esenciales, pero es lindo ver la reali- mentación visual cuando se experimenta. Finalmente, el cristal mostrado conectado entre las patas 9 y 10 es un cristal normal de 4MHz. Los capacitores de carga del cristal (27pF) son típicos y se pueden seleccionar otros valores según lo que esté especificado para el cristal que obtenga. La frecuencia del cristal es crítica para la operación del circuito y no debe alterarse. A menudo recibimos pedi- dos de listas de partes que acompañen a nuestros circuitos de Aplicaciones de ejemplo. Dado que este circuito es más complejo que la mayoría, hemos numerado y nombrado todos los componentes y provisto un resumen de la lista de partes. Son sólo sugerencias, ya que si prefiere otro color de Led o tiene otro transis- tor de propósito general a mano, etc., haga el cambio. Un consejo rápido para aquellos que ten- gan problemas para encontrar un zócalo amplio de 0,3” para el ELM 327: muchos zóca- los de 14 patas se pueden poner extremo con extremo para formar un zócalo de 28 patas de 0,3” de ancho. ¿Qué pasa si sólo quiere usar uno de los protocolos y una interfaz USB? Estas son preguntas comunes que recibi- mos y las respuestas de ambas están grafica- das en la figura 5. Hay unos pocos CIs en el mercado que le permiten conectar un sistema RS 232 directa- mente a USB. Hemos mostrado el CP 2102 de Silicon Laboratories (www.silabs.com) en la figura 5, pero también hay otros; por ejemplo, Future Technology Devices (www.ftdichip.com) produce varios. Estos CIs proveen una forma muy simple y relativamente barata de “puente- ar” entre RS 232 y USB, y como puede ver, requieren muy pocos componentes para soportarlos. Si se usa el CP 2102, le adverti- mos que es muy pequeño y difícil de soldar a mano, así que esté preparado para eso. También, si provee protección en las líneas de datos con supresores de tensión transitoria (TVS's), tenga cuidado de cuáles elige, dado que algunos exhiben una capacidad muy alta y afectarán la transmisión de los datos USB. El circuito funcionará a la velocidad de 38400 bits por seg.. Si quiere aprovechar totalmente la ventaja de la velocidad de la interfaz USB, necesitará cambiar PP 0C. Considerando las partes protocolares OBD de los circuitos de las figura 4 y 5, las diferen- cias deben ser muy claras. Los protocolos que no se usan en la figura 5 tienen sus salidas ignoradas, o sea, en circuito abierto, y sus entradas conectadas a un nivel lógico conve- niente (las entradas CMOS nunca deben ser dejadas flotando). El circuito mantiene los LEDs de estado y el circuito del Bus J 1850, pero la mayoría del resto se ha eliminado. El circuito de conmuta- ción de tensión ha sido reducido a un solo regulador de 8V, dado que no hay ninguna necesidad de conmutar a 5V. Note que la pata 3 intencionalmente ha sido dejada abierta ya que no es requerida por el regulador de ten- sión. La primera vez que se usa este circuito, probablemente se ponga en el protocolo 0, el modo de “búsqueda automática” por defecto (tal como se envía de fábrica). Cuando lo conecta a un vehículo VPW J 1850, automáti- camente detectará el protocolo, y si la memo- Electrónica del Automóvil 2020 Escáners e Interfases OBD II Cap 2 Interfase OBD II 2/7/11 5:08 PM Página 20 ria está habilitada (como se muestra), J 1850 VPW se convertirá en el nuevo protocolo por defecto, sin que se requiera una entrada de su parte. Esto funcionará bien para la mayoría de las aplicaciones, pero si el circuito se usa en un vehículo con la llave desconectada, por ejemplo, entonces volverá a buscar unnuevo protocolo. En general, Ud. no quiere que esto suceda cada vez. Sólo puede ser un inconve- niente menor tener que esperar mientras el ELM 327 determina que es incapaz de conec- tar (“UNABLE TO CONNECT”), pero ¿para qué pasar por eso si no lo necesita?. Si sabe que está usando el circuito en una aplicación de sólo J 1850 VPW (protocolo 2), entonces debe emitir el comando AT SP 2 la primera vez que se alimente el circuito. De aquí en más, permanecerá en el protocolo 2, falle o no para hacer una conexión. Según las circunstancias, puede simplificar este circuito aún más, usando la conexión USB para obtener 5V para el ELM 327 en el lugar del regulador 78L05 mostrado. Algunos protocolos (el CAN, por ejemplo), pueden tomar más corriente que la que su conexión USB puede suministrar, de modo que revise esto primero. El conector macho J 1962 (estándar OBD II) tiene que encajar en el conector del vehícu- lo y puede ser difícil de conseguir en algunos lugares. Ud. podría tentarse de hacer sus pro- pias conexiones a la parte trasera del conector de su vehículo. Al hacerlo, le recomendamos que no haga nada que comprometa la integri- dad de la red OBD del vehículo. El uso de cualquier conector que podría fácilmente cor- tocircuitar patas (por ejemplo el conector tele- fónico RJ 11) no se recomienda en absoluto. Por último, en la figura 6 se brinda una sugerencia para la placa de circuito impreso, teniendo presente que el diseño contempla la inclusión de componentes del tipo SMD. INSTALACIÓN DE LA INTERFASE Una vez armado el circuito de la interfase, el primer paso consiste en cargar los drivers USB en la computadora, los que podrá des- cargar desde nuestra web: www.webelectroni- ca.com.ar, haciendo clic en el ícono password e ingresando la clave: “usbelm327”. Esto es para que la computadora PC pueda dialogar con el escáner y éste, a su vez, con la compu- tadora de a bordo. Para ello, descargue los drivers al disco rígido de su PC e instálelos. Luego conecte la interfase y asegúrese de que la misma sea reconocida por la computadora. En caso que le diga que Windows encontró un nuevo dis- positivo y le pregunte si quiere instalarlo auto- máticamente, Ud. digale que NO, que va a seleccionar los drivers desde una ubicación específica. Luego localice dichos drivers (los que Ud. descargó desde el link dado en nues- tra página) y selecciónelos para que sean reconocidos por la interfase. Para comprobar que la interfase está funcionando correctamente vamos al ícono de inicio de Windows/ Administrador de Sistemas, aparecerá una lista de todos los aditamentos que tiene en la PC. Busque la opción de puertos y selecciónela hacien- do clic; deberá aparecer una leyenda que diga: “Serial USB Converter” y hacemos doble clic sobre ella. También puede hacer clic con el botón derecho del mouse sobre el 2121Capítulo 2 MONTAJE DE UNA INTERFASE OBD II CON ELM 327 Figura 7 Cap 2 Interfase OBD II 2/7/11 5:08 PM Página 21 ícono de MI PC, seleccionar la opción Propiedades, luego la ventana Hardware y en ella: Administración de Dispositivos (aparecerá la imagen de la figura 7, en la que hemos desplegado la opción “Puertos COM & LPT). NOTA: Si no aparece la leyenda “Serial USB Converter” significa que la interfase no fue instalada correctamente y deberá repetir el procedimento desde el inicio. Cuando haga doble clic sobre la opción Serial USB Converter se abrirá una ventana con la información de la interfase, la cuál le dirá en qué puerto está conectado el circuito que armó, por ejemplo: COM1, COM2, COM3, etc. Es importante veri- ficar en qué puerto está conectada la interfase ya que será el mismo que deberá seleccionar en el programa que utilice para la lectura de códigos OBD desde el vehículo. Si el puerto que aparece en la ventana no es COM1, COM2 ó COM3, entonces seleccione la opción “Selección de Puerto”, luego la opción “AVAN- ZADO” y elija cualquiera de las 3 opciones antes mencionada (figura 8). Luego presione “Aceptar”. Debe hacer esto para que el pro- grama de diagnóstico que usará para leer los códigos de error pueden ofrecerle solamente la opción de los tres puertos mencionados. Importante: asegúrese que en la ventana de selección de puertos figure la leyenda “este puerto funciona correctamente”. Caso contra- rio, vuelva a repetir todo el procedimiento desde el inicio. Una vez que está todo correcto estamos seguros de que la interfase fue conectada correctamente y ahora podremos utilizar cual- quier programa de diagnóstico, como el Scantool, el Scan Master, etc. DEFINICIÓN DE OBD II Pretendemos que el lector tenga los ele- mentos suficientes para poder encarar el diag- nóstico de fallas en un vehículo mediante la lectura de códigos DTC, gracias al sistema OBD II. OBD (On Board Diagnostics) es un sis- tema de diagnóstico a bordo en vehículos (coches y camiones) empleado mundialmente y con protocolos de comunicación normaliza- dos para vehículos fabricados a partir de 2008. Sin embargo, este sistema data de muchos años antes, ya que en 1994 se fabricaban automóviles con computadoras de a bordo pero que se comunicaban con el escáner por medio de distintos protocolos. En este artículo veremos qué es OBD II, cuáles son los dife- rentes protocolos empleados y qué caracterís- ticas debe reunir un escáner para que pueda ser empleado en la mayoría de los vehículos. Tal como mencionamos al comienzo de este capítulo, OBD (On Board Diagnostics) es un sistema de diagnóstico a bordo en vehícu- los (coches y camiones). Actualmente se emplea OBD-II (Estados Unidos), EOBD (Europa) y JOBD (Japón), estándar que apor- tan un control casi completo del motor y otros dispositivos del vehículo. OBD I fue la primera regulación de OBD que obligaba a los productores a instalar un sistema de monitoreo de algunos de los com- ponentes controladores de emisiones en auto- móviles. Obligatorios en todos los vehículos a partir de 1991, los sistemas de OBD I no eran tan efectivos porque solamente monitoreaban algunos de los componentes relacionados con las emisiones, y no eran calibrados para un nivel específico de emisiones. OBD II es la abreviatura de On Board Diagnostics (diagnóstico de a bordo) II, la Electrónica del Automóvil 2222 Escáners e Interfases OBD II Figura 8 Cap 2 Interfase OBD II 2/7/11 5:08 PM Página 22 segunda generación de los requerimientos del equipamiento autodiagnosticable de a bordo de los Estados Unidos de América. La deno- minación de este sistema se desprende de que el mismo incorpora dos sensores de oxí- geno (sonda Lambda) uno ubicado antes del catalizador y otro después del mismo, pudien- do así comprobarse el correcto funcionamien- to del catalizador. Las características de autodiagnóstico de a Bordo están incorporadas en el hardware y el software de la computadora de a bordo de un vehículo para monitorear prácticamente todos los componentes que pueden afectar las emi- siones. Cada componente es monitoreado por una rutina de diagnóstico para verificar si está funcionando perfectamente. Si se detecta un problema o una falla, el sistema de OBD II ilu- mina una lámpara de advertencia en el cuadro de instrumentos para avisarle al conductor. La lámpara de advertencia normalmente lleva la inscripción "Check Engine" o "Service Engine Soon". El sistema también guarda informaciones importantes sobre la falla detectada para que un mecánico pueda encontrar y resolver el problema. En los Estados Unidos de América, todos los vehículos de pasajeros y los camio- nes de gasolina y combustibles alternos a par- tir de 1996 deben contar con sistemas de OBD II, al igual que todos los vehículos de pasaje- ros y camiones de diesel a partir de 1997. Además, un pequeño número de vehículos de gas fueron equipados con sistemas de OBD II. Para verificar si un vehículo está equipado con OBD II, busque las palabras OBD II en la eti- queta de control de emisiones en el lado de abajo de la tapa del motor o pregúntele a su mecánico de confianza. EOBD es la abreviatura deEuropean On Board Diagnostics (diagnóstico de a Bordo Europeo), la variación europea de OBD II. Una de las diferencias es que no se monitorean las evaporaciones del tanque. Sin embargo, EOBD es un sistema mucho más sofisticado que OBD II ya que usa "mapas" de las entra- das a los sensores de diagnóstico basados en las condiciones de operación del motor, y los componentes se adaptan al sistema calibrán- dose empíricamente. Esto significa que los repuestos necesitan ser de alta calidad y espe- cíficos para el vehículo y modelo. OBD II EN LA ACTUALIDAD Sabemos que los vehículos vienen equipa- dos con computadoras. También sabemos que las computadoras han evolucionado estos últi- mos años de tal manera que la capacidad de procesamiento de los últimos adelantos en computación no tenían por qué ser ajenos a los vehículos. La diferencia entre OBD II y los sistemas computarizados anteriores a 1996 consiste, elementalmente, en que el sistema OBD II es un sistema que generaliza la forma de leer los códigos de la computadora de a bordo, lo que quiere decir que no necesita adaptadores para hacer la conexión, sin importar si los vehículos son de fabricación nacional o extranjera; ni tampoco andar rastreando por todo el vehícu- lo tratando de ubicar el bendito conector que sirve para apagar la luz de: "chequear el motor", "servicio rápido", "check engine", etc. A partir de enero de l996 se requiere que los vehículos vendidos en muchos países de la región sean compatibles con OBD II. La mayoría de fabricantes de los Estados Unidos ya venían equipando sus vehículos con OBD II desde l994. La Agencia de Protección Ambiental es la que impone normas y regula- ciones para la protección del medio ambiente. Los sistemas OBD II reúnen los requisitos adecuados para monitorear y detectar fallas, permanentes o intermitentes que podrían hacer que un vehículo contamine el medio ambiente. Almacena una gran cantidad de códigos generales de problemas, junto con códigos específicos de los fabricantes. Estos códigos se clasifican en: Código B Sistemas de la carrocería. Código C Sistemas del chasis. Código U Comunicaciones de la red. Código P Sistemas del tren de potencia (Motor y Transmisión). Nota: Un motor controlado por una compu- 2323Capítulo 2 MONTAJE DE UNA INTERFASE OBD II CON ELM 327 Cap 2 Interfase OBD II 2/7/11 5:08 PM Página 23 tadora es similar al viejo motor no computari- zado, debido a que el principio de combustión interna es el mismo (pistones, bujías, válvulas, cigueñal, árbol de levas, etc.). Igualmente los sistemas de carga, arranque y encendido son similares. En otras palabras, los probadores de encendido, los medidores de compresión, las bombas de vacío y las lámparas de sin- cronización siguen siendo útiles. Un escáner no precisa de ningún otro equi- po o accesorio. Una interfase se usa en con- junto con una computadora, la que tiene insta- lado el programa que interpretará los códigos leídos por la interfase. Existen escáners “originales” u oficiales para cada marca de vehículo (y hasta para determinados modelos) pero, en general, para leer códigos de error se puede usar cualquier sistema genérico. Debe tener en cuenta que en muchos casos las computadoras de los vehículos poseen llaves o restricciones (reali- zadas por programación) para que sólo se comuniquen con determinados tipos de equi- pos y está en la habilidad del técnico para decodificar dichas llaves a los efectos de no necesitar equipos costosísimos y poder emple- ar dispositivos genéricos como el que propo- nemos armar en este artículo. En la figura 9 podemos observar un escá- ner o lector de códigos (auto scanner OBD II). Este tipo de escáner no necesita batería, sólo se acopla al conector del vehículo con un cable como el de la figura 10 y se procede a leer códigos. En la figura 11 se muestra un ejemplo de dónde debe conectarse el cable en un coche para poder realizar la lectura de códigos. Los códigos obtenidos deben ser interpretados, en forma específica, recu- rriendo al manual del vehículo ya que cada fabricante programa su computado- ra con sus propios códigos. Esto podría ser un inconveniente pero la ventaja es que en el tomo Nº65 del Club SE nosotros dimos la interpretación de los códigos y que en la red existen direcciones de fácil acceso que tienen a disposición del visitante bancos de datos de estos códigos, totalmente gratis. En otras palabras, cualquier persona puede acceder a la lectura de códigos de su vehículo y encon- trar la interpretación en la red. Para esto no necesita experiencia previa (este conector suele estar ubicado a un lado de la columna de dirección, abajo del tablero de control). Las normas exigen que en el caso de no encontrarse el conector en esta ubicación, el fabricante deberá pegar una etiqueta en este lugar, indicando en qué lugar se encuentra. Hasta aquí estamos de acuerdo en que el sis- tema OBD II facilita la forma de acceder a los códigos que almacena la computadora de a bordo. Pero si usted cree que después de leer Electrónica del Automóvil 2424 Escáners e Interfases OBD II Figura 9 Figura 10 Cap 2 Interfase OBD II 2/7/11 5:08 PM Página 24 los códigos e interpretar su significado solucio- nó su problema, se equivoca. Porque aquí es donde se verá la sabiduría, experiencia, y capacidad de discernimiento del mecánico. Los códigos obtenidos con el lector electró- nico sólo pueden servir de referencia debido a lo siguiente: * La computadora del sistema OBD II tiene comunicación con el módulo de encendido y con el módulo de la transmisión, lo que signifi- ca que para efecto de activar uno de sus actuadores, se vale de la información que tie- nen estos módulos. Si usted por alguna razón (por presumido) cambió el tipo de llantas de su vehículo, la computadora recibirá datos contradictorios entre las vueltas de la transmisión y la revolu- ción de las llantas. Recuerde que el sistema OBD II lo que pre- tende es optimizar el consumo de combustible y para esto se vale de sensores colocados en diferentes partes relacionadas al funciona- miento del vehículo. Cualquier alteración de los componentes del vehículo engañará a los sensores y por lo tanto la información que reci- be la computadora será falsa y falsa será la interpretación y decisión que origine una orden a cualquiera de los actuadores. La computadora del sistema OBD II contro- la el suministro de combustible, la velocidad de marcha en vacío, el avance por vacío y los controles de emisiones. En algunos casos las computadoras de a bordo controlan la transmi- sión, los frenos y el sistema de suspensión. Los sensores instalados en los vehículos son pequeños dispositivos que miden las con- diciones de operación y las traducen en seña- les que la computadora pueda entender. Por ejemplo: sensores térmicos, (sensor de tempe- ratura), potenciómetros (sensor de posición de la válvula reguladora de aire), generador de señales (sensor de oxígeno). Los actuadores son dispositivos eléctricos que pueden ser activados por la computadora. Entre éstos se incluyen los solenoides y relés. Los sensores, actuadores, generadores de señales y potenciómetros no son baratos. Si usted decide cambiarlos debe estar seguro de que realmente están defectuosos y que la falla no venga de una mala conexión, cableado flojo o un mal funcionamiento del motor, originado por falla mecánica básica (bujías, cables, tapa rotor, empaques, bombas, bandas o correas, etc.). En conclusión: el sistema OBD II generali- za y facilita la forma de leer códigos almace- nados en la computadora de a bordo, pero es el mecánico el encargado de analizar estos códigos, para discernir y encontrar la razón u origen del problema de un motor, una trans- misión, o un sistema de frenos. Los sistemas computarizados de los vehí- culos actuales, aparte de controlar las opera- ciones del motor, también pueden ayudarlo a encontrar problemas. Estas computadoras han sido programadas con habilidades especiales de prueba. Estas pruebas verificanlos componentes conecta- dos a la computadora que se usan para sumi- nistro de combustible, control de velocidad de marcha en vacío, sincronización de encendido, sistemas de emisión y cambios de marcha en la transmisión. La computadora de control del motor ejecu- ta pruebas especiales que dependen del fabri- cante, motor, año del modelo, etc. No existe una prueba universal que sea la misma para todos los vehículos. Asimismo, con este sistema, puede borrar los códigos almacenados y apagar la luz de 2525Capítulo 2 MONTAJE DE UNA INTERFASE OBD II CON ELM 327 Figura 11 Cap 2 Interfase OBD II 2/7/11 5:08 PM Página 25 advertencia después de atender los servicios requeridos. Sólo tenga en cuenta que los lla- mados códigos duros representan problemas que volverán a manifestarse encendiendo la luz si usted no soluciona el problema. Para acceder a los códigos de la computadora, sólo necesita un lector de códigos (escáner o scan- ner OBD ll) o armarse un cable y bajar un pro- grama a su PC. El precio promedio en el mer- cado de este tipo de aparato es de aproxima- damente 150 dólares americanos. Igualmente en este rubro de lectores OBD II, también existen a la venta scanners por un precio similar que se pueden trabajar con pro- gramas en la computadora de su casa y que le permite hacer un examen minucioso de los códigos y funcionamiento de la computadora de a bordo. Como hemos dicho, cada marca y modelo de coche emplea sus códigos y, por lo tanto, presentarán diferentes interpretaciones aun- que, en general, son siempre los mismos. Existen códigos que son reservados por los fabricantes. Igualmente, cuando un motor por razones mecánicas, altera sus revoluciones, la computadora detectará alteraciones de señal en los sensores relacionados al sistema de emisiones (humo). Esto no significa que los sensores necesariamente deben cambiarse; use el sentido común y tome como base su experiencia en el funcionamiento básico del motor. COMPONENTES DE UN SISTEMA OBD II En América Latina, a comienzos de este siglo, las empresas automotrices comenzaron a aplicar este sistema en la mayoría de las uni- dades fabricadas y podemos afirmar que en la actualidad casi la totalidad de unidades cuen- tan con sistemas de diagnóstico a bordo (OBD). Se entiende que periódicamente pueden generarse y aprobarse nuevos códigos de diagnóstico [DTCs]. Al ocurrir esto, los conjun- tos lógicos del escáner OBD II o de la interfa- se, serán actualizados. No hay un período de tiempo establecido para la actualización de la base de datos. El sistema OBD II nos permite leer códigos con facilidad, pero eso no soluciona el proble- ma; los códigos mencionan áreas con sus res- pectivos sensores, pero no es cambiando los sensores como se arreglará el problema. El sistema OBD II está compuesto de un procesador de datos o computador y un grupo de sensores y actuadores. Por lo regular la computadora controla un tipo de corriente que circula por el sensor, la cual genera una ten- sión que se mide en milivolt. Básicamente el funcionamiento es el siguiente: Cuando el motor está frío, al activar la llave de encendido la computadora activa su función en el modo de open loop (circuito abierto) permitiendo que el motor funcione. Desde este momento la computadora se man- tiene pendiente esperando la señal del sensor de temperatura y del sensor de oxígeno. En cuanto el motor se calienta la señal del sensor de temperatura hace que la computa- dora cierre el circuito (close loop) pasando su función al modo de "control". Desde este momento, la computadora lee la señal del sen- sor de oxígeno, y chequea las alteraciones del voltaje de referencia que entregan cada uno de los otros sensores. Como el sensor de oxígeno instalado en el manifold de escape (o en alguna parte del tubo de escape en su recorrido hacia el exterior) genera su propio voltaje, la computadora interpreta la lectura de este sensor, determi- nando si los residuos son consecuencia de mezcla rica o pobre. Los sensores reciben una señal de voltaje como referencia básica, las alteraciones a este voltaje la computadora también los interpreta de acuerdo con su programa interno; los com- para, y siguiendo su lógica de funcionamiento, puede hacer uso de sus actuadores (solenoi- des) para alterar o corregir el balance de la mezcla aire/gasolina que ingresa a la cámara de combustión; así como mover el avance o retardo del tiempo de encendido con la pre- tensión básica de eliminar al máximo las emi- Electrónica del Automóvil 2626 Escáners e Interfases OBD II Cap 2 Interfase OBD II 2/7/11 5:08 PM Página 26 siones contaminantes; sin disminuir la poten- cia que el vehículo requiere para su desplaza- miento y autonomía. El funcionamiento básico del motor es el mismo… los conductores o choferes seguire- mos siendo los mismos… nuestra inclinación a seguir malos hábitos de manejo seguirán sien- do los mismos… si a ello le sumamos la pobre- za de mantenimiento, sea por descuido, o falta de mecánicos especializados; estaremos de acuerdo en que las posibilidades de contami- nar el medio ambiente son altas. El sistema OBD II pretende corregir este problema colocando sensores y actuadores en diferentes partes del motor y/o transmisión así como en diferentes partes del vehículo que ayuden a que la unidad se desplace funcio- nando y consumiendo estrictamente lo nece- sario; tratando de eliminar cualquier residuo que se considere contaminante al medio ambiente. En otras palabras, la computadora corrige las deficiencias consecuentes de un mal hábito de manejo, así como alerta al con- ductor cuando, por razones lógicas, no puede corregir el problema debido a fugas o cortocir- cuitos, en los componentes electrónicos y/o problemas de funcionamiento básico del motor. El sistema OBD II necesita una computa- dora central y según se requiera también puede poseer módulos auxiliares, los cuales pueden estar enlazados a dicho procesador central. Como aquí tratamos de simplificar el enten- dimiento, podemos decir que un vehículo tiene componentes en diferentes áreas, los mismos que sincronizan su funcionamiento logrando con ésto que el vehículo se desplace pero un problema en alguno de estos componentes da como resultado un bajo rendimiento del com- bustible y, en consecuencia, los residuos con- taminantes serán altos. El sistema OBD II monitorea las áreas donde tiene instalados sensores, administra voltaje en sensores y actuadores; pero no detecta ni tiene códigos para acusar un motor roto, una bujía quebrada o desconectada, ni tampoco, puede detectar un manifold flojo o quebrado, así como gasolina u aceite contami- nado. El problema es el mismo en los frenos y/o transmisión. En otras palabras, el entendimiento y seguimiento de diagnóstico en un sistema OBD II tiene como base previa, un conoci- miento avanzado de lo que es un sistema de encendido: mezcla de combustible, medidas de presión y/o vacío dentro del manifol de admisión, así como conocer perfectamente el funcionamiento básico del motor y/o las medi- das de presión en el sistema de enfriamiento del motor y/o escape. ¿Cómo seguir un diagnóstico en forma lógi- ca? Antes de continuar tome nota de lo siguien- te: No haga pruebas ni conexiones entre la corriente de la batería y las conexiones que administra la computadora; podría quemar cir- cuitos o componentes. La computadora admi- nistra una corriente atenuada de bajo ampera- je y sólo puede ser testeada por aparatos o probadores de bajo amperaje que miden el voltaje en milivolt. El mercado está inundado de aparatos o dispositivos que se presentan como solución al diagnóstico automotriz; cada quien defiende su producto destacando sus ventajas particulares pero a usted le toca defender su economía. Es oportuno tener en cuenta la velocidad o facilidad con la que un aparato de éstos se discontinúa o pierde actualización, dejando su inversión en el nivel de "gasto no recuperable". Volviendo al sistema de funcionamiento básico del motor, el sistema OBD II monito-
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