Статьи - Статья Викулина Александра.

Методика построения систем диагностики с использованием персональных компьютеров типа NOTEBOOK

Для изучения студентами кафедры автомобильной электроники Таганрогского Радиотехнического университета.

Мне приходилось ремонтировать и держать в руках множество диагностических приборов, и я решил поделиться своими выводами о том, что надо делать и как нельзя строить диагностическое оборудование, условно разбив их по темам:

1. Принципы организации системы
2. Сопряжение с ПК
3. Сопряжение с диагностическим каналом
4. Модуль управления

1. Принцип организации системы

Диагностические приборы на базе ПК имеют несколько типовых разновидностей

• диагностический прибор является преобразователем уровня канала RS232 в уровни диагностического канала (например, в ISO 9141).
• диагностический прибор дополнительно управляет каналом с помощью МПУ, связь с которым ведется по тому же каналу, но на повышенной скорости (например, Carsoft BMW и Carsoft Mersedes).
• диагностический прибор полностью проводит диагностику бортовых систем, а ПК является дополнительным дисплеем и хранителем информации (к примеру, VAG-Audi).
• диагностический прибор полностью проводит диагностику бортовых систем по программе загруженной в оперативную память с ПК (например, MoDiC-BMW).
• диагностический прибор полностью проводит диагностику бортовых систем, но программы могут обновляться с ПК. Программы обычно храниться в FLASH картах (например, Tech2Flash).

Первая система (рис 1)

ДОСТОИНСТВА:

• привлекает своей простотой в построении самого прибора.
• имеет низкую стоимость.

НЕДОСТАТКИ:

• выносит высокие требования к ПК, и программной поддержке системы диагностики, которая должна работать в реальном масштабе времени. Не все диагностические каналы, возможно, реализовать подобным образом. Системы с OBD полностью выпадают для таких приборов.

Рисунок 1.

Вторая система (рис 2) более гибка в использовании, но имеет ограничения первой, за исключением методов организации канала, такой системе уже полностью подвластны каналы OBD и BMW.

Система имеет невысокую стоимость и малые габариты.

Рисунок 2.

Системы с внутренней диагностикой (рис 3) являются полноправными приборами и могут использоваться самостоятельно, подключаясь к ПК только для расширения внутренних функций.

ДОСТОИНСТВА:

• Полномасштабные системы реального времени
• Слабая зависимость от типа ПК
• Независимое использование
• как правило, являются дилерскими приборами, и соответственно имеют большие возможности.

НЕДОСТАТКИ:

• высокая стоимость
• низкая доступность (для дилерского оборудования)

Рисунок 3

2. СОПРЯЖЕНИЕ С ПК

Сопряжение ПК с диагностическим прибором по каналу RS232 может быть реализовано тремя способами

1. Сопряжение через гальваническую развязку с помощью оптронов (рис 4).
   

   Данный вид сопряжения привлекателен своей простотой, но имеет кучу подводных камней.

   Камень первый: Не каждый ПК имеет достаточно мощный выход для раскачки оптрона.

   Камень второй: Высокое выходное сопротивление схемы, и как следствие низкая помехоустойчивость, что приведет к неустойчивой работе канала во время работы двигателя или на длинном шлейфе при измерении параметров систем управления на движущемся автомобиле.

2. Сопряжение через специализированный преобразователь уровня (рис.5).
   

   Этот вид сопряжения не имеет гальванической развязки, что для батарейной техники неактуально, но при этом лишен вышеперечисленных недостатков.

   Гальваническую развязку можно организовать после преобразователя уровня, как это сделано, например в MoDiC (с питанием от дополнительной обмотки преобразователя блока питания), но в прочих приборах мне такая развязка не встречалась.

3. Сопряжение через приборный интерфейс RS485.

Такое сопряжение применяется к примеру в приборах VAG1552 (рис.6), что позволяет стыковать его не только с ПК (через дополнительный адаптер), но и с другим оборудованием(например газоанализатором) для создания диагностических комплексов.

Рисунок 6.

3. СОПРЯЖЕНИЕ С ДИАГНОСТИЧЕСКИМ КАНАЛОМ

Сопряжения с диагностическим каналом должны обеспечивать качественную передачу данных, не мешать их приему, и иметь хорошую защиту от "дурака".

Для начала схема каскада рекомендуемая по ISO9141 (рис 7)

Как видно в схему изначально введены защиты от перенапряжения, от переплюсовки и от плавания уровня сигнала в канале, что "иногда" наблюдается в реальной жизни, и рядом для примера рассмотрим устройство выходных каналов Carsoft Mersedes (рис 8).

Как видно из схемы, какие либо защиты отсутствуют, и максимальный ток в канале ограничен током ключа 4066, что приводит к их частому выходу из строя. Единственное достоинство данной схемы ее потрясающая дешевизна, других достоинств не обнаружено. Так что покупая Carsoft Mersedes не забудьте прикупить пол мешка ключей, ибо менять их придется довольно часто.

Более основательно подошли к каналу разработчики MoDiC, они не

Рисунок 9.

только основательно защитили канал, не поскупились на детали с большим запасом по току и напряжению, но и для повышения качества

Канала ввели динамический нагрузку на выходе и коммутируемую "подтяжку" на входе компаратора что видно из схемы(рис 9).

При таком построении диагностического канала довольно тяжело его "случайно" спалить, что и показывает практика

4. МОДУЛЬ УПРАВЛЕНИЯ

Вопросы построения модуля управления диагностического прибора я решил в пределах этой статьи не рассматривать, слишком много мнений на его построение я видел, но думаю, что процессор в приборе желательно иметь моторолу, индикатор большой, графический и цветной(если он есть), корпус ударопрочный но легкий, а клавиатуру не пленочную, но выбор делать вам.

С уважением Викулин Александр.

Vik@diakom.ru