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Sistema de diagnostico para paneles
de instrumentación de automóviles
CPAT
Cluster Portable Automotive Tool
Francisco José Moreno Reyes
Ingeniería Electrónica
27 de Enero de 2005
Objetivo del Proyecto
Diseñar un sistema de diagnostico
para paneles de instrumentación de
automóviles ó clusters que permita:
Diagnosticar diferentes modelos.
Diagnósticos on board y
laboratorio.
Portatil, barato y facil de usar.
La electrónica y el automóvil
Electrónica:
Ayer salvadora del automóvil
y hoy amante infiel ...
La electrónica y el automóvil
1974. Primeras ideas aplicación electrónica al automóvil.
1980-1985. Electrónica se aplica al automóvil.
Circuitos analógicos.
Microprocesadores de 4 y 8 bits.
Microprocesadores de 16 bits.
Microprocesadores de 32 bits.
Redes multiplexadas.
Fibra óptica.
La electrónica y el automóvil
Los dispositivos inteligentes (hardware)
representan actualmente el 22% del
precio final de un vehículo y alcanzarán
el 35% en 2010.
En 2010, el coste de los programas de
gestión (software) supondrá el
30% del valor del automóvil.
www.elmundomotor.es
Electrónica
y
Automóvil
Visteon planta de
Cádiz
Controladores electrónicos de gestión de motores.
Módulos electrónicos para seguridad pasiva
Módulos para el control de la climatización
Paneles de instrumentación ó CLUSTERS
Reproductores de DVD
Módulos interface para telefonía.
DAB. Digital Audio Broadcasting. Radio Digital por satélite.
El panel de instrumentación ó
CLUSTER
Que es un Cluster ?
Conjunto de indicadores situados detrás del
volante.
Informa sobre estado de la conducción
Alerta de anomalías – averías
Información de diversa índole
Cluster
Funciones básicas
Tacómetro
Temperatura
Velocímetro
Odómetro
Indicadores
Diagrama de Bloques Básico de un Cluster
Funcionamiento del Cluster
estímulos por software
CAN +
CAN -
720 A3 45 12 B7 C3 28 55 0B
TX
RX
estímulos por hardware
12 V
12 V
0V
0V
CPU
CAN
Controller Area Network
CAN. ¿ Que es ?
Can-Bus es un protocolo de comunicación
en serie desarrollado por Bosch para el
intercambio de información entre unidades
de control electrónicas del automóvil.
CAN. Funcionamiento
Bus CAN. Par trenzado
Definición del problema
Oportunidad de mejora
Incrementar el soporte técnico in-situ
al cliente con objeto de aumentar su
satisfacción en los siguientes
productos:
Cluster Ford Focus
Cluster Ford Fiesta
Cluster Renault Megane
Soluciones propuestas
Soluciones propuestas
Opciones
Equipos de medida
Tarjetas estándar
Sistema a medida
Osciloscopio
Tarjeta CAN
Tarjeta multifunción
Generador señales
Conversor de tensión
Tarjeta de relés
Fuente alimentación
Fuente alimentación
Analizador protocolo
Sistema de diagnostico para Clusters CPAT
Software de diagnostico
Labview 6.1
Bus de comunicación serie
RS-232 a 115200 bps
PC
CLUSTER
Tarjeta
Multifunción
Plant Link S.L
Bus de 8 bits para
control de tarjeta
de relés
Tarjeta de
Relés
Bus de comunicación
serie TX-RX a 9600 bps
Bus de comunicación
CAN HI a 500 Kbps
Bus de 32 líneas de control
para entradas del cluster
Estrategias del Diagnostico
Diagnostico por Bus Serie
Tx 12V/ 9600 bps
Rx 5V / 9600 bps
MAXIM
232
PC
Rx 12V/ 9600 bps
CLUSTER
Tx 5V / 9600 bps
Conversor CMOS / TTL
Diagnostico por Bus CAN
Serie TX 9600 bps
CAN + 500 Kbps
CAN
Interface
PC
Serie RX 9600 bps
CLUSTER
CAN – 500 Kbps
Estimulos por niveles de tensión
12 V
12 V
Función del vehículo a emular
12 V
0V
Función del vehículo a emular
C
L
U
S
T
E
R
Diagnostico del nivel de combustible
Depósito
de combustible
CPU
Emular niveles de combustible
12 V
145 ohms
Emular depósito vacío
12 V
84.1 ohms
CPU
Emular depósito mitad
12 V
22 ohms
CLUSTER
Emular depósito lleno
Control tarjeta de relés
Test de las entradas que se activan con 12 V ó 0 V
Driver
“Custom”
Tarjeta
multifunción
12 V
Bit 3
Bit 0
Bit 1
Bit 2
12 V
RST
Out 7
SCLK
SCLK
Out 0
Out 1
RST
SI
GND
GND
Vpwr
GND
GND
SO
SIOE
VDD
Out 6
SI
SIOE
Out 5
SFS
Out 2
Out 4
Out 1
C
L
U
12 V S
T
E
R
Registro de desplazamiento serie-paralelo y driver de potencia
Al siguiente Driver (4 drivers en serie)
Test del nivel de combustible
Tarjeta
multifunción
12 V
145 ohms
Bit 3
Bit 0
Bit 1
Bit 2
RST
SCLK
SI
SO
Out 7
Out 0
Out 6
Out 1
SCLK
RST
SI
GND
Vpwr
GND
GND
GND
SO
SIOE
VDD
Out 5
Out 2
Out 4
Out 1
84.1 ohms Al Cluster
SFS
22 ohms
Al siguiente Driver
Activando mas de una salida obtenemos niveles intermedios de combustible
Tensiones Vbat, Vign y Vcrank
Tarjeta
multifunción
12 V
12 Vbat
Bit 4
Bit 5
Bit 6
Bit 7
12 V
12 Vign
12 V
12 Vcrank
C
L
U
S
T
E
R
Bit de repuesto
Algunas funciones requieren activar-desactivar estas tensiones independientemente
E
S
Q
U
E
M
A
Esquema
eléctrico
E
L
E
C
T
R
I
C
O
La tarjeta de relés
La tarjeta multifunción
de Plant Link S.L
www.plantlinksl.com
Conversor de niveles CMOS / TTL
Comunicaciones CAN 500 Kpbs
Conexión entre tarjetas
Conexiones externas
Conexión con el
Cluster mediante
un conector DB50
Puerto serie del PC
Alimentación 12 V
Interruptor general
Apariencia final
El Software
El software
Labview 6.1 estandar
de Visteon.
Todas las funciones se
activan por software.
Un solo cable para comunicar
con el sistema.
Software. Labview 6.1
Software. Pantalla principal
Software. Ayuda
Software. Selección del modelo a diagnosticar
Software. Ford Focus
Software. Ford Fiesta
Software. Renault Megane
Conclusión
El definir de manera
precisa el objetivo de
un proyecto supone
el éxito del mismo.
Resultados
Actualmente existen cuatro unidades
operativas y los resultados están siendo
excelentes.
Planta de Visteon en Chihuahua, Mexico
Planta de Ford en Almusaffes, Valencia.
Planta de Ford en Colonia, Alemania.
Planta de Visteon en Cadiz, Laboratorio de
Garantía.
Agradecimiento especial
Al Profesor Dr.
Joaquín Moreno Marchal
Por la búsqueda
de la perfección
Gracias por vuestra asistencia
y atención