escanerobd2b

SUMARIO

11Sumario

CAPÍTULO 1: CARACTERÍSTICAS DEL S ISTEMA 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: US O 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

S ECUNDARIA 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

sumario.qxd 2/8/11 9:32 AM Página 1

Electrónica del Automóvil

22 Editorial

Director Ing. Horacio D. Vallejo

ProducciónJosé María Nieves

Autor de este Tomo de Colección:Ing. Horacio D. Vallejo

Selección y Coordinación:Ing. Luis Horacio Rodríguez

EDITORIAL QUARK S.R.L.

Propietaria de los derechos en castellano de la publicación men-sual SABER ELECTRÓNICA - Herrera 761 (1295) - CapitalFederal - Buenos Aires - Argentina - T.E. 4301-8804

Administración y NegociosTeresa C. Jara

Patricia Rivero RiveroMargarita Rivero Rivero

StaffLiliana Teresa Vallejo

Mariela VallejoDiego VallejoFabian Nieves

Luis Alberto Castro RegaladoJosé Luis Paredes Flores

Sistemas: Paula Mariana VidalRed y Computadoras: Raúl Romero

Video y Animaciones: Fernando FernándezLegales: Fernando Flores

Contaduría: Fernando DucachTécnica y Desarrollo de Prototipos:

Alfredo Armando Flores

Atención al ClienteAlejandro Vallejo

[email protected]

Internet: www.webelectronica.com.ar

Publicidad:Rafael Morales

[email protected]

Club SE:Grupo Quark SRL

[email protected]

Editorial Quark SRLHerrera 761 (1295) - Capital Federal

www.webelectronica.com.mx

La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las no-tas firmadas. Todos los productos o marcas que se mencio-nan son a los efectos de prestar un servicio al lector, y no en-trañan responsabilidad de nuestra parte. Está prohibida lareproducción total o parcial del material contenido en estarevista, así como la industrialización y/o comercializaciónde los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados tex-tos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autoriza-ción por escrito de la Editorial. Marzo 2011.

Impresión: Talleres Babieca - México

Este es el tercer volumen de la colección Club SaberElectrónica orientado a la electrónica automotriz, más específica-mente, a explicar el funcionamiento y el empleo de una interfasepara 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 trabajarcon 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 sonlas computadoras secundarias, qué se puede hacer con un escánero una interfase para OBD II y qué programas podemos emplearpara 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 unacomputadora de a bordo, videos sobre reparación, un curso comple-to de mecánica automotriz y más de 15 programas para detectar yborrrar códigos de error, realizar test de prueba, ajustes, etc.

En suma, creemos que es más importante el contenido del CDque el propio texto que Ud. está leyendo, sin embargo, tambiénestamos seguros que esta obra representa un material importantede lectura y que sirve como guía de capacitación para todo mecá-nico y/o electrónico que desee profundizar sus conocimientossobre OBD II.

¡Hasta entonces!

SOBRE EL CD Y SU DESCARGA

Ud, podrá descargar de nuestra web el segundo CD sobre “Escánersy Computadoras de A Bordo”, que posee textos, cursos, enciclopedias,videos, guías de reparación, programas, manuales de servicio, etc.Para realizar la descarga deberá ingresar a nuestra web: www.webe-lectronica.com.mx, tendrá que hacer clic en el ícono password eingresar la clave “OBD23”. Tenga este texto cerca suyo ya que se lehará una pregunta aleatoria sobre el contenido para que pueda iniciarla descarga.

EditorialDel Editor al Lector

Editorial 2/8/11 9:36 AM Página 2

INTRODUCCIÓN

CAN (Controller Area Network) es un proto-colo de comunicaciones desarrollado por lafirma alemana Robert Bosch GmbH, basadoen una topología bus para la transmisión demensajes en ambientes distribuidos, que ofre-ce una solución a la gestión de la comunica-ción entre múltiples CPUs (unidades centralesde proceso) y que se utiliza en automóvilespara 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 economizala tarea de comunicar subsistemas de diferen-tes fabricantes sobre una red común o bus.

* El procesador anfitrión (host) delega lacarga 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, reduceconsiderablemente el cableado y eliminalas conexiones punto a punto, exceptoen 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 informaciónque se va a intercambiar se descompo-

ne en mensajes, a los cuales se les asigna unidentificador y se encapsulan en tramas parasu transmisión. Cada mensaje tiene un identi-ficador único dentro de la red, con el cual losnodos deciden aceptar o no dicho mensaje.Dentro de sus principales características seencuentran:

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-

neasDistinción 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 1CARACTERÍSTICAS 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 lasnecesidades existentes en el área de la auto-moción. La Organización Internacional para laEstandarización (ISO, InternationalOrganization for Standarization) define dostipos 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); yuna red de baja velocidad tolerante a fallos(menor o igual a 125kbps), bajo el estándarISO 11519-2/ISO 11898-3, dedicada a lacomunicación de los dispositivos electrónicosinternos de un automóvil como son control depuertas, techo corredizo, luces y asientos.

El sistema CAN se basa en un protocolo decomunicaciones serie que soporta control dis-tribuido en tiempo real con un alto nivel deseguridad y multiplexación.

El establecimiento de una red CAN parainterconectar los dispositivos electrónicosinternos de un vehículo tiene la finalidad desustituir o eliminar el cableado. En una redCAN las unidades de procesamiento, los sen-sores, los sistemas antideslizantes, etc. seconectan a velocidades de transferencia dedatos de hasta 1Mbps.

La arquitectura de protocolos CAN, deacuerdo al modelo de referencia OSI (OpenSystems Interconnection: Modelo de interco-nexión de sistemas abiertos), incluye trescapas: física, de enlace de datos y aplicación,además de una capa especial para gestión ycontrol del nodo llamada capa de supervisor.

Capa física: En esta parte de la arquitectu-ra se definen las características que deberáreunir el hardware, es decir, los aspectos delmedio físico para la transmisión de datos entrenodos de una red CAN, los más importantesson niveles de señal, representación, sincroni-zación y tiempos en los que los bits se trans-fieren al bus. La especificación del protocoloCAN no define una capa física, sin embargo,los estándares ISO 11898 establecen lascaracterísticas 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 almedio, además debido a que una red CANbrinda soporte para procesamiento en tiemporeal a todos los sistemas que la integran, elintercambio de mensajes que demanda dichoprocesamiento requiere de un sistema detransmisión a frecuencias altas y retrasos míni-mos. En redes multimaestro, la técnica deacceso al medio es muy importante ya quetodo nodo activo tiene los derechos para con-trolar la red y acaparar los recursos. Por lotanto la capa de enlace de datos define elmétodo de acceso al medio así como los tiposde tramas para el envío de mensajes

Cuando un nodo necesita enviar informa-ción a través de una red CAN, puede ocurrirque varios nodos intenten transmitir simultáne-amente. CAN resuelve lo anterior al asignarprioridades mediante el identificador de cadamensaje, donde dicha asignación se realizadurante el diseño del sistema en forma denúmeros binarios y no puede modificarse diná-micamente. El identificador con el menornúmero binario es el que tiene mayor priori-dad.

El método de acceso al medio utilizado esel de Acceso Múltiple por Detección dePortadora, con Detección de Colisiones yArbitraje por Prioridad de Mensaje(CSMA/CD+AMP, Carrier Sense MultipleAccess with Collision Detection and ArbitrationMessage Priority). De acuerdo con este méto-do, los nodos en la red que necesitan transmi-tir información deben esperar a que el bus estélibre (detección de portadora); cuando se cum-ple esta condición, dichos nodos transmiten unbit de inicio (acceso múltiple). Cada nodo lee elbus bit a bit durante la transmisión de la tramay comparan el valor transmitido con el valorrecibido; mientras los valores sean idénticos,el nodo continúa con la transmisión; si sedetecta una diferencia en los valores de losbits, se lleva a cabo el mecanismo de arbitra-je.

El protocolo CAN establece dos formatosde tramas de datos (data frame) que difierenen la longitud del campo del identificador, lastramas estándares (standard frame) con un


44 Escáners e Interfases OBD II


identificador de 11 bits definidas en la especifi-cación CAN 2.0A, y las tramas extendidas conun identificador de 29 bits definidas en la espe-cificación CAN 2.0B.

Para la transmisión y control de mensajesCAN, se definen cuatro tipos de tramas: dedatos, remota (remote frame), de error (errorframe) y de sobrecarga (overload frame). Lastramas remotas también se establecen enambos formatos, estándar y extendido, y tantolas tramas de datos como las remotas seseparan de tramas precedentes medianteespacios entre tramas (interframe space).

Un controlador CAN debe contar con lacapacidad de detectar y manejar los erroresque surjan en una red. Todo error detectadopor un nodo, se notifica inmediatamente alresto de los nodos.

Capa de supervisor: La sustitución delcableado convencional por un sistema de busserie presenta el problema de que un nododefectuoso puede bloquear el funcionamientodel sistema completo. Cada nodo activo trans-mite una bandera de error cuando detectaalgún tipo de error y puede ocasionar que unnodo defectuoso pueda acaparar el medio físi-co. Para eliminar este riesgo el protocolo CANdefine un mecanismo autónomo para detectary desconectar un nodo defectuoso del bus,dicho mecanismo se conoce como aislamientode fallos.

Capa de aplicación: Existen diferentesestándares que definen la capa de aplica-ción; algunos son muy específicos y estánrelacionados con sus campos de aplica-ción. Entre las capas de aplicación másutilizadas cabe mencionar CAL, CANopen,DeviceNet, SDS (Smart DistributedSystem), OSEK, CANKingdom.

Habiendo definido las característicasde un sistema CAN estamos en condicio-nes de analizar el formato de los mensajesen este sistema.

LOS MENSAJES CAN

Para entender mejor cómo funcionan lasredes CAN (figura 1), es necesario compren-der la estructura que componen los mensajesque se envían a través del bus. Aprovechandoel trabajo de Raúl Milla Pérez (www.arcan.es)ilustraremos con la mayor claridad posible laestructura de un mensaje CAN.

Existen dos tipos de mensajes CAN que sedistinguen únicamente por la longitud delIdentificador “Identifier”. En el caso delFormato Estandar “Standard Message Format”son 11 bits, mientras que para el FormatoExtendido (Extended Message Format) son 29bits.

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 capasuperior software, la capa “Selección”, la quese encarga de saber si el mensaje le concier-ne o no, y lo sabe gracias al Identificador. Estoes una característica tan curiosa como poten-te desde mi punto de vista, y es que en una redCAN un mismo mensaje puede ser recibidopor varios.

En la figura 2 podemos observar los distin-tos campos de un mensaje CAN.

Vamos a describir los distintos campos quecomponen el mensaje:

“Start of Frame” este bit se encarga deavisar 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 bitdominante “0”.


55Capítulo 1

Figura 1


“Arbitration Field” consta del identificadordel mensaje, 11 bits, y un bit de control adicio-nal (RTR). Cuanto más bajo sea el valor delIdentificador más prioridad tendrá el mensaje.

Durante la transmisión de este campo, elemisor comprueba en cada bit si todavía estáautorizado para emitir o si está emitiendo otrodispositivo con un mensaje de mayor priori-dad. El bit RTR indica si el mensaje contienedatos (RTR=0) o si se trata de una tramaremota sin datos (RTR=1). Una trama de datossiempre tiene una prioridad más alta que unatrama remota. La trama remota se empleapara solicitar datos a otras unidades o bienporque se necesita para realizar un chequeo.

“Control Field” Este campo informa sobrelas características del “Data Field”, se compo-ne por un primer bit “IDE”, que indica qué tipode mensaje es, “0” para una trama estándar y“1” para una trama extendida. Después un bitreservado y los cuatro últimos contienen la lon-gitud en Bytes del campo de datos “DataField”.

“Data Field” en este campo se encuentrala información que puede variar entre 0 y 8Bytes. Un mensaje de longitud 0 puede emple-arse para la sincronización de procesos distri-buidos.



Figura 2


“CRC Field” Es un código de 15 bits paraverificar posibles errores de transmisión, estábasado 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 trasmitidoscomo recesivos “1”. Todos los dispositivos queverifican el CRC modifican el primer bit delcampo ACK por uno dominante “0”, de formaque el periférico que está todavía transmitien-do reconoce que al menos algún dispositivo harecibido el mensaje correctamente. De no serasí, el emisor interpreta que su mensaje pre-senta algún error.

“End of Frame” Este campo indica el finaldel mensaje con una cadena de 7 bits recesi-vos “1”. Puede ocurrir que en determinadosmensajes se produzcan largas cadenas deceros o unos, y que esto provoque una pérdi-da de sincronización entre los dispositivos.CAN resuelve esta situación insertando un bitde diferente polaridad cada cinco bits iguales:cada cinco “0” se inserta un “1” y viceversa. Eldispositivo que utiliza el mensaje, descarta unbit posterior a cinco bits iguales. Estos bitsreciben el nombre de bit stuffing.

Como podemos ver, el mensaje en FormatoEstándar se compone de 130 bit, y es necesa-rio un mecanismo para evitar el envío de men-sajes erróneos, para este fin se encuentra elcampo CRC, pero existe otro mecanismo queme ha parecido muy curioso, el propio emisorrecibe también el mensaje a la vez que loenvía, y lo va comparando; si por alguna cir-cunstancia no coincide, activa un flag de errory detiene la transmisión durante 12 bits.

En este tiempo todos los demás dispositi-vos activan también el flag de error, el objetivode esta ventana temporal es permitir la sincro-nización de todos los elementos. Una veztranscurridos los 12 bits, el emisor vuelve aenviar el mensaje.

¿Qué pasa si el error en la recepción delmensaje es permanente?

La respuesta “sería” que el sistema se blo-quearía, pero no es así, CAN ha pensado enesto, y está dotado de un mecanismo capaz dedistinguir entre anomalías ocasionales y ano-malías permanentes mediante una evaluaciónestadística de las situaciones de error.

MÁS SOBRE FORMATOS EN MENSAJES CAN

La norma ISO 15765-4 (CAN) define variostipos de mensajes que se usan en sistemas dediagnóstico. Corrientemente, hay 4 principalesque 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 dedatos y un byte PC I (Protocol ControlInformation, o Información de Control deProtocolo). El byte PC I siempre es el primerode todos, y dice cuántos bytes de datossiguen. Si está activada la opción CAF1 (CANAuto Formatting), entonces el ELM327 crearáeste byte cuando transmita y lo eliminarácuando reciba (si los encabezamientos estánhabilitados, siempre lo verá).

Si desactiva la opción (CAF0), se esperaque provea todos los bytes de datos a enviar.En sistemas de diagnóstico, esto significa elbyte PCI y los bytes de datos. El ELM327 nomodificará sus datos de ninguna manera,excepto agregar bytes extra de relleno paraasegurar que siempre mande tantos bytes dedatos como se requieran (8 para ISO 15765).No necesita poner la opción Allow Long (ATAL) para enviar 8 bytes, ya que el CI lo hacepara Ud .

Se usa un mensaje FF para decir que estápor enviarse un mensaje multicuadro, y le diceal receptor cuántos bytes de datos esperar.


77Capítulo 1


El descriptor de longitud se limita a 12 bits,de modo que se pueden recibir un máximo de4095 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 usapara determinar el orden cuando se reagrupanlos datos. Se espera que si un mensaje estu-viera corrupto, podría estar desarreglado enunos pocos paquetes, pero no más de 16, demodo que un solo dígito normalmente es másque adecuado. Como vimos antes, el númerode serie de un vehículo es una respuesta mul-ticuadro:

>09020140: 49 02 01 31 44 341: 47 50 30 30 52 35 352: 42 31 32 33 34 35 36

En este ejemplo, la línea que comienza con0: es el mensaje FF. La longitud (014) fueextraída del mensaje por el ELM327 e impresaen la primera línea como se muestra. A conti-nuación de la línea FF vienen dos CFs (quecomienzan con 1: y 2:). Para aprender másdetalles del formateo exacto, puede quererenviar un pedido como el anterior, luego repe-tir el mismo pedido con los encabezamientoshabilitados (AT H1). Esto mostrará los bytesPCI que se usan realmente para enviar estoscomponentes del mensaje total.

El cuadro FC es uno con el cual Ud. nor-malmente no tiene que tratar. Cuando se envíaun mensaje FF como parte de una respuesta,el ELM327 debe decirle al transmisor algunascosas técnicas (tales como cuánto demorarentre cuadros consecutivos (CF), etc.) y lohace respondiendo inmediatamente con unmensaje FC. Estos se predefinen mediante lanorma ISO 15765-4, de modo que se puedaninsertar automáticamente. También se pueden“generar mensajes FC a medida”, tema queveremos más adelante.

Si se detecta un cuadro FC mientras semonitorea, se mostrará la línea con “FC:”antes de los datos, para ayudarle a decodificarla información. Hay un tipo final de mensaje

que se informa ocasionalmente, pero no essoportado por la norma de diagnóstico. Lanorma CAN permite la transmisión de un pedi-do de datos sin enviar ningún dato en el men-saje pedido. Para asegurar que el mensaje sevea como tal, el transmisor también pone unabandera 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 RTRmientras monitorea. Esto se muestra mediantelos caracteres RTR donde normalmente apa-recerían los datos, pero sólo si está desactiva-do el Autoformateo CAN, o están habilitadoslos encabezamientos. A menudo, cuando semonitorea un sistema CAN con una velocidadde transferencia incorrecta, se pueden verRTRs. Note que el sistema CAN es bastanterobusto con varios métodos de detección deerrores en acción, de modo que durante latransmisión normal de datos raramente veráalgún error. Sin embargo, cuando se monitore-an los buses, puede ver errores (especialmen-te si el ELM 327 está puesto en una velocidadde transferencia incorrecta). Como ayuda parael diagnóstico, cuando ocurren errores, el CIimprimirá todos los bytes (sin importar a quéCAF esté puesto), seguido del mensaje “<RXERROR”.

ALTERACIÓN DE LOS

MENSAJES DE CONTROL DE FLUJO

La norma ISO 15765-4 (CAN) proporcionasólo 8 bytes de datos por cuadro de datos. Porsupuesto, hay muchos casos en los que losdatos que hay que enviar son más largos que8 bytes, y CAN ha previsto esto permitiendoque los datos se separen en segmentos yluego se recombinan en el receptor.

Para enviar uno de estos mensajes multilí-nea, el transmisor en un sistema CAN enviaráun mensaje FF, y luego esperará una respues-ta del receptor. Esta respuesta, llamada men-saje FC contiene información relacionada conla temporización aceptable del mensaje, etc.,y se requiere que se envíe antes de que eltransmisor envíe más datos. Para la ISO15765-4, el tipo de respuesta está bien defini-




do, y nunca cambia. El ELM327 enviará auto-máticamente esta respuesta FC mientras estéhabilitada la opción CAN FC (CFC 1), que espor defecto.

Varios usuarios han pedido que demos másflexibilidad sobre los datos enviados en elmensaje FC, y con la v 1.1 hemos proporcio-nado un medio para hacerlo. A fin de cambiarcómo responde el ELM 327 cuando se necesi-ta enviar un mensaje FC, Ud. necesita cambiarlos “modos” del Control de Flujo (FC). Elnúmero 0 es el modo de FC por defecto. Encualquier momento mientras Ud. está experi-mentando, si Ud. desea restaurar las respues-tas del Control de Flujo automático (para ISO15765-4), simplemente ponga el modo en 0:

> AT FC SM 0OK

Esto restaurará inmediatamente las res-puestas a sus valores por defecto.

Se ha suministrado el Modo 1 para los quenecesitan un control completo de sus mensa-jes de Control de Flujo. Para usarlo, simple-mente defina el CAN ID (encabezamiento) ylos bytes de datos que Ud. pide que se envíenen respuesta a un mensaje FF. Si Ud. trata deponer 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 7E8OK

> AT FC SD 00 11 22OK

Luego puede establecer el modo:

> AT FC SM 1OK

De aquí en más, cada mensaje FF recibidose responderá con el mensaje a medida queUd. ha definido (7E8 00 11 22 en este ejem-

plo). El modo final corrientemente soportadopermite al usuario establecer los bytes dedatos que se han de enviar, pero no los bits ID.Los bits ID (bytes de encabezamiento) en elmodo 2 son los mismos que los que fueronrecibidos en el mensaje FF, o sea, sin cambio.Para usar este modo, primero defina sus bytesde datos, luego active el modo:

> AT FC SD 00 11 22OK

> AT FC SM 2OK

Para la mayoría de la gente, habrá pocanecesidad de manipular estos mensajes FC,dado que las posiciones por defecto estándiseñadas para trabajar con las normas CANOBD. Si desea experimentar, estos comandosespeciales AT ofrecen ese control para Ud. Latabla 1 resumen los modos corrientementesoportados:

–––––––––––––––––––––––––––––––––Modo El ELM327 El usuarioFC provee provee

0 Bits ID Sin ValoresBytes de Datos

1 Sin Valores Bits IDBytes 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 transmisiónbroadcast, es decir, un elemento envía unmensaje a través del bus a todos los compo-nentes, y estos se encargan de saber si lainformación del mensaje le es útil o no. Si elmensaje 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 observarque la “Unidad de control 2”, envía el mensajeque tenía almacenado en memoria al bus, y


99Capítulo 1


todas las demás unidades ven ese mensaje asus 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 lainformación que se va a intercambiar, se des-compone en mensajes, a los cuales se lesasigna un identificador y se encapsulan en tra-mas para su transmisión, este ID o identifica-dor es el que consigue que el nodo puedasaber si el mensaje le será útil.

Es muy interesante saber que laOrganización Internacional para laEstandarización (ISO, InternationalOrganization for Standarization) define dostipos de redes CAN: red de alta velocidad,bajo el estándar ISO 11898-2, y red de bajavelocidad, bajo el estándar ISO 11519-2/ISO11898-3.

Para finalizar, en la figura 3 se grafica laestructura de un BUS 2003 a 2011 para lamarca Audi.



Figura 3


Hace casi 2 años que en Saber Electrónicapublicamos artículos sobre electrónica auto-motor en la sección que denominamos “AutoEléctrico”. Así, mes a mes, hemos explicadoque el circuito integrado ELM 327, de laempresa ELM Electronics constituye una ver-dadera interfase multiprotocolo con el cual esposible montar un escáner OBD II cuando seconecta dicho integrado (o una interfase arma-da con él) a una computadora tipo PC y se eje-cutan los programas apropiados como el ScanMaster o el Scan Tool. A través de las diferen-tes ediciones y de dos tomos del Club SEpublicados sobre el tema (Tomos de colecciónNº 58 y Nº 65) ha llegado la hora de “por fin”armar su propia interfase para poder realizar eldiagnóstico a bordo de un automóvil.Aclaramos que los datos vertidos en este artí-culo son en base a los circuitos integradosfabricados por ELM Electronics y que al haberprobado varios clones, NO NOS HACEMOS

RESPONSABLES siemplea circuitos no origi-nales. Al respecto debe-mos aclarar que a la fechade publicación de esteartículo NO EXISTE la ver-sión v1.5 de este integra-do y que trabajaremos enbase a la versión v1.4b.

Proponemos el armadode un circuito que permitaconectar a la computadorade a bordo de un vehículocompatible con OBD II conuna computadora tipo PCa la que le instalaremos unprograma que permitadecodificar los datos reci-bos desde el vehículo. La

norma SAE J1962 dice que todos los vehícu-los compatibles con OBD deben proveer unconector normalizado cerca del asiento delconductor y a dicho conector colocaremosnuestro circuito. El circuito descrito aquí sepuede usar para aplicar a un conector OBD IIbajo norma J1962 sin modificación a su vehí-culo.

INTRODUCCIÓN

Dado que en la revista Saber Electrónicapublicamos diferentes artículos relacionadoscon el sistema de diagnóstico a bordo, dare-mos a continuación algunos conceptos sintéti-cos para luego poder abordar los conceptosque nos permitan construir nuestra interfase.

El circuito descrito aquí se puede usar paraaplicar a un conector OBD II bajo norma J1962

1111Capítulo 2

MONTAJE DE UNA INTERFASE OBD II CON ELM 327

Capítulo 2MONTAJE 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 sistemasde 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 escaneoexterno.

En 1996 nace el primer sistema deDiagnóstico A Bordo normalizado (OBD).

Desde 2005 TODOS los vehículos debencontar con un sistema de cómputo a bordo queposea un puerto de comunicacionesnormalizado con OBD II.

La comunicación entre computado-ra de a bordo y periféricos dentro delvehículo se realiza en función del pro-tocolo elegido por el fabricante.

OBD Y OBD II

La primera norma implantada fue laOBD I en 1988, donde se monitoriza-ban los parámetros de algunas partesdel 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), denominadaCheck Engine o Service Engine Soon, paraque se iluminara y alertara al conductor delmal funcionamiento y de la necesidad de unservicio de los sistemas de control de emisio-nes.

OBD-II: “On-Board Diagnostics IIGeneration” o “Segunda Generación deDiagnósticos a Bordo”, es un sistema basadoen la informática que se incorpora en todos losvehículos menores y camiones del año 96 enadelante 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 conductorcon una luz en el tablero, conocida como“Check Engine” o también “MIL” (MalfunctionIndicator Light).

Este sistema protege al medio ambiente asícomo al usuario y/o dueño del vehículo, avi-sando desde que la falla es leve, y los costosde reparación serán más bajos.

EOBD: “European On-Board DiagnosticEOBD” es un estándar definido por laComunidad Europea. El beneficio de esteestándar es dar a las autoridades una herra-



Figura 1


mienta para controlar las emisiones de gasesde los vehículos.

El estándar EOBD ha sido implementadoen los vehículos con motores a gasolina en laComunidad Europea desde enero de 2001(EU directive 98/96/EC).

Para vehículos Diesel y a Gas Natural, laaplicación de estas normas se programó paraantes del 2005.

El Estándar EOBD incluye 5 protocolos decomunicación diferentes, estos son: ISO 9141-2, ISO 14230¬4 (KWP2000), SAE J1850 VPW,SAE J1850 PWM e ISO 15765-4 CAN. Parasaber si el vehículo está dotado de un sistemade diagnóstico a bordo, cuando da arranque ocontacto a su vehículo, en el tablero la luz"Service Engine Soon" o "Check Engine"debería encenderse brevemente. Esto indicaque el sistema está listo para revisar que suvehículo esté funcionando bien. Al estar la luzapagada, y mientras usted conduce el vehícu-lo sin ninguna señal de parte de ésta, significaque el vehículo está funcionando bien. En elcaso de que el vehículo presentara algunafalla, éste acusa la situación mediante esta luz.El sistema OBD le puede ayudar a ahorrartiempo, 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 delaño 1996 deben ser compatibles con OBD-II.

La Comunidad Europea adoptó los mismostérminos a partir del año 2000 para los vehícu-los con motor a gasolina (nafta), y a partir delaño 2003 para los vehículos con motoresDiesel.

Un vehículo compatible con OBD-II puedeusar cualquiera de los siguientes protocolosentre computadora y sus periféricos:

J1850 PWM J1850 VPWISO9141

ISO14230 (también conocido comoProtocolo Clave 2000).

CAN (ISO15765/SAE J2480).

Los fabricantes de automóviles no fueronautorizados para utilizar el protocolo CANhasta los modelos del año 2003.

El protocolo de diagnóstico para OBD-II esSAE 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 sólomaneja este protocolo se comunicará con lacomputadora mas NO con los microcontrola-dores periféricos.

Si el escáner es multiprotocolo, puedeobtener los datos del vehículo enviados a laECU con dichos protocolos. Si se trata de unainterfase a conectar en la computadora, es elprograma que corre en la computadora el quedebe realizar el diagnóstico.

Hay programas de uso libre y otros conlicencia.

CONECTOR OBD II

En la figura 1 podemos observar un conec-tor OBD II y sus conexiones. Note que dichoconector muestra los pines empleados paratodos los protocolos mencionados, por lo quedebe tener en cuenta que cada computadorade a bordo tendrá las conexiones de acuerdocon el protocolo que utilice mientras que unescáner multiprotocolo deberá tener todas lasconexiones mencionadas en la figura.

En la figura 2 tenemos tablas que nos indi-can cuáles serán las conexiones presentes enlos pines del conector OBD II de acuerdo conel protocolo empleado.

Como dato complementario, para lascomunicaciones ISO, el pin 15 (L-line) nosiempre debe estar presente. El Pin 15 se usóantes en autos con ISO/KWP2000 para activar

1313Capítulo 2



o despertar la ECU antes de la comunicaciónpuede comenzar en el pin 7 (K-Line). Mástarde los vehículos tendían a utilizar solamen-te el Pin 7 (K-Line) para comunicarse.

En la figura 3 podemos ver un mapa de laubicación de conector (DLC) donde se divideel tablero del vehículo en áreas enumeradaspara su mejor entendimiento. Cada área enu-merada representaun lugar específicodonde los distintosfabricantes instalanel Conector deDatos. Las ubica-ciones 1, 2 y 3 secaracterizan por serlas áreas preferidaspara la instalacióndel DLC, mientrasque las restantes 4,5, 6, 7 y 8 seencuentran en otrasubicaciones deacuerdo a losrequerimientos dela EPA. Cuando elconector seencuentra en lasubicaciones 4 hasta

8 los fabricantes deben indicar con una etique-ta en las ubicaciones 1, 2 o 3 que el conectorse encuentra en otro lado.

Ubicación #1: En esta posición, el conec-tor de datos se encuentra justo debajo de lacolumna de dirección (o aproximadamente150mm a la derecha o a la izquierda de ésta).Dividiendo la parte inferior del tablero del vehí-



Figura 3

Figura 2


culo en tres partes, este se encuentra en laparte del centro.

Ubicación #2: Esta posición es la que seencuentra bajo el tablero del vehículo, entre lapuerta del conductor y la columna de direc-ción. Dividiendo la parte inferior del tablero delvehículo en tres partes, éste se encuentra enla parte del lado izquierdo.

Ubicación #3: Esta ubicación es la que seencuentra bajo el tablero del vehículo, entre lacolumna de dirección y la consola central.Dividiendo la parte inferior del tablero del vehí-culo en tres partes, éste se encuentra en laparte del lado derecho.

Ubicación #4: La posición del conector dedatos en esta ubicación está en la parte supe-rior del tablero del vehículo, entre la columnade dirección y la consola central.

Ubicación #5: La posición del conector dedatos en esta ubicación está en la parte supe-rior del tablero del vehículo, entre la columnade dirección y la puerta del conductor.

Ubicación #6: Esta ubicación presenta elconector de datos en el lado Izquierdo de laconsola central del vehículo.

Ubicación #7: Esta ubicación presenta elconector de datos del vehículo 300mm a laderecha de la línea central del vehículo, en laconsola central del mismo, hacia el lado acom-pañante.

Ubicación #8: Acá se puede encontrar elconector de datos del vehículo en la parte infe-rior de la consola central del vehículo, estopuede ser en el lado derecho o izquierdo sinespecificarse. Esto no incluye la parte de laconsola central que se extiende hacia la partetrasera del Vehículo. (Ver Ubicación #9).

Ubicación #9: Esta ubicación no se mues-tra en el diagrama, y representa cualquier otraposición que se pueda dar en un vehículo, lacual es menos frecuente pero sin embargoalgún fabricante la puede utilizar. Por ejemplo,el conector se puede encontrar también en elárea de pasajeros de la parte trasera del vehí-culo, o en el descansa brazos del conductor.

El protocolo de diagnóstico para OBD-II esSAE J1979. Un mensaje o requerimiento dediagnóstico tiene un máximo de 7 Bytes dedatos. El primer Byte a continuación delEncabezado o Header es el Modo de Test.Este también es llamado el identificador deservicio (SID o PID). Los siguientes Bytes varí-an dependiendo del modo de Test Específico.

Como mencionamos en otro artículo deesta edición, hay varios Modos de Test deDiagnóstico, de los cuales destacamos lossiguientes:

Modo $01 - Solicitar Diagnóstico de Datosdel Tren de Poder - Este modo da acceso a laemisión de datos actuales, incluyendo entra-das y salidas tanto análogas como digitales,así como información del estado del sistema.

Modo $02 - Solicitar Diagnóstico de DatosFreezeFrame del Tren de Poder - Este mododa acceso a información de la emisión dedatos actuales en FreezeFrame. UnFreezeFrame consiste en la entrega de datoscolectados en un evento específico como porejemplo alguna falla en el motor.

Modo $03 - Solicitar Diagnóstico deCódigos de Error - El propósito de este servi-cio es de habilitar un accesorio externo paraobtener las emisiones de códigos de error con-firmados.

Modo $04 - Limpiar-Eliminar Informaciónsobre los Códigos de Error - El propósito deeste servicio es proveer los medios para unequipo externo de análisis para poder eliminarla información relacionada con los Códigos deError de la ECU del Vehículo.

Modo $05 - Solicitar los Resultados delMonitoreo de los Sensores de Oxígeno - Esteservicio permite acceder a los resultados delmonitoreo de los Sensores de Oxígeno.

Modo $06 - Solicitar Resultados deMonitoreo a bordo para los Sistemas deDiagnóstico No Continuos - Este servicio daacceso a los resultados para los Monitoreos abordo de Componentes o Sistemas que no sonmonitoreados constantemente. Por ejemplo, el

1515Capítulo 2





Figura 4


monitoreo del Catalizador o el sistema deEmanación de Gases.

Modo $07 - Solicitar Resultados deMonitoreo A Bordo para los Sistemas deDiagnóstico Continuos - A través de este servi-cio, el equipo de diagnóstico externo, puedeobtener los resultados para los Componenteso Sistemas del Tren de Poder que son cons-tantemente monitoreados durante la conduc-ción en condiciones normales.

Modo $08 - Solicitar el control del SistemaA Bordo, Testeo o Componentes - Este servi-cio habilita a un equipo externo de testeo paracontrolar la operación del Sistema A Bordo,Testeo o Componentes.

Modo $09 - Solicitar Información delVehículo - Este servicio da acceso a informa-ción específica del Vehículo como el Númerode Identificación del Vehículo e ID deCalibración.

FUNCIONAMIENTO Y

CONSTRUCCIÓN DE LA INTERFASE

El circuito de la figura 4 muestra cómo sepodría usar típicamente el ELM 327 para laconstrucción de una interfase lectora de códi-gos DTC o códigos de error. La alimentacióndel circuito se obtiene del vehículo a través delas 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 vehículoshan sido informados que no poseen la pata 5;en ese caso, use la pata 4 en vez de la 5). Elregulador alimenta varios puntos del circuitoasí como un LED (para la confirmación visualde que está presente la potencia). Hemosmostrado un regulador 78L05 que limita lacorriente disponible a 100mA, lo cual es unvalor seguro para experimentar. La interfazCAN es un circuito de baja impedancia, y si sehacen transmisiones constantes en CAN estetipo de regulador puede ocasionar LV Resets oposiblemente se apague por la sobre-tempera-tura. Si sufre esos problemas, podría usar unregulador 7805 de 1A.

La esquina izquierda superior del circuitode la figura 4 muestra el circuito de interfazCAN. No aconsejamos hacer su propia interfazusando componentes discretos.

Los buses CAN pueden tener un montón deinformación crítica en ellos y Ud. puede hacermás daño que bien si falla. Recomendamosque use un chip transceptor como se muestraen la figura. El chip MCP 2551 se usa en nues-tro circuito, pero la mayoría de los grandesfabricantes producen CIs de transceptoresCAN específicos.

Mencionemos unos pocos: NXP 82C 251,Texas Intruments SNE5LBC 031, y LinearTechnology LT 1796. Preste atención a loslímites de tensión; según la aplicación, puedetener que tolerar 24V y sólo 12V.

1717Capítulo 2


Lista de Materiales de la Interfase con ELM 327(figura 4)

ResistoresR32, R33= 100ΩR5 = 240ΩR1, R2, R3, R4, R27, R28, R29, R30 = 470ΩR17, R19 = 510Ω 1/2WR16, R18 = 2.2kΩR6, R7, R14, R15, R23, R26, R31 = 4.7kΩR8, R9, R11, R13, R22, R24, R25, R35 = 10kΩR10, R21, R36 = 22kΩR20, R34 = 47kΩR12 = 100kΩ

SemiconductoresD1 = 1N4001D2, D3, D4, D5 = 1N4148

L1, L2, L3, L4 = LED amarilloL5 = LED verdeQ1, Q3, Q5, Q6, Q7, Q9 = 2N3904 (NPN)Q2, Q4, Q8 = 2N3906 (PNP)U1 = ELM327U2 = MCP2551U3 = 78L05 (5V, 100mA, regulator)U4 = 317L (adj. 100mA, regulator)

CapacitoresC1, C2, C5, C6, C7 = 0.1µF x 16VC3, C4 = 27pFC8, C9 = 560pF

VariosX1 = 4.000MHz - cristalRS232, Conector = DB9FIC Base = 28pin 0.3” (or 2 x 14pin)


Posee las conexiones para los protocolosISO 9141 e ISO 14250. Provee dos líneas desalida como lo requieren las normas, perodependiendo de su vehículo, puede que nonecesite usar la salida ISO-L (muchos vehícu-los no requieren esta señal para la iniciación,pero algunos sí, de modo que se muestraaquí).

Si su vehículo no requiere la línea L, sim-plemente deje la pata 22 sin usar. El ELM 327controla ambas salidas ISO a través de lostransistores NPN Q6 y Q7 como se muestra.Estos transistores tienen resistores pull-up de510 ohm conectados a sus colectores, comolo requiere la norma. A menudo nos preguntanpor sustitutos de estos resistores. Si necesitasustituirlos, puede subir hasta 560 ohm ohacer 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 de1/2W dado que un corto a 13,8V produce unadisipación de 0,4W. Los datos se reciben de lalínea K del bus OBD y se conectan a la pata 12después 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 resistoresdarán niveles umbrales típicos de 9,1V (subi-da) y 4,7V (caída), proporcionando una grancantidad de inmunidad contra el ruido mientrasse protege al CI.

La interfaz OBD final mostrada tambiéncontempla las 2 normas J1850. La normaVPW J1850 necesita una fuente de alimenta-ción positiva de hasta 8V mientras que la PWMJ1850 necesita 5V, de modo que hemos mos-



Figura 5


trado una fuente de alimentación de 2 nivelesque puede entregar ambos. Esta doble fuentede alimentación usa un regulador ajustable317L como se muestra, controlada por la pata3 de salida. Con los valores dados de resis-tencia, las tensiones seleccionadas serán de7,5V y 5V, que funcionan bien para la mayoríade los vehículos. Las dos salidas J1850 estánexcitadas por la combinación Q1 - Q2 para elBus + , y Q3 para el Bus -.

La entrada VPW J1850 usa un divisor comoen la entrada ISO. Las tensiones umbrales típi-cas con los resistores mostrados serán de

4,2V (subida) y 2,2V(caída). La entrada PWMJ1850 es un poco diferen-te en el sentido que debeconvertir una entrada dife-rencial a una de termina-ción única para el uso delELM327. En funciona-miento, Q4 en realidad seusa como amplificadordiferencial. El circuito serieQ4 - D3 establece una ten-sión de 1V (para la inmuni-dad contra el ruido) mien-tras que R11 limita el flujode corriente, y R12 man-tiene cortado a Q4 cuandola entrada se deja abierta.

Se ha agregado elresistor R36 al circuito dela figura 4 para ayudar acortar al transistor Q4 rápi-damente en ciertas cir-cunstancias. No esimprescindible, pero es útilsi está conectado a unacapacidad muy alta comola del modo PWM J1850 ysufre algunos falsos BUSERRORs. Mostramos elresistor como una opción yle dejamos la elección desu colocación.

El circuito de monitoreode tensión para el coman-do AT RV se muestra en

este circuital conectado a la pata 2 del ELM327. Los dos resistores simplemente dividen latensión de batería a un nivel seguro para elELM 327, y el capacitor filtra el ruido. Cuandose lo envía, el ELM 327 espera un divisorresistivo como el que se muestra, y establececonstantes nominales de calibración suponien-do eso.

Si su aplicación necesita un rango diferen-te de valores, elija los valores resistivos paramantener la entrada dentro del límite especifi-cado de 0-5 V, y luego realice un AT CV paracalibrar el ELM 327 para su nueva relación del

1919Capítulo 2


Figura 6


divisor resistivo. La máxima tensión que puedemostrar 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 dela computadora de abordo para proveer unavariación de las tensiones RS 232 sin la nece-sidad de una fuente de alimentación negativa.Las conexiones mostradas de las patas de lainterfaz RS 232 son para un conector normali-zado de 9 patas. Si usa una de 25 patas, nece-sitará compensar las diferencias. La polaridadde las patas RS 232 del ELM 327 es tal queson compatibles con los CIs de interfaces nor-malizadas (MAX 232, etc.), de modo que siprefiere una de ellas, Ud. puede sacar todoslos componentes discretos mostrados y usaraquélla. Los 4 leds mostrados (en las patas 25a 28) han sido suministrados como mediovisual de confirmación de la actividad circuital.No son esenciales, pero es lindo ver la reali-mentación visual cuando se experimenta.Finalmente, el cristal mostrado conectadoentre las patas 9 y 10 es un cristal normal de4MHz. Los capacitores de carga del cristal(27pF) son típicos y se pueden seleccionarotros valores según lo que esté especificadopara el cristal que obtenga. La frecuencia delcristal es crítica para la operación del circuito yno debe alterarse. A menudo recibimos pedi-dos de listas de partes que acompañen anuestros circuitos de Aplicaciones de ejemplo.Dado que este circuito es más complejo que lamayoría, hemos numerado y nombrado todoslos componentes y provisto un resumen de lalista de partes. Son sólo sugerencias, ya que siprefiere otro color de Led o tiene otro transis-tor de propósito general a mano, etc., haga elcambio.

Un consejo rápido para aquellos que ten-gan problemas para encontrar un zócaloamplio de 0,3” para el ELM 327: muchos zóca-los de 14 patas se pueden poner extremo conextremo para formar un zócalo de 28 patas de0,3” de ancho.

¿Qué pasa si sólo quiere usar uno de losprotocolos 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 lepermiten conectar un sistema RS 232 directa-mente a USB. Hemos mostrado el CP 2102 deSilicon Laboratories (www.silabs.com) en lafigura 5, pero también hay otros; por ejemplo,Future Technology Devices (www.ftdichip.com)produce varios. Estos CIs proveen una formamuy simple y relativamente barata de “puente-ar” entre RS 232 y USB, y como puede ver,requieren muy pocos componentes parasoportarlos. Si se usa el CP 2102, le adverti-mos que es muy pequeño y difícil de soldar amano, así que esté preparado para eso.También, si provee protección en las líneas dedatos con supresores de tensión transitoria(TVS's), tenga cuidado de cuáles elige, dadoque algunos exhiben una capacidad muy alta yafectarán la transmisión de los datos USB. Elcircuito funcionará a la velocidad de 38400 bitspor seg..

Si quiere aprovechar totalmente la ventajade la velocidad de la interfaz USB, necesitarácambiar PP 0C.

Considerando las partes protocolares OBDde los circuitos de las figura 4 y 5, las diferen-cias deben ser muy claras. Los protocolos queno se usan en la figura 5 tienen sus salidasignoradas, o sea, en circuito abierto, y susentradas conectadas a un nivel lógico conve-niente (las entradas CMOS nunca deben serdejadas flotando).

El circuito mantiene los LEDs de estado y elcircuito del Bus J 1850, pero la mayoría delresto se ha eliminado. El circuito de conmuta-ción de tensión ha sido reducido a un soloregulador de 8V, dado que no hay ningunanecesidad de conmutar a 5V. Note que la pata3 intencionalmente ha sido dejada abierta yaque no es requerida por el regulador de ten-sión.

La primera vez que se usa este circuito,probablemente se ponga en el protocolo 0, elmodo de “búsqueda automática” por defecto(tal como se envía de fábrica). Cuando loconecta a un vehículo VPW J 1850, automáti-camente detectará el protocolo, y si la memo-




ria está habilitada (como se muestra), J 1850VPW se convertirá en el nuevo protocolo pordefecto, sin que se requiera una entrada de suparte. Esto funcionará bien para la mayoría delas aplicaciones, pero si el circuito se usa enun vehículo con la llave desconectada, porejemplo, entonces volverá a buscar un nuevoprotocolo. En general, Ud. no quiere que estosuceda cada vez. Sólo puede ser un inconve-niente menor tener que esperar mientras elELM 327 determina que es incapaz de conec-tar (“UNABLE TO CONNECT”), pero ¿paraqué pasar por eso si no lo necesita?. Si sabeque está usando el circuito en una aplicaciónde sólo J 1850 VPW (protocolo 2), entoncesdebe emitir el comando AT SP 2 la primera vezque se alimente el circuito. De aquí en más,permanecerá en el protocolo 2, falle o no parahacer una conexión.

Según las circunstancias, puede simplificareste circuito aún más, usando la conexiónUSB para obtener 5V para el ELM 327 en ellugar del regulador 78L05 mostrado. Algunosprotocolos (el CAN, por ejemplo), puedentomar más corriente que la que su conexiónUSB puede suministrar, de modo que reviseesto primero.

El conector macho J 1962 (estándar OBDII) tiene que encajar en el conector del vehícu-lo y puede ser difícil de conseguir en algunoslugares. Ud. podría tentarse de hacer sus pro-pias conexiones a la parte trasera del conectorde su vehículo. Al hacerlo, le recomendamos

que no haga nada que comprometa la integri-dad de la red OBD del vehículo. El uso decualquier 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 unasugerencia para la placa de circuito impreso,teniendo presente que el diseño contempla lainclusión de componentes del tipo SMD.

INSTALACIÓN DE LA INTERFASE

Una vez armado el circuito de la interfase,el primer paso consiste en cargar los driversUSB en la computadora, los que podrá des-cargar desde nuestra web: www.webelectroni-ca.com.ar, haciendo clic en el ícono passworde ingresando la clave: “usbelm327”. Esto espara que la computadora PC pueda dialogarcon el escáner y éste, a su vez, con la compu-tadora de a bordo.

Para ello, descargue los drivers al discorígido de su PC e instálelos. Luego conecte lainterfase y asegúrese de que la misma seareconocida por la computadora. En caso quele diga que Windows encontró un nuevo dis-positivo y le pregunte si quiere instalarlo auto-máticamente, Ud. digale que NO, que va aseleccionar los drivers desde una ubicaciónespecífica. Luego localice dichos drivers (losque Ud. descargó desde el link dado en nues-tra página) y selecciónelos para que sean

reconocidos por la interfase.

Para comprobar que lainterfase está funcionandocorrectamente vamos al íconode inicio de Windows/Administrador de Sistemas,aparecerá una lista de todoslos aditamentos que tiene enla PC. Busque la opción depuertos y selecciónela hacien-do clic; deberá aparecer unaleyenda que diga: “SerialUSB Converter” y hacemosdoble clic sobre ella. Tambiénpuede hacer clic con el botónderecho del mouse sobre el

2121Capítulo 2


Figura 7


ícono de MI PC, seleccionar la opciónPropiedades, luego la ventanaHardware y en ella: Administración deDispositivos (aparecerá la imagen dela figura 7, en la que hemos desplegadola opción “Puertos COM & LPT).

NOTA: Si no aparece la leyenda“Serial USB Converter” significa que lainterfase no fue instalada correctamentey deberá repetir el procedimento desdeel inicio.

Cuando haga doble clic sobre laopción Serial USB Converter se abriráuna ventana con la información de lainterfase, la cuál le dirá en qué puerto estáconectado el circuito que armó, por ejemplo:COM1, COM2, COM3, etc. Es importante veri-ficar en qué puerto está conectada la interfaseya que será el mismo que deberá seleccionaren el programa que utilice para la lectura decódigos OBD desde el vehículo. Si el puertoque 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 opcionesantes mencionada (figura 8). Luego presione“Aceptar”. Debe hacer esto para que el pro-grama de diagnóstico que usará para leer loscódigos de error pueden ofrecerle solamentela opción de los tres puertos mencionados.

Importante: asegúrese que en la ventanade selección de puertos figure la leyenda “estepuerto funciona correctamente”. Caso contra-rio, vuelva a repetir todo el procedimientodesde el inicio.

Una vez que está todo correcto estamosseguros de que la interfase fue conectadacorrectamente y ahora podremos utilizar cual-quier programa de diagnóstico, como elScantool, 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 lalectura 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 mundialmentey con protocolos de comunicación normaliza-dos para vehículos fabricados a partir de 2008.Sin embargo, este sistema data de muchosaños antes, ya que en 1994 se fabricabanautomóviles con computadoras de a bordopero que se comunicaban con el escáner pormedio de distintos protocolos. En este artículoveremos qué es OBD II, cuáles son los dife-rentes protocolos empleados y qué caracterís-ticas debe reunir un escáner para que puedaser empleado en la mayoría de los vehículos.

Tal como mencionamos al comienzo deeste capítulo, OBD (On Board Diagnostics) esun sistema de diagnóstico a bordo en vehícu-los (coches y camiones). Actualmente seemplea OBD-II (Estados Unidos), EOBD(Europa) y JOBD (Japón), estándar que apor-tan un control casi completo del motor y otrosdispositivos del vehículo.

OBD I fue la primera regulación de OBDque obligaba a los productores a instalar unsistema de monitoreo de algunos de los com-ponentes controladores de emisiones en auto-móviles. Obligatorios en todos los vehículos apartir de 1991, los sistemas de OBD I no erantan efectivos porque solamente monitoreabanalgunos de los componentes relacionados conlas emisiones, y no eran calibrados para unnivel específico de emisiones.

OBD II es la abreviatura de On BoardDiagnostics (diagnóstico de a bordo) II, la



Figura 8


segunda generación de los requerimientos delequipamiento autodiagnosticable de a bordode los Estados Unidos de América. La deno-minación de este sistema se desprende deque el mismo incorpora dos sensores de oxí-geno (sonda Lambda) uno ubicado antes delcatalizador y otro después del mismo, pudien-do así comprobarse el correcto funcionamien-to del catalizador.

Las características de autodiagnóstico de aBordo están incorporadas en el hardware y elsoftware de la computadora de a bordo de unvehículo para monitorear prácticamente todoslos componentes que pueden afectar las emi-siones. Cada componente es monitoreado poruna rutina de diagnóstico para verificar si estáfuncionando perfectamente. Si se detecta unproblema o una falla, el sistema de OBD II ilu-mina una lámpara de advertencia en el cuadrode instrumentos para avisarle al conductor. Lalámpara de advertencia normalmente lleva lainscripción "Check Engine" o "Service EngineSoon".

El sistema también guarda informacionesimportantes sobre la falla detectada para queun mecánico pueda encontrar y resolver elproblema. 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 OBDII, al igual que todos los vehículos de pasaje-ros y camiones de diesel a partir de 1997.Además, un pequeño número de vehículos degas fueron equipados con sistemas de OBD II.Para verificar si un vehículo está equipado conOBD II, busque las palabras OBD II en la eti-queta de control de emisiones en el lado deabajo de la tapa del motor o pregúntele a sumecánico de confianza.

EOBD es la abreviatura de European OnBoard Diagnostics (diagnóstico de a BordoEuropeo), la variación europea de OBD II. Unade las diferencias es que no se monitorean lasevaporaciones del tanque. Sin embargo,EOBD es un sistema mucho más sofisticadoque OBD II ya que usa "mapas" de las entra-das a los sensores de diagnóstico basados enlas condiciones de operación del motor, y loscomponentes se adaptan al sistema calibrán-

dose empíricamente. Esto significa que losrepuestos 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 quelas computadoras han evolucionado estos últi-mos años de tal manera que la capacidad deprocesamiento de los últimos adelantos encomputación no tenían por qué ser ajenos alos vehículos.

La diferencia entre OBD II y los sistemascomputarizados anteriores a 1996 consiste,elementalmente, en que el sistema OBD II esun sistema que generaliza la forma de leer loscódigos de la computadora de a bordo, lo quequiere decir que no necesita adaptadores parahacer la conexión, sin importar si los vehículosson de fabricación nacional o extranjera; nitampoco andar rastreando por todo el vehícu-lo tratando de ubicar el bendito conector quesirve para apagar la luz de: "chequear elmotor", "servicio rápido", "check engine", etc.

A partir de enero de l996 se requiere quelos vehículos vendidos en muchos países dela región sean compatibles con OBD II. Lamayoría de fabricantes de los Estados Unidosya venían equipando sus vehículos con OBD IIdesde l994. La Agencia de ProtecciónAmbiental es la que impone normas y regula-ciones para la protección del medio ambiente.

Los sistemas OBD II reúnen los requisitosadecuados para monitorear y detectar fallas,permanentes o intermitentes que podríanhacer que un vehículo contamine el medioambiente. Almacena una gran cantidad decódigos generales de problemas, junto concódigos específicos de los fabricantes. Estoscódigos 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



tadora es similar al viejo motor no computari-zado, debido a que el principio de combustióninterna es el mismo (pistones, bujías, válvulas,cigueñal, árbol de levas, etc.). Igualmente lossistemas de carga, arranque y encendido sonsimilares. En otras palabras, los probadoresde 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 códigosleídos por la interfase.

Existen escáners “originales” u oficialespara cada marca de vehículo (y hasta paradeterminados modelos) pero, en general, paraleer códigos de error se puede usar cualquiersistema genérico. Debe tener en cuenta queen muchos casos las computadoras de losvehículos poseen llaves o restricciones (reali-zadas por programación) para que sólo secomuniquen con determinados tipos de equi-pos y está en la habilidad del técnico paradecodificar dichas llaves a los efectos de nonecesitar 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, sólose acopla al conector del vehículo con uncable como el de la figura 10 y se procede aleer códigos. En la figura 11 se muestra unejemplo de dónde debe conectarse el cable enun coche para poder realizar la lectura decódigos.

Los códigos obtenidos deben serinterpretados, en forma específica, recu-rriendo al manual del vehículo ya quecada fabricante programa su computado-ra con sus propios códigos.

Esto podría ser un inconveniente perola ventaja es que en el tomo Nº65 delClub SE nosotros dimos la interpretaciónde los códigos y que en la red existendirecciones de fácil acceso que tienen adisposición del visitante bancos de datos

de estos códigos, totalmente gratis. En otraspalabras, cualquier persona puede acceder ala 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 ladode la columna de dirección, abajo del tablerode control).

Las normas exigen que en el caso de noencontrarse el conector en esta ubicación, elfabricante deberá pegar una etiqueta en estelugar, indicando en qué lugar se encuentra.Hasta aquí estamos de acuerdo en que el sis-tema OBD II facilita la forma de acceder a loscódigos que almacena la computadora de abordo. Pero si usted cree que después de leer



Figura 9

Figura 10


los códigos e interpretar su significado solucio-nó su problema, se equivoca. Porque aquí esdonde se verá la sabiduría, experiencia, ycapacidad de discernimiento del mecánico.

Los códigos obtenidos con el lector electró-nico sólo pueden servir de referencia debido alo siguiente:

* La computadora del sistema OBD II tienecomunicación con el módulo de encendido ycon el módulo de la transmisión, lo que signifi-ca que para efecto de activar uno de susactuadores, 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, lacomputadora recibirá datos contradictoriosentre 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 combustibley para esto se vale de sensores colocados endiferentes partes relacionadas al funciona-miento del vehículo. Cualquier alteración delos componentes del vehículo engañará a lossensores y por lo tanto la información que reci-be la computadora será falsa y falsa será lainterpretación y decisión que origine una ordena cualquiera de los actuadores.

La computadora del sistema OBD II contro-la el suministro de combustible, la velocidad demarcha en vacío, el avance por vacío y loscontroles de emisiones. En algunos casos lascomputadoras de a bordo controlan la transmi-sión, los frenos y el sistema de suspensión.

Los sensores instalados en los vehículosson pequeños dispositivos que miden las con-diciones de operación y las traducen en seña-les que la computadora pueda entender. Porejemplo: sensores térmicos, (sensor de tempe-ratura), potenciómetros (sensor de posición dela válvula reguladora de aire), generador deseñales (sensor de oxígeno).

Los actuadores son dispositivos eléctricosque pueden ser activados por la computadora.Entre éstos se incluyen los solenoides y relés.Los sensores, actuadores, generadores deseñales y potenciómetros no son baratos.

Si usted decide cambiarlos debe estarseguro de que realmente están defectuosos yque la falla no venga de una mala conexión,cableado flojo o un mal funcionamiento delmotor, 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 esel mecánico el encargado de analizar estoscódigos, para discernir y encontrar la razón uorigen 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 aencontrar problemas.

Estas computadoras han sido programadascon habilidades especiales de prueba. Estaspruebas verifican los componentes conecta-dos a la computadora que se usan para sumi-nistro de combustible, control de velocidad demarcha en vacío, sincronización de encendido,sistemas de emisión y cambios de marcha enla transmisión.

La computadora de control del motor ejecu-ta pruebas especiales que dependen del fabri-cante, motor, año del modelo, etc. No existeuna prueba universal que sea la misma paratodos los vehículos.

Asimismo, con este sistema, puede borrarlos códigos almacenados y apagar la luz de

2525Capítulo 2


Figura 11


advertencia después de atender los serviciosrequeridos. Sólo tenga en cuenta que los lla-mados códigos duros representan problemasque volverán a manifestarse encendiendo laluz si usted no soluciona el problema. Paraacceder a los códigos de la computadora, sólonecesita 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 OBDII, también existen a la venta scanners por unprecio similar que se pueden trabajar con pro-gramas en la computadora de su casa y que lepermite hacer un examen minucioso de loscódigos y funcionamiento de la computadorade a bordo.

Como hemos dicho, cada marca y modelode 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 losfabricantes. Igualmente, cuando un motor porrazones mecánicas, altera sus revoluciones, lacomputadora detectará alteraciones de señalen los sensores relacionados al sistema deemisiones (humo). Esto no significa que lossensores necesariamente deben cambiarse;use el sentido común y tome como base suexperiencia en el funcionamiento básico delmotor.

COMPONENTES DE UN SISTEMA OBD II

En América Latina, a comienzos de estesiglo, las empresas automotrices comenzarona aplicar este sistema en la mayoría de las uni-dades fabricadas y podemos afirmar que en laactualidad casi la totalidad de unidades cuen-tan con sistemas de diagnóstico a bordo(OBD).

Se entiende que periódicamente puedengenerarse y aprobarse nuevos códigos dediagnóstico [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 establecidopara la actualización de la base de datos.

El sistema OBD II nos permite leer códigoscon facilidad, pero eso no soluciona el proble-ma; los códigos mencionan áreas con sus res-pectivos sensores, pero no es cambiando lossensores como se arreglará el problema.

El sistema OBD II está compuesto de unprocesador de datos o computador y un grupode sensores y actuadores. Por lo regular lacomputadora controla un tipo de corriente quecircula por el sensor, la cual genera una ten-sión que se mide en milivolt.

Básicamente el funcionamiento es elsiguiente: Cuando el motor está frío, al activarla llave de encendido la computadora activa sufunción en el modo de open loop (circuitoabierto) permitiendo que el motor funcione.Desde este momento la computadora se man-tiene pendiente esperando la señal del sensorde temperatura y del sensor de oxígeno.

En cuanto el motor se calienta la señal delsensor de temperatura hace que la computa-dora cierre el circuito (close loop) pasando sufunción al modo de "control". Desde estemomento, la computadora lee la señal del sen-sor de oxígeno, y chequea las alteraciones delvoltaje de referencia que entregan cada unode los otros sensores.

Como el sensor de oxígeno instalado en elmanifold de escape (o en alguna parte del tubode escape en su recorrido hacia el exterior)genera su propio voltaje, la computadorainterpreta la lectura de este sensor, determi-nando si los residuos son consecuencia demezcla rica o pobre.

Los sensores reciben una señal de voltajecomo referencia básica, las alteraciones a estevoltaje la computadora también los interpretade 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 lamezcla aire/gasolina que ingresa a la cámarade combustión; así como mover el avance oretardo del tiempo de encendido con la pre-tensión básica de eliminar al máximo las emi-




siones contaminantes; sin disminuir la poten-cia que el vehículo requiere para su desplaza-miento y autonomía.

El funcionamiento básico del motor es elmismo… los conductores o choferes seguire-mos siendo los mismos… nuestra inclinación aseguir malos hábitos de manejo seguirán sien-do los mismos… si a ello le sumamos la pobre-za de mantenimiento, sea por descuido, o faltade mecánicos especializados; estaremos deacuerdo en que las posibilidades de contami-nar el medio ambiente son altas.

El sistema OBD II pretende corregir esteproblema colocando sensores y actuadores endiferentes partes del motor y/o transmisión asícomo en diferentes partes del vehículo queayuden a que la unidad se desplace funcio-nando y consumiendo estrictamente lo nece-sario; tratando de eliminar cualquier residuoque se considere contaminante al medioambiente. En otras palabras, la computadoracorrige las deficiencias consecuentes de unmal hábito de manejo, así como alerta al con-ductor cuando, por razones lógicas, no puedecorregir el problema debido a fugas o cortocir-cuitos, en los componentes electrónicos y/oproblemas de funcionamiento básico delmotor.

El sistema OBD II necesita una computa-dora central y según se requiera tambiénpuede poseer módulos auxiliares, los cualespueden estar enlazados a dicho procesadorcentral.

Como aquí tratamos de simplificar el enten-dimiento, podemos decir que un vehículo tienecomponentes en diferentes áreas, los mismosque sincronizan su funcionamiento lograndocon ésto que el vehículo se desplace pero unproblema en alguno de estos componentes dacomo resultado un bajo rendimiento del com-bustible y, en consecuencia, los residuos con-taminantes serán altos.

El sistema OBD II monitorea las áreasdonde tiene instalados sensores, administravoltaje en sensores y actuadores; pero nodetecta ni tiene códigos para acusar un motorroto, una bujía quebrada o desconectada, nitampoco, puede detectar un manifold flojo o

quebrado, así como gasolina u aceite contami-nado. El problema es el mismo en los frenosy/o transmisión.

En otras palabras, el entendimiento yseguimiento de diagnóstico en un sistemaOBD II tiene como base previa, un conoci-miento avanzado de lo que es un sistema deencendido: mezcla de combustible, medidasde presión y/o vacío dentro del manifol deadmisión, así como conocer perfectamente elfuncionamiento básico del motor y/o las medi-das de presión en el sistema de enfriamientodel 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 lacorriente de la batería y las conexiones queadministra 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 oprobadores de bajo amperaje que miden elvoltaje en milivolt. El mercado está inundadode aparatos o dispositivos que se presentancomo solución al diagnóstico automotriz; cadaquien defiende su producto destacando susventajas particulares pero a usted le tocadefender su economía. Es oportuno tener encuenta la velocidad o facilidad con la que unaparato de éstos se discontinúa o pierdeactualización, dejando su inversión en el nivelde "gasto no recuperable".

Volviendo al sistema de funcionamientobásico del motor, el sistema OBD II monito-rea el funcionamiento del vehículo pero lohace en forma ordenada, separando lasáreas o circuitos relacionados. Es de estamisma forma como se debe analizar una lec-tura de códigos para acercarnos a un diag-nóstico certero. Muchas veces nos ha tocadoescuchar a clientes que llevan su vehículo altaller mecánico por problemas de encendido;los mecánicos empiezan cambiando senso-res cuya compra terminan justificando conargumentos absurdos debido a que el proble-ma se encontraba en una mala conexión

2727Capítulo 2



eléctrica o en manguera de vacío que estabafuera de posición.

No olvide: cuando en una lectura de diag-nóstico aparece un código; éste se refiere auna anormalidad en esa área. Por Ejemplo:codigo PO401 indica señal débil, insuficienterecirculación de gases de escape.

Sabemos que la válvula EGR controla elingreso de los gases de escape; entonces¿qué está pasando?. Se debe chequear el fun-cionamiento de la válvula EGR, usando unvacuómetro Luego se debe revisar el manifoldde escape para descartar grietas. Una fuga degases de escape por un manifold agrietado, otornillos del manifold flojos, haría perder pre-sión en el sistema; esta condición se puededetectar con un probador de retropresión quese puede colocar al quitar el sensor de oxíge-no (este tipo de herramienta también se usapara detectar obstrucciones en el sistema deescape). Finalmente debe verificar y limpiar elpasaje de gases hacia el manifold de admi-sión. Estos pasos evitarán que haga gastosinnecesarios. No está demás recordar laimportancia de esta válvula (EGR) para el sis-

tema de emisiones en los vehículos que latraen instalada.

En conclusión, los sistemas de diagnósticoa bordo permiten detectar problemas en elvehículo mediante la lectura de los estados enque se encuentran los sensores colocados enel vehículo para monitorear el funcionamientode cada parte mecánica y/o eléctrica. Parapoder leer estos valores es preciso un escáneradecuado que funciona en base al protocolode comunicaciones adoptado para el sistemade diagnóstico y que no requiere de una com-putadora para mostrar los códigos de error olas diferentes pantallas alusivas al funciona-miento de los sensores.

Otra opción consiste en el uso de interfa-ses OBD para conectar el sistema de diag-nóstico a bordo (computadora del vehículo)con una computadora tipo PC. La interfaseconvertirá los datos enviados por el vehículoen valores que sean interpretados por unprograma instalado en la computadora. Lainterfase podrá conectar al módulo OBD delvehículo ya sea al puerto serial (RS232),USB, bluethoot, etc.



¿QUÉ ES EL CAN-BUS?

Can-Bus es un protocolo de comunicación enserie desarrollado por Bosch para el intercam-bio de información entre unidades de controlelectrónicas del automóvil. CAN significaController Area Network (Red de área de con-trol) y Bus, en informá-tica, se entiende comoun elemento que permitetransportar una grancantidad de informa-ción. Este sistema per-mite compartir una grancantidad de informaciónentre las unidades decontrol abonadas al sis-tema, lo que provocauna reducción importan-te tanto del número desensores utilizados

como de la cantidad de cables que componenla instalación eléctrica. De esta forma aumen-tan considerablemente las funciones presentesen los sistemas del automóvil donde se empleael Can-Bus sin aumentar los costos, además deque estas funciones pueden estar repartidasentre dichas unidades de control.


DTC: CODIGOS DETECTORES DE ERROR

EN SISTEMAS OBD II

El código de falla DTC (Diagnostic TroubleCode) facilita la identificación del sistema ocomponente asociado con la falla. Para mode-los de vehículos a partir de comienzos de1994, ambos, CARB y la Agencia deProtección del Medio Ambiente (EnvironmentalProtection Agency - EPA) aumentaron losrequerimientos del sistema OBD, convirtiéndo-lo en el hoy conocido OBD II (2ª generación).A partir de 1996 los vehículos fabricados eimportados por los USA tendrían que cumplircon esta norma. Hay códigos de error genéri-cos y otros que dependen de las especifica-ciones del fabricante del vehículo y en esteinforme trataremos de “clarificar” qué es loque puede interpretar y corregir una interfasey/o escáner multiprotocolo.

Como ya mencionamos, OBD II es un con-junto de normalizaciones que procuran facilitarel diagnóstico de averías y disminuir el índicede emisiones de contaminantes de los vehícu-los. La norma OBD II es muy extensa y estáasociada a otras normas como SAE e ISO.

Estos requerimientos del sistema OBD IIrigen para vehículos alimentados con gasolina,gasoil (diesel) y están comenzando a incursio-nar en vehículos que utilicen combustiblesalternativos.

El sistema OBD II controla virtualmentetodos los sistemas de control de emisiones ycomponentes que puedan afectar los gases deescape o emisiones evaporativas. Si un siste-ma o componente ocasiona que se supere elumbral máximo de emisiones o no opera den-tro de las especificaciones del fabricante, unDTC debe ser almacenado y la lámpara MILdeberá encenderse para avisar al conductorde la falla. El sistema de diagnóstico de abordo no puede apagar el indicador MIL hastaque se realicen las correspondientes repara-ciones o desaparezca la condición que provo-có el encendido del indicador.

Un código DTC se almacena en la Memoriade Almacenamiento Activa (PCM: Keep AliveMemory - KAM) cuando la computadora de abordo detecta un mal funcionamiento. En

muchos casos la MIL se ilumina después dedos ciclos de uso consecutivos en los queestuvo presente la falla. Una vez que la MIL seilumina, deben transcurrir tres ciclos de usoconsecutivos sin que se detecte la falla para seapague.

El DTC se borra de la memoria después de40 ciclos de arranque y calentamiento delmotor una vez que la MIL se haya apagado.

Cuando la computadora detecta una falla,inmediatamente guarda una serie de valorestomados a partir de sensores, de manera de“congelar” la información recabada en elmomento del desperfecto. A estos datos “con-gelados” se los denomina Freeze Frame Data(datos congelados en pantalla. Los datos con-gelados describen los datos almacenados enla memoria KAM en el momento que la falla esinicialmente detectada. Los datos congeladoscontienen parámetros tales como RPM y cargadel motor, estado del control de combustible,encendido y estado de la temperatura demotor. Los datos congelados son almacena-dos en el momento que la primera falla sedetecta, de cualquier manera, las condicionespreviamente almacenadas se reemplazancuando se detecta una falla de combustible opérdida de encendido (misfire). El escáner (lainterfase) que describimos permite verificar losdatos de Freeze para poder dar asistencia enla reparación del vehículo.

MONITORES DE EMISIONES OBD II

Una parte importante del sistema OBDII delos vehículos, son los Monitores de Emisiones(autodiagnóstico de los elementos que inter-vienen en la combustión del motor y por lotanto en las emisiones de escape), que sonindicadores usados para averiguar si todos loscomponentes de emisiones, han sido evalua-dos por el sistema OBDII. Estos monitores pro-cesan periódicamente pruebas en sistemasespecíficos y componentes, para asegurar quese están ejecutando dentro de límites permisi-bles.

En general 11 monitoreos de emisiones (oMonitores I/M) definidos por la Agencia de

2929Capítulo 2



Protección Ambiental U.S (EPA). Los escá-ners, en general, no soportan todos los modosde monitoreo de emisiones y el control de emi-siones depende de la estrategia de control deemisiones de los fabricantes de motores devehículos.

Monitores Continuos: Algunos de loscomponentes o sistemas de un vehículo secomprueban continuamente por el sistemaOBD II del vehículo, mientras que otros soncomprobados solo bajo condiciones específi-cas de operación del auto. Los componentesque se comprueban constantemente son:

1. Fallos del Encendido 2. Sistemas del combustible 3. Componentes Globales (CCM)

Una vez que el vehículo se pone en mar-cha, el sistema OBD II comprueba continua-mente los componentes citados anteriormente,monitoriza los sensores clave del motor, vigi-lando los fallos de encendido del motor, ymonitoreando las demandas de combustible.

Monitores no Continuos: A diferencia delos monitores continuos, muchas emisiones ycomponentes del sistema del motor, requierenque el vehículo esté funcionando bajo condi-ciones específicas antes de que el monitoresté listo. Estos monitores son llamados moni-tores no-continuos y se enumeran a continua-ción:

1. Sistema EGR. 2. Sensores de oxígeno. 3. Catalizador. 4. Sistema Evaporativo. 5. Calentador Sensor de oxígeno. 6. Aire Secundario. 7. Catalizador calentamiento. 8. Sistema A/C.

ESTADO DE LOS MONITORES DE

EMISIONES OBD II

Los sistemas OBD II deben indicar en cual-quier caso, si el sistema de monitor PCM del

vehículo ha completado las pruebas en cadacomponente. Los componentes que han sidocomprobados se reportarán como “LISTO” o“COMPLETO”, significando que han sido com-probados por el sistema OBDII. El propósito deregistrar el estado de los monitores de emisio-nes es permitir inspecciones para determinarsi el sistema OBD II del auto ha comprobadotodos los componentes y/o sistemas.

El módulo de motor y transmisión (PCM)pone el monitor a “LISTO” o “COMPLETO”después de que se completa un ciclo de con-ducción apropiado. El ciclo de conducción quehabilita un monitor y activa los códigos de emi-siones a “LISTO” varía para cada monitor indi-vidualmente. Una vez que un monitor es pues-to a “LISTO” o “COMPLETO”, permanecerá enese estado. Un número de factores, incluyen-do borrado de códigos de averías (DTC) conun escáner o una desconexión de la batería,pueden ocasionar que los monitores de emi-siones se pongan en estado “NO LISTO”.Puesto que los 3 monitores continuos, sonconstantemente evaluados, se encontrarán enestado “LISTO” en todo momento. Si la com-probación de un monitor no-continuo soporta-do, no ha se completa, el estado del monitor seindicará como “NO COMPLETO” o “NOLISTO”.

Para que el sistema de monitores OBD seencuentre listo, el vehículo debería conducirsebajo una variedad de condiciones normales.Estas condiciones pueden incluir una mezclade conducción por carretera, paradas y mar-chas, conducción por ciudad, y al menos unperíodo de conducción nocturna.

Reiteramos que el estado y la inclusión deestos modos de monitoreo depende de cadafabricante, por lo tanto, para información espe-cífica, sobre como conseguir que los monito-res de emisiones estén listos, consulte elmanual de su vehículo.

Un ciclo de conducción debería realizar undiagnóstico de todos los sistemas.Normalmente tarda menos de 15 minutos yrequiere de los siguientes pasos:

1. Arranque en frío: El motor debe estar amenos de 50 ºC y con una diferencia no mayor




a 6 ºC de la temperatura ambiente. No deje lallave en contacto antes del arranque en frío oel diagnóstico del calentador de la sonda deoxígeno puede fallar,

2. Ralenti: El motor debe andar por 2 minu-tos y medio con el aire acondicionado y eldesempañador de la luneta trasera conecta-dos. A mayor carga eléctrica mejor. Esto prue-ba el calentador de la sonda de oxígeno, purgadel Canister, falla en el encendido, y si se entraen ciclo cerrado, también el ajuste de combus-tible.

3. Acelerar: Apague el aire acondicionadoy todas las cargas eléctricas, y aplique medioacelerador hasta que se alcancen los 85 km/h.Mantenga la velocidad constante de 85 km/hdurante 3 minutos. Durante este período seprueba la respuesta de la sonda de oxígeno,EGR, purga, encendido y ajuste de combusti-ble

4. Desacelere: Suelte el pedal del acelera-dor. No reduzca marchas, ni pise el freno oembrague. Es importante que el vehículo dis-minuya su velocidad gradualmente hastaalcanzar los 30 km/h.

5. Acelere: Acelere 3/4 de acelerador hastaalcanzar los 85 - 95 km/h.

Recuerde que el EOBD es un conjunto denormas parecida a la OBD II que ha sidoimplantada en Europa a partir del año 2000pero que es más exigente. Una de las caracte-rísticas innovadoras es el registro del tiempode demora o kilometraje desde la aparición deun defecto hasta su diagnóstico. La normativaEuropea obliga a los fabricantes a instalar sis-temas de diagnosis compatibles con los ame-ricanos, con conectores e interfaces estandari-zados. Los fabricantes también están obliga-dos a publicar detalles de las partes importan-tes de sus sistemas de diagnóstico de los cua-les hasta ahora han sido propietarios. Lasdirectrices de la Unión Europea se aplican amotores de explosión (motores de gasolina)registrados en el 2000 y posteriores y a moto-res Diesel registrados en 2003 y posteriores.

Como los fabricantes están obligados a ins-talar puertos de dignóstico normalizados, hoy

en día han ampliado sus funciones para podercontrolar y gestionar muchos más aspectoscotidianos del vehículo. A través de dicho puer-to, se puede leer cualquier código de error quehaya registrado la computadora de a bordo,activar o desactivar funciones del vehículo,solicitar a la computadora del auto que realicetesteos en todos los sistemas (cuadro de man-dos, ABS, inyección, encendido, etc.), redu-ciendo así los tiempos de taller para la bús-queda de un problema.

Los controles que se realizan en los moto-res de gasolina son los siguientes:

1. Vigilancia del rendimiento del cataliza-dor.

2. Diagnóstico de envejecimiento de son-das lambda.

3. Prueba de tensión de sondas lambda.4. Sistema de aire secundario ( si el vehí-

culo lo incorpora).5. Sistema de recuperación de vapores de

combustible (cánister). 6. Prueba de diagnóstico de fugas. 7. Sistema de alimentación de combustible. 8. Fallos de la combustión -

Funcionamiento del sistema de comunicaciónentre unidades de mando, por ejemplo el Can-Bus.

9. Control del sistema de gestión electróni-ca.

10. Sensores y actuadores del sistemaelectrónico que intervienen en la gestión delmotor o están relacionados con las emisionesde escape.

Los controles en los motores diesel sereducen a:

1. Fallos de la combustión. 2. Regulación del comienzo de la inyección. 3. Regulación de la presión de sobreali-

mentación.4. Recirculación de gases de escape.5. Funcionamiento del sistema de comuni-

cación entre unidades de mando, por ejemploel Can-Bus.

6. Control del sistema de gestión electróni-ca.

7. Sensores y actuadores del sistema elec-trónico que intervienen en la gestión del motor

3131Capítulo 2



o están relacionados con las emisiones deescape.

CONECTOR PARA DIAGNOSTICO

No es objeto de este artículo explicar losdiferentes protocolos con que la computadorade a bordo se comunica con cada subsistemadel vehículo, tema que ya hemos abordado endiferentes ediciones de Saber Electrónica, sinembargo, debemos recordar que un protocoloes un conjunto de normas que establecen laforma en que los datos se transmiten desdeuna etapa a la otra. Los parámetros y valoresque se pueden diagnosticar siempre son losmismos (aparte de las diferencias entre OBD IIy EOBD), pero existen varios protocolos decomunicación diferentes:

a) La mayoría de los vehículos de GeneralMotors usa SAE J1850 VPW (Variable PulseWidth = Ancho de Pulso Variable)

b) La mayoría de los autos de Ford usaSAE J1850 PWM (Pulse Width Modulation =Modulación del Ancho de Pulso)

c) La mayoría de los carros de Chrysler, lasmarcas europeas y asiáticas usan ISO con lasdos variaciones KWP (Key Word Protocol =Protocolo de Palabra Clave) 1281 y KWP2000, utilizado por el grupo VAG.

d) Muchos vehículos Europeos, Asiáticos yChrysler con variantes (Key Word Protocol =Palabra Clave) usan ISO 9141-2.

e) Renault suele emplear el protocolo ISO14230.

f) Desde 2008, el protocolo obligado es elCAN-BUS (ISO 15765), que muchos vehículoslo utilizan a partir del año 2001 (este protocoloes obligatorio en los Estados Unidos deAmérica a partir del 2008).

Cuando seleccione un escáner o una inter-fase para poder obtener los códigos DTC debeasegurarse que sea capaz de trabajar contodos estos protocolos y el circuito que noso-tros proponemos trabaja con todos ellos.

Ahora bien, todos los automóviles con OBD

II, sin importar con qué protocolo trabaje lacomputadora de a bordo, posee el mismoconector. El conector del sistema OBD II tieneque cumplir las especificaciones según la nor-mativa ISO 15031-3 del 2004. Esta regla esti-pula que el conector para diagnostico de OBDII o EOBD, debe de estar situado en el com-partimento de los pasajeros, cerca del asientodel conductor. Esto es lo contrario a los siste-mas anteriores donde el conector estaba en elcompartimento del motor. En esta misma edi-ción se especifica cómo localizar el conectorOBD II.

Como es fácil deducir, cada uno de estosprotocolos, requiere de un tratamiento de lainformación diferente, antes de conectar elOBD II con la PC. Y por tanto, se requiereninterfaces de conexión diferentes. Esto no esdel todo exacto, ya que existe la posibilidad defabricar un interfaz de conexión del OBD II conel PC, capaz de utilizar todos los protocolos eincluso seleccionar automáticamente cuál esel protocolo utilizado por el vehículo a conec-tar.

¿Cuál es la Diferencia entre el VAG-COM yun Programa Diagnóstico de OBD-II ó EOBD?

El OBD-II ó EOBD es un protocolo de diag-nóstico exigido por el Gobierno de EEUU cuyafunción primaria es diagnosticar problemasrelacionados con las emisiones.

Un programa de OBD-II ó EOBD funcionacon diferentes marcas de automóviles, mien-tras que el VAG-COM usa el protocolo propie-tario de Volkswagen y sólo funciona con VW,Audi, SEAT y Skoda.

A pesar de que se puede usar un programade diagnóstico de OBD-II ó EOBD en todos losautomóviles compatibles con OBD-II ó EOBD,el programa de OBD-II ó EOBD sólo va apoder comunicar con el motor y parte del cam-bio automático pero con ninguno de los demássistemas electrónicos del automóvil.

El VAG-COM a partir de la versión 504.1también es compatible con OBD-II / EOBDgenérico para vehículos que soportan los pro-




tocolos ISO 9141-2 ("CARB"), ISO 14230("KWP-2000") o ISO 15765 ("CAN").

Las interfaces VAG-COM no soportan los pro-tocolos SAE J1850-VPW ni SAE J1850-PWMusados en la mayoría de los modelos estadouni-denses de GM y muchos Ford a nivel mundial (apartir del 2003, Ford va cambiando a ISO 15765"CAN"). La mayoría de los primeros Chryslercompatibles con OBD-II (1996-2000) usaron ISO9141-2. Muchos Chrysler nuevos usan SAEJ1850. La mayoría de los vehículos europeos yasiáticos usan ISO 9141-2. En modelos estadou-nidenses, la compatibilidad con OBD-II se requie-re a partir de 1996, en modelos canadienses apartir del 1998, en Europa a partir del 2001(gasolina) y 2004 (diesel).

ACCESO A LA INFORMACION

DEL SISTEMA OBD II

Cuando el sistema almacena alguna infor-mación de error nos indica, generalmente conuna señal luminosa, que algo está funcionan-do incorrectamente y por tanto es aconsejableque acudamos a un taller para que revisen elautomóvil.

Una vez en el taller, el equipo de mecáni-cos, conectará nuestro automóvil un escáner olector del sistema OBDII que le facilitara lainformación almacenada.

A principios de los 80, cuando se extendióel uso de este sistema de diagnosis, cadafabricante era libre de incorporar su propioconector y utilizar los códigos de error que qui-siera. Esto dificultaba mucho la utilización deeste sistema para la reparaciones, ya que lainversión que requería en los talleres mecáni-cos era altísima y poco práctica (debían dispo-ner de muchos lectores y de muchas tablas decódigos). Para que el uso de este sistemafuera práctico y viable, en 1996, se llegó a unconsenso entre los fabricantes y se estandari-zaron los códigos y el conector.

Así con un único lector de códigos y unatabla de errores, se puede diagnosticar unerror en cualquier coche, independientementedel fabricante.

ESTRUCTURA DEL CODIGO DE FALLA (DTC)

El estándar SAE J2Q12 define un códigode 5 dígitos en el cual cada dígito representaun valor predeterminado. Todos los códigosson presentados de igual forma para facilidaddel mecánico. Algunos de éstos son definidospor este estándar, y otros son reservados parauso de los fabricantes.

El código tiene el siguiente formato YXXXX(ej, P0308)

Donde Y, el primer dígito, representa la fun-ción del vehículo:

P - Electrónica de Motor y Transmisión(Powertrain).

B - Carrocería (Body). C - Chasis (Chassis). U - No definido (Undefíned).

El segundo dígito índica la organizaciónresponsable de definir el código,

0 - SAE (código común a todos las mar-cas).

1 - El fabricante del vehículo (código dife-rente para distintas marcas).

El tercer dígito representa una funciónespecifica del vehículo:

0 - El sistema electrónico completo. 1 y 2 - Control de aire y combustible. 3 - Sistema de encendido. 4 - Control de emisión auxiliar. 5 - Control de velocidad y ralentí. 6- ECU y entradas y salidas. 7 - Transmisión.

El cuarto y quinto dígito están relacionadosespecíficamente con la falla.

Entonces el código P03Q8 indica un pro-blema en la electrónica de motor (P), definidopor SAE (0) y común a cualquier vehículo,relacionado con el sistema de encendido (3), yfalla en el cilindro #8 (08).

IMPORTANTE: puede haber códigos defalla almacenados en la ECU que no activen laMIL (luz de indicación de avería).

Cuando se produce un fallo relativo a emi-

3333Capítulo 2



siones, el sistemaOBDII no solo regis-tra un código, sinoque también registrauna instantánea delos parámetros deoperación del vehí-culo (estado de lossensores) para ayu-dar a identificar elproblema (freezeframe, explicadoanteriormente).

PID OBD II

P-códigos, oOBD-II PIDs dediagnóstico a bordo"parámetro ID", soncódigos que se utili-zan para solicitardatos de un vehícu-lo, utilizado comouna herramienta dediagnóstico. Estoscódigos son partedel SAE J/1979estándar, que deben aplicarse en todos losautomóviles vendidos en América del Nortedesde 1996. La diferencia entre un PID y unDTC es que los PID están siempre presentes,dado que son códigos o parámetros que per-miten realizar el diagnóstico del vehículo, másallá de que no se reporten fallas mientras queun DTC sólo estará presente cuando la com-putadora de a bordo detecte algún error.Normalmente, un técnico automotriz utilizaráPID con una herramienta de análisis vinculadocon vehículo OBD-II el conector.

1. El técnico entra en el PID.2. La herramienta de análisis que envía al

vehículo, el autobús (CAN, VPW, PWM, ISO,KWP. Después de 2008, la CAN solamente).

3. Un dispositivo en el bus reconoce el PIDcomo uno es responsable de, y los informesque el valor de PID para el autobús.

4. La herramienta de análisis se lee la res-puesta, y eso se nota con el técnico.

Hay diez modos de funcionamiento descri-tos en la última-II norma SAE J1979 OBD.Ellos son, los $ prefijo que indica un númerohexadecimal:

$ 01. Muestra los datos actuales.$ 02. Mostrar datos de imagen fija.$ 03. Mostrar almacenan los códigos de

diagnóstico de problemas.$ 04. Borrar códigos de averías de diag-

nóstico y los valores almacenados.$ 05. resultados de la prueba, el oxígeno

del sensor de control (no sólo CAN).$ 06. Resultados de las pruebas, otro com-

ponente / sistema de seguimiento (resultadosde las pruebas, el sensor de oxígeno de segui-miento de sólo CAN).

$ 07. Mostrar la espera de diagnóstico códi-gos de averías (detectado durante el ciclo deconducción actual o pasado).

$ 08. Control de funcionamiento de loscomponentes de a bordo / sistema.




$ 09. Solicitud de información del vehículo.$ 0A. DTC Permanente (aclarados DTC).

Los fabricantes de vehículos no están obli-gados a apoyar a todos los modos.

Cada fabricante puede definir modos adi-cionales por encima de # 9 (por ejemplo: elmodo de 22 como se define por la SAE J2190para Ford / GM, el modo de 21 para Toyota)para obtener información (por ejemplo: el vol-taje de la batería de tracción en un HEV).

Algunos de los códigos PID no se puedeexplicar con una simple fórmula. Por ejemplo,podríamos tener el siguiente mensaje:

Modo 1 PID 01: Una petición para este PIDvuelve 4 bytes de datos. El primer byte contie-ne dos piezas de información. A7 (el octavo bitdel byte A, el primer byte) indica si la MIL (verla luz del motor) se ilumina.

Los bits A0 a A6 representan el número delos códigos de problemas, en la actualidad seseñala en el ECU. Los bytes segundo, terceroy cuarto dan información sobre la disponibili-

dad y la integridad de algunas pruebas abordo.

Test available Test incompleteMisfire B0 B4 Fuel System B1 B5Components B2 B6Reserved B3 B7Catalyst C0 D0Heated Catalyst C1 D1Evaporative System C2 D2Secondary Air System C3 D3A/C Refrigerant C4 D4Oxygen Sensor C5 D5Oxygen Sensor Heater C6 D6EGR System C7 D7

De más está decir que lo dado hasta aquíes simplemente una introducción teórica paraque Ud. sepa cómo es la estructura de un códi-go de error que puede mostrar un escáner. Ud.no debe saber qué significa el código ya quepuede hallar su explicación en Internet o en elmanual de servicio del vehículo y que en gene-ral los escáners también suelen dar la explica-ción.

3535Capítulo 2



En el capítulo anterior dimos el montajecompleto de una interfase 7 escáner OBD IIconstruida con ELM327 y explicamos que pormedio de dicho dispositivo es posible comuni-car a la computadora de casi cualquier vehícu-lo, especialmente aquellos fabricados en losúltimos años.

Un escáner que funciona con el ELM327 esmultiprotocolo y fácil de usar, existiendo infini-dad de programas, muchos de los cuales songratuitos y otros de muy bajo costo. SaberElectrónica ha realizado acuerdos con diferen-tes fabricantes a efectos de poder brindar asus lectores la posibilidad de utilizar dichosprogramas gratuitamente con el compromisode no explotarlos comercialmente.

Esto significa que puede emplearlos libre-mente mientras aprende a usarlos pero, cuan-

do los va a utilizar con fines comerciales, tienela obligación ética de comprar una licenciaque, para la mayoría de los casos, no superael valor que un mecánico cobra por escanearun vehículo (siempre que sea socio registradodel club Saber Electrónica).

En este capítulo recordamos qué es OBDII, para qué sirve el ELM 327, qué programasse pueden utilizar (que Ud. podrá descargar denuestra web) y para qué vehículos son útiles.

Además, le explicaremos los riesgos quése corren si Ud. adquiere un dispositivo gené-rico de dudosa fabricación y enseñaremos aemplear el programa ScanMaster, diseñadopara trabajar con ELM 327 original de ELMElectronics y que suele presentar serios incon-venientes cuando se emplean “clones” comer-ciales mal llamados “ELM OBD II”.

3737Capítulo 3

USO DEL ESCÁNER CON PROGRAMAS DE DIAGNÓSTICO

Capítulo 3USO DEL ESCÁNER CON

PROGRAMAS DE DIAGNÓSTICO


INTRODUCCIÓN

La luz testigo del tablero, que puede apare-cer encendida en un vehículo, no es otra cosaque el check engine, esto quiere decir en otraspalabras: “chequear la ingeniería delmotor". Puede ser que el vehículo funcioneaún con la lámpara encendida. Es de colorámbar y si bien el problema está ocurriendo lacomputadora que tiene el auto está utilizandovalores de contingencia para mantener elmotor en marcha a pesar del problema que sepresenta y por ello le avisa que debe cheque-ar el coche para saber dónde está el inconve-niente.

Pero aquí viene el otro problema, para des-cubrir qué parte del sistema está fallando (pue-den ser los sensores iac, map, etc. o tal vezalgún inyector o hasta la misma computadorao, quizás, en otro sub sistema) es necesarioutilizar un escáner y un técnico capacitado ensu manejo, además de poseer los códigos defalla para el auto, el modelo y la versión quemaneja. Muchos incautos llevan su auto acualquier taller que publicita un escáner sinsaber que el equipo debe contener los proto-colos de comunicación adecuados (algo asícomo lenguaje de programación) para captarla información que le envía la computadorasobre la falla que presenta; así como tambiéndebe poseer los parámetros o rangos norma-les de funcionamiento.

Hay autos que poseen sistemas inteligen-tes de apertura variable de válvulas, o seaVVTI. También pueden tener cajas automáti-cas, ABS, etc.

La Interfase ELM327 es una herramientadesarrollada por ELM Electronics para laexploración automotriz, compatible con el sis-tema OBD II.

Elm Electronics (www.elmelectronics.com) es una compañía canadiense dedicadaa la fabricación y venta de circuitos integradosen la web desde 1998. Envía los pedidosdirectamente desde Toronto, y no tiene distri-buidores. Esto ayuda a mantener los costosbajos, y cumplimentar una política de sanacompetencia.

La empresa brinda información detalladasobre sus productos de manera que cualquie-ra pueda programar una interfase gráfica parainterpretar los datos intercambiados entre unacomputadora de escritorio y la computadorade un vehículo a través de OBD II con distintosprotocolos.

De hecho, durante casi dos años, en SaberElectrónica explicamos cómo se programa concomandos AT de manera de poder obtenercódigos de error (DTC) a través de un hiper-terminal, lo que facilita la tarea de cualquieranalista de sistema para desarrollar diferentesinterfases gráficas o programas de gestión.

ELM Electronics no suele “prestar” su nom-bre y, por lo tanto, los diseñadores de progra-mas tienen dificultades para poder registrar supropiedad intelectual, lo que hace que lamayoría de los softwares que se encuentranen el mercado puedan ser utilizados libremen-te. Para simplificar los términos, si una perso-na hace un programa para usarlo con el ELM327 y ELM Electronics no autoriza a que dichoprograma se use con sus dispositivos, enton-ces esa persona no podrá explotar el progra-ma comercialmente.

La empresa, además de brindar todos losdatos para la construcción del escáner o inter-fase para escanear con una PC, también faci-lita los drivers para poder instalar dicha interfa-se en cualquier computadora tipo PC o Portátiltales como Notebook, Netbook, Palm, PDA,Smartphone, etc.

RECORDEMOS QUÉ ES OBD II

OBD -II viene de “On-Board Diagnostics IIGeneration” o “Segunda Generación deDiagnósticos a Bordo”, es un sistema basadoen la informática que se incorpora en todos losvehículos estándar y camiones del año 96 enadelante en Estados Unidos y que fue adopta-do por otras regiones hasta convertirse en unestándar internacional. EL OBD-II monitoreaalgunos de los componentes más importantesde los motores, incluyendo controles de emi-sión individuales.




Cuando el sistema OBD II detecta un pro-blema, alerta al conductor con una luz en eltablero, conocida como “Check Engine” o tam-bién “MIL” (Malfunction Indicator Light).

De esta manera, este sistema protege alvehículo, al usuario y al dueño, avisandodesde el mismo momento en que se detecta lafalla, lo que permite prevenir males mayoresde costosa reparación.

EOBD - European On-Board Diagnostic, esun estándar adoptado por la ComunidadEuropea. El beneficio de este estándar es dara las autoridades una herramienta para con-trolar las emisiones de gases de los vehículos.El estándar EOBD ha sido implementado enlos vehículos con motores a nafta o gasolinaen la Comunidad Europea desde el año 2001(EU directive 98/96/EC). Para vehículos diesely a gas, la aplicación de estas normas comen-zó a regir en el año 2005. El Estándar EOBDincluye 5 protocolos de comunicación diferen-tes, estos son:

ISO 9141-2ISO 14230-4(KWP2000)SAE J1850 VPWSAE J1850 PWM ISO 15765-4 CAN

Cuando el vehículo es compatible con OBDII o EOBD se puede leer la información guar-dada en la ECU del automóvil, más específi-camente:

* Leer códigos de error (DTC).* 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 prepara-

ción.

Evidentemente, para leer la Información, senecesita una interfase que funcione bajo OBD-II y EOBD.

En un coche que tiene sistema de diagnós-tico a bordo, al dar arranque o contacto almotor, en el tablero se enciende brevemente

una luz que puede llamarse "Service EngineSoon" o "Check Engine". Esto indica que elsistema está listo para revisar que su vehículoesté funcionando bien. Al estar la luz apagada,y mientras se conduce el vehículo sin ningunaseñal de parte de esta lámpara, significa que elvehículo está funcionando bien. En el caso deque el vehículo presentara alguna falla, la lám-para check Enghien se enciende, indicandoque se presentó una falla.

CÓMO SE ESCANEA UN VEHÍCULO

Para la definición del sistema OBDII se tuvoen cuenta que la computadora de a bordodebe poder dialogar con algún equipo externo,denominado escáner, y el lenguaje elegidopara esta comunicación son los comandos ATque, al estar adaptados a este sistema, se lla-man “comandos OBD”.

Todo vehículo tiene una computadora cen-tral que dialoga con el escáner y sistemassecundarios que vigilan las diferentes partesdel vehículo (motor, inyección electrónica, abs,airbag, etc.). La forma en que los comandosOBD (o comandos AT) se transfieren entre lacomputadora de a bordo (ECU) y el escánerestá definida en lo que se denomina “protoco-lo” que, entre otras cosas determina el tipo deconector OBD II (puerto de conexiones, enforma análoga al puerto serial de una compu-tadora) los pines de conexión para transmisióny recepción, la velocidad de transmisión, etc.

Cada empresa fabricante de vehículos defi-ne la construcción de escáners específicospara sus diferentes modelos, equipos que sue-len ser carísimos. Sin embargo, al ser un sis-tema estandarizado, es posible construir dis-positivos que sean más económicos.

Una forma de bajar los costos es utilizar auna computadora como sistema de procesa-miento de los datos comunicados por el vehí-culo, una interfase que “adapte” los datos pre-sentes en el conector OBD II del coche con losdatos que entiende un puerto de una compu-tadora de escritorio (puerto serie y/o puertoUSB) y un programa o interfase gráfica quepermita mostrar los datos traducidos por el

3939Capítulo 3



escáner y entregados a la PC. Es decir, parapoder escanear un vehículo mediante un pro-cedimiento económico es preciso contar con:

Interfase OBD II: Es un traductor de len-guaje OBD II a lenguaje de PC que funcionacon diferentes protocolos.

Computadora tipo PC: Recibe los datosentregados por la interfase en lenguaje o pro-tocolo USB y/o RS232

Interfase Gráfica: Es el programa que pro-cesa los datos recibidos desde la interfase, losdecodifica y los presenta en la pantalla de laPC.

Si una persona sabe programar concomandos AT y conoce los diferentes protoco-los que maneja OBD II puede construir unainterfase sencilla y un programa para inter-cambiar dichos comandos AT. Los usuarios olos mecánicos automotrices, en general, nosaben mucho ni de electrónica ni de progra-mación y es por eso que ya emplean dispositi-vos que funcionan con solo enchufarlos alconector OBD II que tiene el vehículo.

El circuito integrado ELM327 es una inter-fase OBD que funciona con varios protocolos,requiere de unos pocos componentes externospara su funcionamiento y se puede conectar ala computadora a través del puerto serial. Sinembargo, el circuito de la interfase que hemospropuesto en la edición anterior también poseeun conversor RS232 a USB, de modo de poderconectarla al puerto USB de una PC. Sólo faltaentonces el programa que actúe como interfa-se gráfica, es decir, que “entienda” los datosrecibidos por el puerto USB de la PC desde lainterfase y presente los resultados en la pan-talla de la PC. Esto implica que necesitamosun software que actúe como interfase gráficaque no es difícil de programar si se sabe comohacerlo. Como en general los lectores deSaber Electrónica no tienen por qué ser pro-gramadores, proponemos el uso de programasya escritos.

A continuación enlistamos algunos de lossoftware que pueden utilizarse con el disposi-tivo sugerido por ELM Electronics, que hemosdesarrollado ampliamente en la edición ante-

rior (detalles de funcionamiento y armado,diseño de la placa de circuito impreso, etc.). Lagran mayoría posee con Saber Electrónicalicencias con condiciones de uso educativogratuitas para nuestros lectores.

O OBD GAUGE Software de fácil uso queposee funciones básicas de lectura y borrado decódigos de error y lectura de parámetros de sen-sores. Ideal para Palm y Pocket PC (figura 1).

http://www.qcontinuum.org/obdgauge/

O OBD-II SCANMASTER Software con exce-lente desarrollo visual, que brinda funcionesde lectura y borrado de códigos de error, lectu-ra de parámetros de sensores y una gran can-tidad de recursos que explicaremos en esteartículo, figura 2.

http://www.wgsoft.de

O OBD-II SCANMASTER PRO: Es el mismosoftware que el anterior pero con mayores



Figura 1

Figura 2


recursos y sólo disponible en su versiónDEMO en forma gratuita, figura 3.

http://www.obd-2.de/screensm.html

O OBD2CRAZY SOFTWARE: Brinda informa-ción con datos flexibles y funciones avanza-das. Lee códigos y los borra. Permite progra-mar parámetros y es muy intuitivo para usar,figura 4.

http://www.obd2crazy.com/software.html

O EASYOBDII SOFTWARE: Este es un softwa-re que puede comprar por Internet a un preciobajo (menos de 30 dólares). Sin embargo, lopodrá utilizar por ser lector de SaberElectrónica sin fines comerciales, es un com-promiso ético y confiamos en nuestros lecto-res. Entre otras cosas brinda funciones de lec-tura y borrado de códigos de error, lectura deparámetros de sensores intercambio de infor-mación, programación, etc. figura 5.

http://easyobdii.com/

O OBD2 SPY: Excelente Software con muybuenos gráficos, plataforma estable, funcionesde lectura de sensores toma de datos en tiem-po real, etc. Posee una versión shareware yotra con licencia comercial cuyo costo rondalos 50 dólares, figura 6.

www.obd2spy.com

O DIGIMOTO: Un software muy intuitivo quetambién se usa para leer y borrar códigosDTC. También se utiliza para medir el rendi-miento del vehículo y el estado de sus siste-mas en cualquier punto dado en el tiempo. Ajuzgar por las consultas recibidas por lectores,este software es muy utilizado en el campolaboral pero si bien posee un DEMO gratuito,su uso comercial requiere una licencia. Estainformación se puede registrar en un archivo yse guarda en Excel, figuras 7 y 8.

www.digimoto.com

4141Capítulo 3


Figura 3

Figura 4

Figura 5

Figura 6


O PCMSCAN: Idioma Español: Permite leery borrar códigos DTC, lectura de datos conge-lados, visualización gráfica, gráficas de dina-mómetros, datos de sensores (figura 9).

www.palmerperformance.com

O PROSCAN: IDIOMA INGLÉS: Permite leerborrar códigos DTC, datos congelados, visua-lización gráfica, Hp, torque, presión de com-bustible, visualización e impresión de reportes,figura 10.

www.myscantool.com

O SCANXL-ELM: Idioma Español: ofrece unamplio diagnóstico para Ford, Lincoln,Mercury, etc. en las siguientes áreas: motor,Transmisión (caja), abs, airbag, etc.

Permite leer y borrar códigos DTC, transmi-sión, abs, airbag, datos congelados, visualiza-ción gráfica, gráficas de dinamómetros, datosde sensores, etc, figura 11.

www.palmerperformance.com

Otros softwares que se pueden emplearson los siguientes:

* Scantool.net* GM Mode 22 Scan Tool by Terry* OBD Logger by Jonathan Senkerik* OBD2 Scantool by Ivan Andrewjeski* OBDII for ELM322 by David Huffman* pyOBD by Donour Sizemore for MacOSX

and Linux



Figura 7

Figura 8

Figura 9

Figura 10

Figura 11


* RDDTC by Pete Calinski* Real Scan by Brent Harris* ScanTest for Pocket PC by Ivan Ganev

aka a-ser* wOBD by WDT * Real Scan by Brent Harris* PCMScan para Windows* ScanMaster Elm 1.4 (Incluido Demo)* WGIobdii (Ver. 3.4a)

En general, cualquiera de estos programasrealiza las siguientes funciones:

- Muestra en pantalla los códigos DTC- RPM del motor- Lee los 9 modos de diagnóstico- Valor calculado de carga- Temperatura del refrigerante- Status del sistema de combustible- Velocidad del automóvil- Cálculo de combustible en reposo- Cálculo del combustible en carga- Presión del colector de admisión- Avance- Temperatura de Aire de entrada- Flujo de Aire- Posición absoluta de la válvula regulado-

ra- Voltajes del sensor de oxígeno asociados

al ajuste en reposo (a corto plazo) del com-bustible

- Presión del Combustible- Datos de Freeze Frame- Resultado de test sobre el sensor de oxí-

geno continuo y no continuo- Grafica datos- Entrega reportes del vehículo y los graba

para entrega al cliente- Exporta datos- Muchos más funciones especiales que

iremos describiendo en este artículo.

Recuerde que la interfase que hemos des-cripto en el capítulo anterior (cuyo circuito segrafica en la figura 4 de dicho capítulo) admitelos siguientes protocolos:

1. SAE J1850 PWM (41.6 kbaud).2. SAE J1850 VPW (10.4 kbaud).3. ISO 9141-2 (5 baud init, 10.4 kbaud).4. ISO 14230-4 KWP (5 baud init, 10.4

kbaud).

5. ISO 14230-4 KWP (fast init, 10.4 kbaud)6. ISO 15765-4 CAN (11 bit ID, 500 kbaud)7. ISO 15765-4 CAN (29 bit ID, 500 kbaud)8. ISO 15765-4 CAN (11 bit ID, 250 kbaud)9. ISO 15765-4 CAN (29 bit ID, 250 kbaud)

Esta característica hace que pueda usarsecon los programas mencionados en la mayoríade los vehículos fabricados en los últimos 5años y en gran parte de los fabricados desde1997 en adelante (dependiendo del país oregión de fabricación).

La lista de modelos de diferentes marcases interminable pero, atendiendo a los cochesque se han comercializado en América Latinaen la última década, me permito listar lossiguientes modelos que pueden ser escanea-dos con esta interfase:

Ford Fiesta Max Canbus.Ford Fiesta Max Common Rail.Ford Escort 1.6 motor Zetec Rocam

Canbus.Ford Focus 1.6 Canbus.Ford Focus Common Rail.Ford Ecosport 1.6 y 2.0.Peugeot 206 OBDII.Peugeot 206 Common Rail.Peugeot 207.Peugeot 307.Peugeot Partner OBDII.Citroen C3.Citroen C4.Citroen C5.Citroen Berlingo.Volkswagen Fox.Volkswagen Suran (doble sonda).Volkswagen Gol Trend.Volkswagen Voyage.Fiat Uno Fire año 2008 central: IAW

4AFB.UB2.Fiat Linea Dualogic año 2009 Central: IAW

4DF.DV.Fiat Siena HLX año 2008 central: DELPHI

EOBD3.Fiat Estrada1.8 año 2009 central: DELPHI

EOBD3.Fiat Idea 1.8 año 2007 central: DELPHI

EOBD3.Fiat Stilo Bosch Motronic ME7.3H4M

EOBD.

4343Capítulo 3



Fiat Bravo Magneti Marelli IAW 49FInjection.

Fiat Brava Magneti Marelli IAW 49F SpecialEdition.

Fiat Ducato Bosch EDC15C7 CF3 Diesel.Fiat Fiorino Magneti Marelli IAW

4AF/4EF/59F/5AF.Fiat Idea Bosch Motronic ME7.3H4M

EOBD.Fiat Palio Magneti Marelli IAW

4AF/4EF/59F/5AF EOBD.Fiat Punto Bosch Motronic ME7.3H4M

EOBD.Renault Clio II Dci 1.5 Common Rail.Renault Kangoo OBDII, Renault Kangoo

Dci 1.5 Common Rail, Renault Logan 1.6 8 val-vulas, Symbol, Megane II.

Chevrolet Corsa II 1.8 con acelerador elec-trónico, Chevrolet Meriva 1.8 con cajaEasytronic.

Chrysler Neon 2000 LE, LX, ChryslerGrand Caravan.

Suzuki Grand Vitara HDI.Nissan Tiida.Land Rover Freelander TD4 Motor: BMW

2.0lts Turbo Diesel.Alfa Romeo 145, Alfa Romeo 146, Alfa

Romeo 147, Alfa Romeo 156, Alfa Romeo 159.Alfa Romeo 166, Alfa Romeo GT.BMW X3, X5.BMW Z3.Chevrolet Blazer.Chevrolet Lumina, Camaro, Caprice, 96´

en adelante.Chrysler Dakota.Dodge Ram.Chrysler Stratus 98 en adelante.Chrysler Intrepid.Chrysler PT Cruiser.Chrysler Sebring, Caravan, etc. 97 en ade-

lante.Ford Explorer.Ford Escape.Ford Ranger.Honda Civic, Honda Accord, Honda CRV

(2003 en adelante).Toyota Corolla, Toyota Avensis, Toyota

Camry, Toyota RAV4 (2003 en adelante).Jeep Cherokee, Jeep Grand Cherokee

97én adelante.Mitsubishi Eclipse 01én adelante.

Mitsubishi Galant 01én adelante.Mitsubishi Lancer, 01´ en adelante.Nissan Sentra 01´ en adelante.Etc.

A su vez, el escáner es capaz de leer prác-ticamente la totalidad de los vehículos últimomodelo (ejemplo Fiesta 2010, Partner 2010,Corolla 2010, etc.) dado que los fabricantesestán integrando a los últimos modelos el pro-tocolo CAN BUS, compatible con este escá-ner.

Como dijimos, la lista es muy extensa.Desde nuestra web podrá descargar un listadode más de 5000 modelos de vehículos de dife-rentes marcas y años de fabricación, para elloingrese a:

www.webelectronica.com.mx

Haga clic en el ícono password e ingrese laclave obdescáner.

El ELM327 detecta automáticamente elProtocolo correspondiente al Vehículo queestá conectado.

Soporta identificadores de parámetros(PIDs) genéricos SAE J1979 (Modo $01) de$00 a $4E.

Muestra con gráficos o indicadores toda lainformación o solamente la seleccionada, res-pecto de las mediciones soportadas por elcontrolador OBD-II del vehículo.

Permite ver la condición del sistema delvehículo cuando una emisión relacionada conun código de error se ha obtenido en el modoFreeze Frame.

Elimina toda la información proveniente dediagnósticos realizados en Modo $04.

Lee Códigos de Error DTC (y sus descrip-ciones estándar según SAE) que provocanque la luz del “Check Engine” se encienda.Además, muestra los códigos de error noestandarizados por SAE y las descripcionesentregadas por la ECU (computadora) delvehículo.

Soporta más de 4200 descripciones de




códigos de error genéricos de SAE J2012 ymás de 3600 códigos OBD-II mejorados, o loscódigos definidos por el mismo fabricante delequipo (OEM).

Según lo dicho en el capítulo anterior,podemos resumir que la interfase construidacon el ELM327, mediante el uso de alguno delos programas mencionados más arriba permi-te:

* Revisar los resultados de los tests de sen-sores de oxígeno realizados por el módulo decontrol del motor del vehículo en modo“Sensor de Oxígeno” (Modo $05).

* Mostrar los resultados de los “Test No-Continuos” realizados, específicos del fabri-cante del vehículo (Datos Modo $06) con elmodo “Resultado de Test de Monitoreo”.

* Presentar un diagnóstico de monitoreocontinuo realizado mientras el vehículo estuvoen funcionamiento. Esto incluye reporte defallas que no han sido detectadas aun a travésdel modo “Códigos de Error Pendientes”.

* Mostrar información específica correspon-diente al vehículo, tales como valores de iden-tificación VIN, ID de calibración, número deverificación de calibración, seguimiento deldesempeño en marcha, etc.

QUÉ VEHÍCULOS TIENEN OBD II

En resumen, según lo visto hasta elmomento, podemos decir que tienen OBDII odos los vehículos y camionetas cons-truidos para ser vendidos en EEUU a par-tir del año 1996 deben ser compatiblescon OBD-II. La Comunidad Europeaadoptó los mismos términos a partir delaño 2000 para los vehículos con motor anafta, y a partir del año 2003 para losvehículos con motores diesel.

Un vehículo compatible con OBD-IIpuede usar cualquiera de los 5 protocolosmencionados anteriormente. Los fabri-cantes de automóviles fueron autorizadosa utilizar el protocolo CAN a partir de losmodelos del año 2003.

A los efectos de que se le facilite el uso delos programas que dscribimos en esta edición,a continuación reiteramos algunos conceptossobre los conectores OBD II y su ubicación enlos automóviles así como también los métodosde diagnóstico. Si desea más informaciónsobre este tema, lea el capítulo 2 de esta obra.

MANEJO E INTERPRETACIÓN

DEL PROGRAMA SCANMASTER

Como dijimos, son muchos los programasque permiten dar una interfase gráfica a losdatos entregados por la interfase ELM327. Alos fines prácticos explicaremos el uso del pro-grama ScanMaster-ELM, que es uno de losreferentes en la mayoría de los sitios deInternet que hablan sobre el tema y cuyo costoes de orden de los 75 dólares.

Ud. puede solicitar versiones DEMO, utili-zar el programa full durante un tiempo, oemplear licencias educativas con el compromi-so de no usarlo con fines comerciales. Esdecir, una vez que ya sepa usarlo y que va acobrar por escanear un coche, deberá com-prar el programa, para lo cual puede contactara WGSoft en su página de Internet:http://www.wgsoft.de

Una vez que tenga el programa y lo hayainstalado en su computadora podrá utilizarlo

4545Capítulo 3



con la interfase con ELM 327, cuyainstalación se explicó en el capítuloanterior (la interfase requiere la insta-lación de drivers para que sea recono-cida por la computadora tipo PC comoun dispositivo conectado en un puertoUSB).

A modo de repaso, digamos que,una vez instalados los drivers de lainterfase, debe conectarla a la compu-tadora PC y luego al conector OBD IIdel vehículo, que debe estar en mar-cha o en contacto. Si la instalación delos drivers es correcta, de inmediato lacomputadora PC reconocerá a la inter-fase y la computadora de a bordo se sincroni-zará con la computadora tipo PC de modo quela comunicación se pueda efectuar. Este pro-cedimiento se pone en evidencia a través delparpadeo de los Leds de la interfase hasta lle-gar al encendido del Led de sincronismo, locual indica que la interfase está preparadapara que la PC y la ECU puedan comunicarse(a través de la interfase ELM327).

Ahora podremos ejecutar la interfase gráfi-ca para completar los pasos del “escáner”.

Haremos la explicación en base a una ver-sión “liberada” para estudiantes, que Ud.podrá descargar gratuitamente y que tiene lalimitante con respecto al programa actual ofre-cido por la empresa, que no se puede actuali-zar y que presenta un entorno gráfico un pocodiferente.

Sin embargo, es la que empleo para gene-rar los videos de entrenamiento y la que me hapermitido “jugar” con más de 30 vehículos dediferentes marcas y modelos.

Nota: aclaro que empleo el término “jugar”porque no soy experto ni entendido en mecá-nica automotriz y que, por ello, me limito a pre-sentar un informe sobre las posibilidades deun escáner usando el programas ScanMaster-ELM. Los técnicos, mecánicos y profesionalesseguramente podrán obtener mejores resulta-dos que los que presento en este informe yque surgen de seguir paso a paso el manualde usuario del fabricante para comprobar cadapaso especificado.

Pero, antes de comenzar a trabajar con elprograma ScanMaster-ELM (que será nuestrainterfase gráfica), es recomendable revisar las



Figura 12

Figura 14Figura 13


opciones más importantes. Ejecute el progra-ma. Aparecerá la pantalla de la figura 12, quees la pantalla de inicio. Lo invita a conectar lainterfase con el programa para tener comuni-cación con el vehículo, pero antes de hacerlovaya al menú de opciones y se desplegará laimagen de la figura 13.

Puerto: Puede seleccionar la “configuraciónmanual” o “detección automática”. En caso deseleccionar manualmente el puerto, debe ajus-tar al Puerto COM donde se encuentra conec-tada la interfase. Si selecciona la opción auto-mática, detectará el puerto automáticamente.

Interfase - Protocolo: Seleccione el proto-colo de diagnóstico correcto correspondienteal vehículo. Si usted no sabe cuál es exacta-mente el protocolo del vehículo o trabaja condistintos vehículos, seleccione “0 -

Automático”. En este caso, la interfase busca-rá el protocolo correcto y establecerá la cone-xión con el vehículo.

Lenguaje: haciendo clic en la pestaña“Language” se desplegará la imagen de lafigura 14 y podrá seleccionar el lenguaje(español en nuestro caso), teniendo en cuentaque una vez elegida esta opción, debe reiniciarel programa para que los cambios tenganefecto. La opción “Metric” permite trabajar conel sistema Métrico o Inglés. Usted puededeterminar su elección en esta misma venta-na.

Volviendo a la pantalla de opciones (figura13) si hace clic en la pestaña “General”, apa-recerá la ventana de la figura 15 donde debodecirle al programa qué es lo que yo quieroque él haga cuando salgo de dicho programa,

es decir, si quiero que me “restaure”los datos selecciono las casillas“Tamaño del Formulario” y “Posicióndel Formulario

La pestaña “Gráficos” del menú deopciones (figura 16) permite personali-zar los colores de la presentación delprograma, así como las propiedadesde texto.

Por último, la pestaña “Usuario”permite que Ud. personalice el progra-ma con sus datos. Estos datos sonusados para el reporte del diagnóstico.

En la figura 17 tenemos la pantalla

4747Capítulo 3


Figura 16Figura 15

Figura 17


de inicio luego de haber dado un clicen el Botón “Connect” de la pantalla deinicio. El Botón de Desconexión termi-na esta comunicación.

Note que la pantalla, al conectar laPC con el vehículo, brinda datos de lainterfase y del protocolo usado

Explicaremos ahora la función decada una de las pestañas correspon-dientes al menú de inicio.

Información del Vehículo

Esta ventana, figura 18, muestra lainformación general del vehículo (VIN,CALID, CVN, IPT), donde:

VIN: Vehicle Identifikation NumberCLID: CAL.ID: Calibration

IdentificationCVN: Calibration Verification

Number

Estado del Sistema

Esta ventana, figura 19, muestra elestado de la luz del Check Engine, elnúmero de Códigos de Error y los testcompletos.

En esta ventana se muestran todaslas computadora a las que se podránacceder (en general solamente seaccede a la computadora principal,pero es posible también tener contactocon subsistemas).

En esta figura se puede observarque el escáner detecta la lámpara demal funcionamiento encendida, que hadetectado 9 códigos de error (DTC) yque sólo tiene contacto con una com-putadora.

Códigos de Error (Trobles Codes)

La pantalla de la figura 20 muestra las

Códigos de Error Guardados (Modo $03) ypendientes (Modo $07). Para leer los códigosdebe presionar el botón “Leer”.



Figura 18

Figura 19

Figura 20


Existen dos categorías de Códigos deError: los Genéricos y los Aumentados. Loscódigos genéricos son estándar para todos losfabricantes de vehículos. Los códigos aumen-tados, que no son genéricos, son programa-dos por cada fabricante, no son únicos y pue-den coincidir con los de otro fabricante o, inclu-so, en el mismo fabricante pero en diferentesmodelos.

Para mostrar los códigos específicos decada fabricante seleccione “Fabricante”(Manufacturer) en el menú.

Si usted encuentra que los códigos no tie-nen sentido lógico, revise el manual de servi-cio de su vehículo para conocer el significadode los códigos de error.

Recuerde:

· Las inspecciones visuales son importan-tes.

· Los problemas con cableados y conecto-res son comunes, especialmente en fallasintermitentes.

· Algunos problemas mecánicos(pérdidas de vacío, atascamientos oacoplamientos, etc.) pueden hacer queun sensor que esté funcionando bien,de indicación de que presenta fallas.

· La información incorrecta del sen-sor puede provocar que la ECU delvehículo controle el motor incorrecta-mente. Una falla en el motor inclusivepuede hacer que la ECU muestre queun sensor que esta bueno como malo.

Para eliminar la información dediagnóstico, es decir, para “resetearlos códigos de error DTC debe presio-

nar el botón “Limpiar”. La venta-na “Diagnósticos de Códigos deError Guardados” de esta panta-lla muestra las emisiones relacio-nadas con los Códigos de Error.La información se presenta entres columnas que son:

Nº de Código de error DTC.Computadora que entrega la

información.Descripción del Error

Detectado.

Es decir, eL programa mostra-rá la cantidad de Códigos deError registrados, así como tam-bién la ECU que los está regis-trando.

La ventana “Diagnósticos deCódigos de Error Pendientes” leda la posibilidad de obtenerresultados de test relacionados

4949Capítulo 3


Figura 21

Figura 22


con las emisiones de los componentes y siste-mas que son monitoreados continuamente.Muestra el reporte de los tests que han falladomientras se conducía normalmente el vehículopero que no se presentaron la cantidad o eltiempo suficiente como para que se enciendala luz de aviso del “Check Engine”. Los resul-tados se presentan en el formato de Códigosde Error junto con la información de la ECUcorrespondiente al reporte.

Un clic en el botón “Eliminar” (CLear) elimi-na todas las señales que muestra la luz deCheck Engine, provocadas por Códigos deError.

Esta función, también elimina informacióndiagnosticada adicional que el controladorregistró. Esto Incluye:

· Número de Códigos de Error.· Diagnósticos de Fallas.· Códigos para datos Freeze Frame.· Datos Freeze Frame.· Datos de testeo de Sensores de Oxígeno.· Estado del sistema de monitoreo.· Resultado de test de monitoreo abordo.· Distancia recorrida con la luz del Check

Engine encendida.· Número de avisos desde que se elimina-

ron los registros de Códigos de Error.· Distancia Recorrida desde que se elimi-

naron los Códigos de Error.· Minutos de funcionamiento del motor con

luz Check Engine encendida.· Tiempo desde que los Códigos de Error

fueron eliminados.

¿Cómo buscar el significado de un códigode error?

El programa tiene integrado una base dedatos con los códigos de error de las distintasmarcas de fabricantes.

Si usted desea tener una descripción máscompleta para un código, debe pinchar elsímbolo de la lupa en el menú de inicio.Aparecerá una ventana como la de la figura21 donde puede ingresar el código. Se mos-trará la información para este código segúncada fabricante.

¿Cómo se interpreta un código de error?

El estándar SAE J2Q12 define un códigode 5 dígitos en el cual cada dígito representaun valor predeterminado. Todos los códigosson presentados de igual forma para facilidaddel mecánico.

Algunos de éstos son definidos por esteestándar, y otros son reservados para uso delos fabricantes. En la figura 22 tenemos unadescripción de cómo se debe interpretar unDTC.

El código tiene el siguiente formato YXXXX(ej, P0308).

Donde Y, el primer dígito, representa la fun-ción del vehículo:

P - Electrónica de Motor y Transmisión(Powertrain).

B - Carrocería (Body). C - Chasis (Chassis). U - No definido (Undefíned).

El segundo dígito índica la organizaciónresponsable de definir el código.

0 - SAE (código común a todos las mar-cas).

1 - El fabricante del vehículo (código dife-rente para distintas marcas).

El tercer dígito representa una funciónespecífica del vehículo:

0 - El sistema electrónico completo. 1 y 2 - Control de aire y combustible. 3 - Sistema de encendido. 4 - Control de emisión auxiliar. 5 - Control de velocidad y ralentí. 6- ECU y entradas y salidas. 7 - Transmisión.

El cuarto y quinto dígito están relacionadosespecíficamente con la falla.

Entonces el código P03Q8 indica un pro-blema en la electrónica de motor (P), definidopor SAE (0) y común a cualquier vehículo,relacionado con el sistema de encendido (3), yfalla en el cilindro #8 (08).

IMPORTANTE: puede haber códigos de




falla almacenados en la ECU que no activen laMIL (luz de indicación de avería).

Cuando se produce un fallo relativo a emi-siones, el sistema OBDII no solo registra uncódigo, sino que también registra una instantá-nea de los parámetros de operación del vehí-culo (estado de los sensores) para ayudar aidentificar el problema (freeze frame, explicadoanteriormente).

Freeze Frame

Seleccionando la pestaña Freeze Framedel menú de inicio aparece la ventana de lafigura 23. Presione “Leer” para leer los datosde Freeze Frame. La pantalla de FreezeFrame muestra la información tal como fue

guardada por la ECU del automóvil.Cuando un Error hace que se encien-da la luz del Check Engine, el compu-tador del auto guarda los valores delos sensores en el instante en que ocu-rre el error. Si se produce un error segenerará un Freeze Frame.

Cada vehículo es compatible condiferentes complementos de sensores.La pantalla de Freeze Frame muestrasolo los sensores apropiados para elvehículo bajo análisis. Esta pantallapermanecerá en blanco si es que noexiste ninguna información de errorque genere datos de un Freeze Frame.

Tenga en cuenta que pueden habervarios conjuntos de sensores quegeneran distintos Freeze Frame. Unclic con el botón izquierdo del mouseen la flecha hacia arriba o hacia abajodel campo “OBD II Mandated”, cambia-rá el número de frame requerido. Elbyte del Número de Frame indicará 0para la solicitud de datosFreezeFrame. Los fabricantes puedenagregar Freeze Frames adicionales.

Sensores de Oxígeno

Al seleccionar la venta “Sensoresde Oxígeno” del menú de inicio aparecerá unaimagen como la mostrada en la figura 24.Haga clic en el botón “Leer” para tener datosde los sensores.

Esta pantalla muestra el resultado del aná-lisis de los Sensores de Oxígeno del Vehículo.Los resultados mostrados son medidos por laECU y no por la Interfase ELM327. No sonvalores en tiempo real, ya que muestra la infor-mación del último análisis de los sensores deOxígeno guardada en la ECU.

Resultados de Monitoreo

La opción “Monitored Test Result” del menúde inicio despliega una pantalla como la mos-trada en la figura 25. Este modo permite acce-

5151Capítulo 3


Figura 23

Figura 24


der a los resultados para los test demonitoreo a bordo de componentesespecíficos y sistemas que no sonmonitoreados continuamente. Losresultados de los test son solicitadospor la ID del test.

El fabricante del vehículo es res-ponsable de asignar las “ID de testdefinidos para diferentes test de un sis-tema monitoreado. Los últimos valoresde los test (resultados) son los que seguardan, incluso bajo varios ciclos deencendido del vehículo, hasta serreemplazados por nuevos valores(resultados). Los resultados de los Testson requeridos por la ID del Monitor deDiagnostico abordo. Los resultados sereportan siempre con los parámetrosmáximos y mínimos.

Si no se ha realizado un monitoreoabordo por lo menos una vez desdeque se eliminaron o reiniciaron las emi-siones de diagnóstico, o desconexiónde la batería, entonces los resultadospara comparar con los parámetrosserán mostrados con valor = 0.

El programa ScanMaster-ELM tieneincorporada una base de datos de des-cripciones y escalas de valores obteni-das directamente de los fabricantes. Silos resultados de los test se encuen-tran registrados en la base de datos, elprograma los interpretará directamen-te.

Tenga en cuenta que no todos losresultados de los test están documen-tados por los fabricantes y que, inclu-so, algunos fabricantes no tienen testcompatibles con los almacenados en elprograma y, por lo tanto, nada se mos-trará en ella si éste es el caso.

Planilla de Datos en Tiempo Real

Se accede a esta opción “Live Data Grud”del menú de inicio, figura 26. En esta pantallase muestra un listado de los parámetros bajo

análisis que están disponibles y que son com-patibles con el vehículo bajo test. Para leer losdatos presione el botón “Leer”.



Figura 25

Figura 26

Figura 27


Ahora bien, si en el menú de inicio selec-cionamos la pestaña “Live Data Meter”, figura27, podemos ver los datos en tiempo real en

formato digital. Se pueden mostrar 4parámetros al mismo tiempo y Ud.puede seleccionar qué datos quierever.

También se pueden ver “Gráficos enTiempo Real”; para ello, en el menú deinicio debe seleccionar la pestaña ”LiveData Graph” y se despliega la ventanade la figura 28. Al igual que para la pan-talla anterior, pueden ser mostrados 4parámetros a la vez.

Configuración PID

El técnico puede seleccionar cuálesson los sensores que me interesa quepresenten reportes. Para conseguirlo,debe presionar la pestaña “PID Config”desde el menú de inicio y se desplega-rá la ventana de la figura 29. Acá ustedpuede decidir cuáles sensores quiereque se muestren.

En cualquier momento usted puedeseleccionar de qué sensor quiere tenerdatos y de cuál no.

Informe del Diagnóstico -Opciones del Reporte

El programa puede preparar eimprimir un informe de diagnóstico.Para hacer esto debe hacer clic en elbotón de “reporte” (figura 30) y debeingresar los datos del cliente en el for-mulario que aparece. Podrá seleccio-nar qué datos serán impresos. En estanueva ventana tiene tres opciones:

Ver - Aquí tiene una vista preliminar deldocumento.

5353Capítulo 3


Figura 28

Figura 29

Figura 30

Figura 31


Guardar - Esta opción le permite guardar elreporte en su disco duro.

Abrir - Con esta opción puede abrir unreporte guardado previamente en su discoduro. El reporte puede ser observado paraluego imprimirlo.

Por último, en la figura 31 se grafica la pan-talla correspondiente a una versión DEMO

actual del programa pero insistimos en que laque aquí presentamos, libre, le brindará exce-lentes resultados.

Los programas y archivos de referencia,explicados en este capítulo y en el anterior lospuede descargar desde el CD que acompaña aesta obra o desde nuestra web: www.webelec-tronica.com.ar con la clave obdescáner.




Según lo que estamos describiendo en estetexto, los vehículos fabricados en la actualidadposeen una computadora capaz de detectar elfuncionamiento de diferentes partes del motor(sobre todo para la inyección electrónica), utili-zando un sistema estándard denominado OBD(On Board Diagnostic). Sin embargo, no todoslos vehículos poseen una computadora gené-rica (o secundaria) que permita realizar dife-rentes avisos para dar confort o facilitar latarea de los conductores. En este capítulo des-cribimos el circuito de una computadora micro-controlada capaz de recibir señales de 8 sen-sores diferentes y controlar 4 salidas, fácil deadaptar a cualquier vehículo, sin importar sucosto ni tecnología y que, entre otras cosas,podrá dar asistencia al conductor para uncorrecto estacionamiento, controlar automáti-camente la temperatura del habitáculo, etc.

INTRODUCCIÓN

Si se “salteó” la lectura delos capítulos anteriores deeste libro, debe saber quedesde aproximadamente1997 los automóviles, en sumayoría, traen incorporadoalgún tipo de circuito micro-controlado que verifica elestado se sensores ubicadosen diferentes partes del vehí-culo y actúa en consecuenciade las señales recibidas.

A los fines de normalizarel funcionamiento de algunoscircuitos, sobre todo lo refe-rente a inyección electrónica,se emplea el denominadocódigo OBD (on board diag-nostic = diagnóstico a bordo)

y desde 2002 es común encontrar en los vehí-culos fabricados por cualquier empresa, lascomputadoras con OBD II y su correspondien-te conector.

Podemos considerar que la computadoraposee dos bloques fundamentales, uno que seencarga de recibir el estado de los sensores yactivar las salidas correspondientes y otro que“traduce” el estado de dichas salidas en códi-gos con la estructura de mensajes de OBD II.

Sin embargo, no todas las funciones auto-máticas están contempladas en el sistemaOBD II y, en muchos casos, la instalación deautomatismos adicionales permite contribuiren la comodidad de los pasajeros.

La computadora que proponemos en estecapítulo permite el sensado de hasta 8 even-

5555Capítulo 4

COMPUTADORA DE A BORDO SECUNDARIA PARA CONFORT

Capítulo 4COMPUTADORA DE A BORDO SECUNDARIA

PARA CONFORT

Cap 4 Computadora a Bordo 2/7/11 5:18 PM Página 55

tos, capaces de controlar 4 salidas, de mane-ra que a ella se pueden conectar las señalesprocedentes del sensor de combustible, detemperatura del motor, de inyectores, etc. yactivar diferentes salidas en función de esta-dos de programación establecidos por el técni-co.

Si bien existe una gran cantidad de posibi-lidades, describiremos un programa quepuede controlar 3 eventos (de las 8 entradasdisponibles) que comandarán a dos de lascuatro salidas disponibles, de manera queestá predispuesto como un sistema de alarmaya sea antirrobo o de seguridad. Por fines deespacio es imposible brindar todas las posibili-dades pero en diferentes ediciones describire-mos distintos automatismos capaces de sercontrolados con esta central.

Para esta primera aplicación, se proponeque una de las entradas esté conectada a lossensores de puerta, otra al sensor de tempe-ratura y la tercera al sensor de combustible;luego, si el motor está apagado la computado-ra funciona como sistema antirrobo (una salidase conecta a la bocina o a una sirena externay/o a una electroválvula para impedir el pasode combustible). Sin embargo, con esta com-putadora podremosrealizar un sistemade guía para esta-cionamiento asistido(figura 1), controlarla temperatura delhabitáculo, controlarla velocidad máxima,etc.

Respecto denuestra primera apli-cación, si el motorestá en marcha,entonces se anula elsistema antirrobo ycomienza el monito-reo tanto de la tem-peratura como delcombustible para darun sistema de avisocuando el combusti-ble esté bajo y apa-

gando el motor (o dando un aviso) cuando seha sobrepasado una determinada temperatu-ra. Obviamente, las combinaciones disponi-bles son muchas y en el artículo se explicanlas diferentes variantes para que, una vezestudiado el curso, se pueda utilizar la compu-tadora para los fines que el técnico determine.

LAS COMPUTADORAS DE A BORDO

Las computadoras para coche son cadavez más populares. Por supuesto ya no noscontentamos con tener un equipo de música.Ni siquiera con tener un GPS (sistema de posi-cionamiento global) que nos indique dóndeestamos y hacia donde vamos. Queremos irmás allá. Queremos entretener a nuestrospasajeros con una película en DVD, o con laTV. Queremos que tengan la posibilidad dejugar con su consola o que puedan acceder aInternet con el ordenador de a bordo.

Aunque a algunos les parezca increíble,todo esto es posible gracias a la tecnologíaactual. Existen mil maneras de elegir e instalaruna computadora y esto se debe a que uno delos mejoramientos más apasionantes en la


5656 Escaners e Interfases OBD II

Figura 1. Mediante la instalación de sensores de proximi-dad, la computadora puede realizar el estacionamiento

asistido de un vehículo


industria automotriz fue el agregado de diag-nósticos a bordo (OBD) en los vehículos o,dicho en forma más sencilla, la computadoraque activa la luz "CHECK ENGINE" del vehí-culo (figura 2). OBD I fue diseñado para moni-torear sistemas específicos del fabricante paralos vehículos construidos entre 1981 y 1995.

Posteriormente, se desarrolló OBD II, queforma parte de todos los vehículos fabricadosa partir de 1996 vendidos en los EstadosUnidos. Como su predecesor, OBD II fueadoptado como parte de un mandato guberna-mental de reducir las emisiones de los vehícu-los. Pero el factor que hace que OBD II seaúnico es su aplicación universal en todos losautomóviles y camionetas recientes - naciona-

les e importados. Este sofisticado programa enel sistema computarizado principal del vehícu-lo tiene la finalidad de detectar fallas en unagama de sistemas, y puede accederse almismo a través de un puerto OBD II universal,que suele ubicarse debajo del panel de instru-mentos. Para todos los sistemas OBD, si seencuentra un problema, la computadoraenciende la luz "CHECK ENGINE" para adver-tir al conductor, y establece un Código deDiagnóstico de Problema (DTC) para identifi-car dónde ocurrió el problema (figura 3). Pararecuperar estos códigos, se requiere unaherramienta especial de diagnóstico, como elLector de Códigos CAN OBD II, que los con-sumidores y profesionales utilizan como puntode partida para las reparaciones.

El Lector de Códigos CAN OBD II estádiseñado para funcionar con todos los vehícu-los que cumplen con el estándar OBD II. Todoslos vehículos desde 1996 (automóviles, camio-netas ligeras y SUV) vendidos en los EstadosUnidos o fabricados por empresas de dichopaís, cumplen con OBD.

LAS PLACAS MADRE DE LA

COMPUTADORA DE "A BORDO"

Cuando pensamos en una computadorapara coche o similar, necesitamos tener muyclaro cuál es el principal problema con el quenos encontramos: la alimentación a la corrien-te. En un coche, el generador de corriente

5757Capítulo 4


Figura 3. Cuando se enciende la lámpara CHECK ENGINE, se debe conectar un lector OBD oescáner a la computadora del auto para leer el código de error. El escáner puede ser una interfase

que se conecta a cualquier computadora personal.

Figura 2. Cuando la computadora de un vehí-culo equipado con OBD II detecta algún proble-ma, enciende la lámpara CHECK ENGINE quepuede tener diferentes indicaciones, como lasque mostramos en esta figura.


eléctrica, lo representa la batería. Esta bateríadebe ser capaz de alimentar toda nuestra ins-talación. Pero con cuidado, ya que tambiéndebe seguir siendo capaz de alimentar el restode las funciones de nuestro coche.

Es por eso que, a diferencia que en nuestracasa, debemos tener mucho cuidado con laelección de nuestros componentes y vigilarmucho el consumo de éstos. Hay que saber,que tan solo un procesador tradicional como elque tenemos en casa, puede estar consu-miendo mas de 60W. Si a esto le sumamos elresto de componentes, placas, unidades, pan-tallas, etc. un PC doméstico muy normalpuede estar consumiendo por encima de los200W.

Existen fabricantes de placas que se hancuidado de diseñar soluciones para informati-zar las funciones del auto. Por ejemplo, VIAposee placas como las Mini-ITX, Nano-ITX yPico-ITX. Existen más de 10 familias diferen-tes de estas placas y el consumo máximo, delmodelo más potente, trabajando en "full", ape-nas alcanza los 30W. Esto es realmente sor-prendente cuando descubrimos que estas pla-cas incluyen todo: el procesador, la tarjeta grá-fica y las tarjetas de red y de sonido. Otra delas ventajas de estas placas son sus dimen-siones, ya que la mayor ocupan tan sólo17x17cm y la menor apenas 10x7,2cm. Estonos ayudará a que el equipo sea también dereducidas dimensiones si elegimos una cajaque se ajuste a estos formatos.

LOS CONTROLES COMPUTARIZADOS DEL MOTOR

Los Sistemas Electrónicos de ControlComputarizado permiten a los fabricantes devehículos cumplir con las normas rigurosas deemisiones y eficiencia energética impuestaspor los gobiernos estatales y federales.

Como resultado de un aumento de la con-taminación del aire (smog) en las grandes ciu-dades establecieron nuevas reglamentacionesy normas de contaminación del aire paraenfrentar el problema. Una complicación adi-cional fue la crisis energética de principios dela década de los setenta, que causó un

aumento importante en los precios del com-bustible durante un corto período. En conse-cuencia, los fabricantes de vehículos no sola-mente se vieron obligados a cumplir con lasnuevas normas de emisiones, sino también ahacer sus vehículos más eficientes en el usode la energía. Se requirió que la mayoría delos vehículos cumplieran con un estándar dekilómetros recorridos por litro de nafta consu-mido.

Para reducir las emisiones de los vehícu-los, se necesita un suministro preciso de com-bustible y un ajuste preciso del encendido delas bujías. Los controles mecánicos del motorque se usaban en esa época (como puntos deencendido, adelanto mecánico del encendido yel carburador) respondían demasiado lenta-mente a las circunstancias de la conduccióncomo para controlar debidamente el suministrode combustible y el encendido de las bujías.Con esto, era difícil para los fabricantes devehículos cumplir con las nuevas normas.

Era necesario diseñar un nuevo Sistema deControl del Motor, e integrarlo con los contro-les del motor con el fin de cumplir con las nor-mas más estrictas. El nuevo sistema teníaque:

* Responder instantáneamente para sumi-nistrar la mezcla correcta de aire y combustiblepara cualquier situación de conducción (mar-cha lenta, crucero, conducción a baja veloci-dad, conducción a alta velocidad, etc.).

* Calcular instantáneamente el mejormomento para "encender" la mezcla de aire ycombustible para lograr la máxima eficienciadel motor.

* Llevar a cabo ambas tareas sin afectar elrendimiento del vehículo o la economía decombustible.

Los Sistemas Computarizados de Controldel Vehículo son capaces de efectuar millonesde cálculos cada segundo. Esto hace quesean un sustituto ideal de los controles mecá-nicos del motor, que son más lentos. Al pasarde los controles mecánicos a los controleselectrónicos del motor, los fabricantes de vehí-culos están en condiciones de controlar el




suministro de combustible y el encendido enforma más precisa. Algunos Sistemas deControl Computarizado más nuevos tambiénproporcionan el control de otras funciones delvehículo, como los sistemas de transmisión,frenos, carga, chasis y suspensión.

EL SISTEMA COMPUTARIZADO BÁSICO

DE CONTROL DEL MOTOR

En los automóviles actuales, la computado-ra a bordo es el alma del Sistema de ControlComputarizado. La computadora contienevarios programas con valores de referenciapredeterminados para la relación entre el airey el combustible, el punto de ignición, el anchode pulso del inyector, la velocidad del motor,etc.

Estos equipos entregan reportes separa-dos para las distintas situaciones de conduc-ción, como marcha lenta, baja velocidad, altavelocidad, baja carga o alta carga. Los valoresde referencia predeterminados representan lamezcla ideal de aire/combustible, el punto deencendido, la selección de marchas de trans-misión, etc. para cualquier situación de con-ducción. Estos valores están programados porel fabricante del vehículo, y son específicospara cada modelo.

En general, las computadoras a bordoestán ubicadas dentro del vehículo, detrás delpanel de instrumentos, bajo el asiento delpasajero o del conductor, o detrás del "kickpanel" derecho. Sin embargo, algunos fabri-cantes todavía la colocan en el compartimien-to del motor.

Los sensores, interruptores y accionadoresdel vehículo están ubicados en distintos pun-tos del motor, y están conectados por cableseléctricos a la computadora a bordo. Estos dis-positivos incluyen sensores de oxígeno, sen-sores de temperatura del refrigerante, senso-res de posición del acelerador, inyectores decombustible, etc. Los sensores e interruptoresson dispositivos de entrada. Proveen señalesque representan las condiciones actuales deoperación del motor a la computadora. Losaccionadores son dispositivos de salida.Llevan a cabo acciones en respuesta a loscomandos recibidos de la computadora.

La computadora a bordo recibe informaciónproveniente de las entradas de los sensores einterruptores ubicados en distintos puntos delmotor. Estos dispositivos monitorean condicio-nes críticas del motor, como la temperatura delrefrigerante, la velocidad del motor, la cargadel motor, la posición del acelerador, la rela-ción aire/combustible, etc.

La computadora comparalos valores recibidos de estossensores con sus valores dereferencia predeterminados, ylleva a cabo acciones correcti-vas según sea necesario, demodo que los valores transmi-tidos por los sensores secorrespondan con los valoresde referencia predetermina-dos para las situaciones deconducción actuales. La com-putadora efectúa ajustes,comandando otros dispositi-vos como los inyectores decombustible, el control de airede marcha lenta, la válvula deEGR o el Módulo deEncendido, a fin de realizarestas acciones.

5959Capítulo 4


Figura 4 - Los objetivos principales de la computadora de abordo de un sistema OBD II son detectar fallas en el funciona-

miento del motor, sobre todo, en lo que tiene referencia con el sis-tema de inyección electrónica. Para detectar los errores produci-dos se utilizan escáners o sistemas de diagnóstico que se conec-

tan a dichas computadoras.


Las condiciones de operación del vehículoestán cambiando constantemente. La compu-tadora hace ajustes o correcciones continua-mente (particularmente en la mezcla aire/com-bustible y en el punto de encendido) a fin demantener el funcionamiento de todos los siste-mas del motor dentro de los valores de refe-rencia predeterminados.

LAS FUNCIONES DE LA

COMPUTADORA DE A BORDO

La inyección electrónica de nafta o gasolinaes una de las funciones que puede controlaruna computadora de a bordo; sin embargo, “noes la única función que debe cumplir la com-putadora”. Una computadora puede, entreotras cosas:

* Ayudarnos a estacionar: Por medio desensores de proximidad colocados en losparagolpes, podemos establecer un sistemaque detecte obstáculos y nos dé avisos sono-ros cuando la distancia entre objetos sea infe-rior, por ejemplo, a 10 cm.

* Controlar la temperatura del habitáculo:La colocación de termistores o cualquier otrosensor de temperatura dentro del habitáculodel vehículo nos permitirá realizar el comandoautomático del sistema de aire acondicionado,permitiendo que el mismo se encienda y apa-gue para mantener la temperatura dentro deun rango establecido por el conductor (o cual-quier viajero).

* Encendido automático de luces de posi-ción: La colocación de un LDR o fotocélula enalgún lugar estratégico podrá sensar la ausen-cia de luz suficiente en el exterior y encenderautomáticamente las luces de posición.

* Comando automático de luces altas/bajasen las rutas: Es posible colocar sensores lumí-nicos (LDR) apuntando hacia el sentido demovimiento del vehículo de manera que cuan-do viene de frente un vehículo, automática-mente se desconecten las luces altas y seenciendan las luces bajas.

* Sistema Anti Asalto: Mediante diferentes

técnicas de sensado (peso y altura del con-ductor, por ejemplo) es posible realizar un sis-tema electrónico que no permita el encendidodel automóvil si el conductor no está autoriza-do. Mediante esta técnica no es preciso sensarni las huellas digitales, ni la introducción decódigos de seguridad, basta con sentarse,aguardar la estabilidad del sistema y permitir elarranque del vehículo.

La mayoría de los vehículos estándarposee sólo algunas de las situaciones mencio-nadas (y en muchos casos ninguna de ellas),es por eso que proponemos el armado de unacomputadora que no responda al sistema OBDpero que realice tareas por nosotros en formaautomática. Incluso, puede “modificar” algunascondiciones de la inyección electrónica parafines particulares.

Si bien no es objeto de este artículo hablarsobre el sistema OBD ni sobre la InyecciónElectrónica, creemos necesario mencionar lasfunciones de algunos sensores y actuadorespor si Ud. quiere “programar” la computadoraque describiremos para fines específicos.También le comentamos que si Ud. deseasaber más sobre los sistemas OBD, qué es unsistema CAN, cómo se interpretan los códigosde error, qué es un escaner OBD y cómo se loconstruye, etc. puede descargar un cursocompleto sobre OBD de nuestra web:www.webelectronica.com.ar, haciendo click enel ícono password e ingresando la clave:“cursoOBD”.

LA COMPUTADORA PROPUESTA

Los lectores de Saber Electrónica ya cono-cen a los sistemas de cómputo PICAXE. Setrata de microcontroladores de uso educativoque se han convertido en herramientas muyempleadas en uso automotor. Utilizando laplaca descripta en Saber Electrónica Nº219, elPLC de Saber Electrónica Nº228 y el sistemade programación actual “Programming Editor5.3.1” proponemos que arme una computado-ra “fácil de programar” por cualquier operadorque lea este artículo y que se “interese” en“aprender” los pasos mínimos para manejar elprograma. Por lo tanto, antes de explicar el cir-




cuito eléctrico de la placa, vamos a explicarnuevamente qué es PICAXE y cómo se usa elprograma PROGRAMMING EDITOR que per-mitirá programar nuestra placa en función delas actividades requeridas.

ALGUNOS CONCEPTOS SOBRE PICAXE

Reiteramos que hace más de 7 años quehablamos de los microcontroladores PICAXE,pero somos conscientes que este artículopuede ser leído por mecánicos o estudiantesque hasta ahora no estaban interesados en losmicrocontroladores. Por eso, vamos a recordaralgunos conceptos fundamentales. Pero antesde ello, sepa que si quiere aprender a trabajarcon PICAXE no requiere mucho dinero, tam-poco es necesario que construya circuitosimpresos para practicar, basta con emplear unprotoboard o experimentador digital. Hoy, unPICAXE-08 se consigue facilmente y cuestaun poco más de 3 dólares, por lo tanto, notiene excusas para aprender.

¿Cómo se escriben los programas?

Los programas se dibujan como organigra-mas o se escriben como listados de comandosBASIC. Programar en BASIC es fácil, yahemos dado varios ejemplos y continuaremoshaciéndolo.

¿Cómo se transfiere el programa al micro-controlador?

El microcontrolador PICAXE-08 se progra-

ma conectando un cable desde el puerto seriede la computadora a un conector en el circuitoimpreso (PCB) a un lado del microcontrolador.Este conector (el cual se parece a los conec-tores de audífonos utilizados en los reproduc-tores portátiles de CD) se encaja a dos patasdel microcontrolador y a la conexión de 0Vdesde la batería. Esto permite que la PC y elmicrocontrolador “hablen” para permitir la des-carga de un nuevo programa en la memoriadel microcontrolador.

El conector y el circuito de interface seincluyen en todo circuito impreso diseñadopara utilizarse con el microcontrolador PICA-XE-08. Esto permite reprogramar al microcon-trolador PICAXE sin sacar el chip del circuitoimpreso - ¡Simplemente conecte el cable cadavez que desee descargar un nuevo programa!

¿Cómo era eso de la salida 0 y la progra-mación del micro?

En el sistema PICAXE-08 la pata 7 tienedos funciones, cuando se está “ejecutando” unprograma, la pata se denomina salida 0 ypuede controlar salidas tales como LEDs ymotores.

En cambio, cuando se está descargandoun programa, la misma pata actúa como pin desalida serie de datos, comunicándose con laPC. Por lo tanto, si durante esta operacióntambién tiene conectada a la pata una salidatal como un LED, se percatará que el mismose encenderá y apagará continuamente mien-tras se descarga el programa.

Nota: La mayor parte de las computadorasmodernas tienendos puertos serie,usualmente deno-minados COM1 yCOM2.

El softwareEditor deProgramac ión ,utilizado paracrear los progra-mas, debe confi-

6161Capítulo 4


Figura 5 - Diagrama en bloques de una alarma contruída con sistema PICAXE-08


gurarse con elpuerto seriecorrecto - selec-cione Ver ->Opciones ->Puerto Serie paraelegir el puertoserie correcto ensu máquina.

Si usted estáutilizando una PCportátil moderna,puede que éstasólo tenga unconector del tipoUSB. En este casopara poder utilizarel Sistema PICA-XE deberá com-prar un adaptadorUSB a puerto serie, teniendo en cuenta quedicho adaptador debe permitir la programa-ción.

PRIMERAS EXPERIENCIAS

Vamos a trabajar con un sistema de alarmamuy sencillo con PICAXE, este ejemplo loempleamos en todos nuestros cursos y si Ud.ya lo conoce, recomendamos que igual “vuel-va a leer el tema”.

Se trata de un sistema de alarma contraincendios, las entradas podrían ser los senso-res de humo y el teclado numérico del frentedel panel de control. Los dispositivos de salidaserían la pantalla del panel de control, la sire-na externa y luces estroboscópicas. El micro-controlador es el “cerebro” del sistema.

El “diagrama de bloques” utiliza un PICA-XE-08 (figura 5). La traducción de las palabrasque empleamos es:

Input = entrada Process = procedimiento Output = salidaSmoke = detector de humoStrobe = luz estroboscópica Keypad = teclado numérico

Siren = sirenaMicrocontroller = microcontroladorLCD = pantalla o display LCD

El esquema electrónico del sistema de alar-ma para prácticas y aprendizaje propuesto semuestra en la figura 6.

El detector de humo y el teclado numéricoproveen información al microcontrolador; porlo tanto se les conoce como “entradas”. Luego,el microcontrolador “decide” cómo reaccionar ypuede, en determinados casos, operar algu-nas de las salidas, por ejemplo encender lasirena y la luz estroboscópica o mostrar unmensaje en la pantalla de cristal líquido (LCD).

Diseñar y construir un sistema de alarmapuede resultar muy fácil si Ud. sabe perfecta-mente qué es lo que quiere que haga el circui-to. La alarma debe programarse de maneraque reaccione a las entradas y a las señalesde los sensores. Las especificaciones del dise-ño son:

1. El diseño utilizará un microcontroladorPICAXE-08 como su cerebro.

2. El diseño incluirá una luz indicadoraLED, un zumbador para generar ruidos y unaalarma que podría ser una sirena o un motor.



Figura 6 - Circuito eléctrico de la central de alarma con sistema PICAXE-08


3. El diseño será capaz también, de reac-cionar a señales de sensores analógicos talescomo sensores de luz.

Esta alarma puede servir para cualquierpropósito que usted elija. A continuación semencionan algunos ejemplos:

1) Una alarma contra incendios. Se utilizaun sensor de luz para detectar humo. Al detec-tar humo se activa una sirena.

2) Una alarma contra robos. Al activar elcable de una trampa se activa una luz estro-boscópica. Sin embargo, durante el día la alar-ma es desactivada por un sensor de luz.

3) La caja fuerte de un banco. Al activar elinterruptor de una alarma de “pánico”, uncerrojo solenoide electrónico cierra la cajafuerte del banco.

4) Una alarma para monitorear la recámarade un bebé. Cuando no se detectan movi-mientos o sonidos se activa un timbre deadvertencia.

Aprovechando que la alarma posee untransistor, veremos cómo se lo puede probar yasí Ud. puede aprender a trabajar con losPICAXE.

Un transistor es un componente electrónicoque controla el flujo de corriente en un circuito.El transistor actúa como un “interruptor elec-trónico” de manera que una pequeña corrientede “emisor” pueda controlar a una grancorriente. Esto permite que dispositivos depoca corriente, como el microcontrolador, con-trolen dispositivos de grandes corrientes(como motores). Los transistores se utilizan enradios, en juguetes electrónicos y en casitodos los dispositivos electrónicos. Los moto-res pueden generar “ruido eléctrico” cuandoestán funcionando. Esto ocurre debido a quelos imanes y las bobinas eléctricas, que estándentro del motor, generan señales eléctricas amedida que el motor rota. Estas señales (ruidoeléctrico) pueden afectar la operación delmicrocontrolador. Algunos motores, como losmotores solares, producen muy poco ruidomientras que otros producen mucho ruido.Para evitar que el ruido eléctrico afecte al cir-

cuito del microcontrolador, se debe instalarsiempre un condensador de 220nF entre losterminales del motor antes de utilizarlo.Adicionalmente, se debe conectar un diodo (porejemplo un diodo 1N4001) a un lado del motor.Este se utiliza para prevenir daños al transistorcuando el motor comienza a desacelerarseluego de haber apagado el transistor (por uncorto período de tiempo (mientras se desacele-ra y finalmente se detiene) el motor actúa comoun dínamo y genera corriente eléctrica). Alconectar el diodo asegúrese que la “banda”esté conectada en el sentido correcto.

Output device = dispositivo de salida

Otra buena idea es conectar un condensa-dor electrolítico de 100µF a través del suminis-tro de las baterías, para ayudar a suprimir elruido eléctrico. Para probar un transistor con elsistema PICAXE, se puede conectar un timbrecomo dispositivo de salida. La base del tran-sistor recibirá una señal desde la salida 4 (pata3) del microcontrolador.

Después de conectar el timbre lo podemosprobar utilizando un simple programa, como elque se muestra a continuación:

main:high 4wait 1low 4wait 1goto main

Este programa enciende y apaga cadasegundo, el timbre conectado al pin de salida 4.

Para descargar el programa, siga los pasosque hemos explicado en varias oportunidadesa lo largo de este texto, empleando cualquierade los circuitos (entrenador para PICAXE-08,mascota o la alarma que estamos describien-do y cuyo circuito daremos más adelante). Siel timbre no funciona verifique que:

1) el diodo esté conectado en el sentidocorrecto.

2) se estén utilizando las resistenciascorrectas.

3) el transistor esté conectado en el sentidocorrecto.

6363Capítulo 4



4) el cable rojo del timbre esté conectadoen el sentido correcto.

5) se esté utilizando el número de pin desalida correcto en el programa.

6) todas las uniones estén bien soldadas.

Entre los dispositivos de salida que se pue-den conectar mediante un transistor están lostimbres, motores, solenoides, sirenas y lucesestroboscópicas. Sin embargo, algunos dispo-sitivos puede que requieran transistores dealta potencia. En estos casos se puede utilizarel transistor Darlington BCX38B en vez deltransistor estándar BC548B.

Según podemos observar en la figura 6, elproyecto de alarma utiliza un microcontroladorPICAXE-08, un LED y un zumbador como dis-positivos de retroalimentación, y un dispositivode salida adicional elegido por el usuario (sire-na o luz estroboscópica).

Este proyecto también puede reaccionar aseñales de sensores digitales y/o analógicos(por ejemplo a fotorresistencias). Del circuitode la alarma debemos hacer las siguientesobservaciones:

Salida de la pata 7: el pin0 está conectadoal LED.

Salida de la pata 5: el pin2 está conectadoal zumbador.

Salida de la pata 3: el pin4 controla a losdispositivos de salida.

Entrada de la pata 6: el pin1 está conecta-do a la fotorresistencia.

Entrada de la pata 4: el pin3 está conecta-do al interruptor de botón de presión.

¡Recuerde no confundir el número de patadel chip con el número de pin de salida/entra-da!

La empresa Revolution Education ofrece laplaca de circuito impreso, fabricada especial-mente con una película resistente a la solda-dura, para hacer el proceso de soldadura mássencillo. Esta película es la cubierta verde quecubre las pistas de manera que la soldadurano se pegue a las mismas. Para una construc-ción correcta, el PCB se debe ensamblar y sol-dar muy cuidadosamente.



Figura 7 - Armado del circuito de alarma de prueba en placa de circuito impreso.

R1 y R2: resistencias de 10kΩ (marrón negronaranja dorado)R3: resistencia de 22kΩ (rojo rojo naranja dora-do)R4 : resistencia de 330Ω (naranja naranja marróndorado)R5 y R6: resistencia de 1kΩ (marrón negro rojodorado)LED1 : LEDs rojos de 5 mmTR1: transistor BC548BD1: diodo 1N4001C1: Electrolítico de 100uFIC1: conector de 8 pines para circuito integradoPX: microcontrolador PICAXE-08CT1: conector de descarga PICAXE de 3.5 mmBT1: conector de bateríaBT1: caja de baterías de 4.5V (3 x AA)PCB: protoboard, tablero o placa de circuitoimpreso

LISTA DE COMPONENTES de los CIR-CUITOS de ALARMA de la FIGURA 3


En la figura 7 se reproduce el diseño de laplaca de circuito impreso. Una vez armado elcircuito realice las siguientes verificaciones:

Paso 1 - Verifique las uniones soldadas.

Verifique que todas las uniones esténconectadas tanto al terminal como al cable, yque el cable esté sujeto firmemente.

También verifique que la soldadura no hagaaccidentalmente puentes entre terminalesadyacentes. Esto es mucho más probable enel LED y en el zumbador. En el conector esté-reo, los terminales cuadrados a cada lado pue-den unirse sin ninguna consecuencia, ya quede todas formas están unidos por una pista enel tablero o placa de circuito impreso. Sinembargo, éstos no deben unirse al agujeroredondo central.

Paso 2 - Verifique los componentes.

1) Verifique que el cable negro de la bateríaesté en el agujero marcado 0V y que el cablerojo esté en el agujero marcado V+.

2) Verifique que el chip PICAXE-08 estéinsertado correctamente en el conector, con lamuesca (que muestra el pin1) apuntandohacia el conector estéreo.

3) Verifique que el lado plano del LED estéconectado al agujero correcto del PCB.

4) Asegúrese de no haber olvidado unir,mediante un alambre, los agujeros marcadosPX en el extremo inferior izquierdo del tablero.

5) Asegúrese de pegar el lado de bronce

del zumbador al tablero con cinta adhesiva dedoble contacto.

6) Verifique que el conector esté soldadocorrectamente, incluyendo el terminal cuadra-do central, el cual a menudo, es olvidado porequivocación.

Paso 3 - Conecte la batería.

Verifique que las 3 pilas AA estén coloca-das correctamente dentro del portapilas.Conecte la caja de baterías al cable de baterí-as y ponga su dedo sobre el microcontroladorPICAXE.

Si comienza a calentarse desconecte labatería inmediatamente, ya que debe haberalgún problema (lo más seguro es que el chipo los cables de la batería estén conectados ensentido inverso).

Paso 4 - Descargue un programa paraprobar el LED 0

Nota: En todos los proyectos, para progra-mar el PICAXE se conecta un plug estéreopequeño en el conector que en general sedenomina PROG (en nuestro caso es el “jack”de la placa de circuito impreso) y por medio deun cable de tres hilos se conecta al puertoserial de la computadora (vea en la figura 8 elarmado del cable).

El programa, ya sea en diagrama de flujo oen BASIC puede construirse en el utilitario“Editor de Programas” que puede bajar sincargo de nuestra web con la clave PICAXE.Ud. puede comprar el cable de programaciónarmado, o armarlo siguiendo las indicaciones

6565Capítulo 4


Figura 8 - Armado del cable a utilizar en la programación de microcontroladores PICAXE.


de la figura 8. Una vez que tenga el cable deprogramación, conecte el DB9 a su computa-dora y el conector PICAXE en el PCB. Vea queel conector del cable quede completamentedentro del conector del PCB.

Asegúrese que el software esté en el modoPICAXE-08 y que haya elegido el puerto seriecorrecto. Escriba y descargue el siguiente pro-grama (figura 9):


El LED debe titilar a medida que se descar-ga el programa. Al terminar la descarga el LEDdeberá encenderse y apagarse cada segundo.Si el LED no hace esto verifique que estéconectado correctamente y que las resisten-cias de 330Ω estén en la posición correcta enel PCB.

Si el programa no se descarga verifiqueque la resistencia de 22kΩ, la de 10kΩ y elconector IC estén soldados correctamente.Utilice un voltímetro para verificar si hay 4.5Ventre las patas superiores (1 y 8) del micro-controlador.

Verifique que el cable esté firmementeconectado al conector y que dentro del softwa-re se haya elegido el puerto serie correcto.

Paso 5 - Pruebe la salida

Conecte un dispositivo de salida (por ejem-plo un timbre) a los cables de salida y luegoescriba y descargue el siguiente programa(figura 10):


El timbre deberá sonar cada segundo. Si nolo hace, verifique que los cables del transistor,del diodo y del timbre estén conectados en ladirección correcta.

Paso 6 - Pruebe el zumbador

Escriba y descargue el siguiente programa(figura 11):



Figura 9 - Diagramade flujo del progra-ma a descargar en

el PICAXE que per-mite el encendido de

un LED.

Figura 10 -Diagrama de flujo del

programa a descar-gar en el PICAXE

que permite elencendido de un

LED en forma inter-mitente.

Figura 11 -Diagrama de flujo

del programa adescargar en el

PICAXE que permi-te que el zumbador

o buzzer emita 4sonidos diferentesen forma alternati-

va.


main:sound 2, (65,100)sound 2, (78, 100)sound 2, (88, 100)sound 2, (119, 100)goto main

El zumbador debe emitir 4 sonidos diferen-tes. Si no hace esto asegúrese que los cablesestén soldados correctamente, que el lado debronce esté firmemente pegado al PCB conuna cinta adhesiva de doble contacto (no tra-bajará si está flojo) y que los terminales sobrelas letras PX estén debidamente unidosmediante un alambre soldado.

Paso 7 - Pruebe el Interruptor

Conecte un interruptor a la entrada digital.Escriba y descargue el siguiente programa(figura 12):

main: 'hacer una etiqueta llamada “main”if input3 is on then flash 'salta a flash si la entrada está encendidagoto main 'sino regresar a inicio

flash: ' hacer una etiqueta llamada “flash”high 0 ' encender salida 0wait 2 ' esperar 2 segundoslow 0 ' apagar salida 0goto main ' regresar al inicio

El LED de la salida 0 deberá encendersecada vez que se presione el interruptor. Si nolo hace verifique que el interruptor y que lasresistencias de 10kΩ estén soldadas correcta-mente.

Paso 8 - Pruebe la Fotorresistencia

Conecte una fotorresistencia a la entradaanalógica. Escriba y descargue el siguienteprograma (figura 13):

main:readadc 1,b1if b1 > 100 then do4if b1 > 50 then do0low 0low 4goto main

do4:high 4low 0goto main

do0:high 0low 4goto main

Ambos LEDs deberán encenderse enmomentos distintos cuando usted cubre y des-cubre la fotorresistencia con su mano (demanera que incidan sobre la fotorresistenciadistintos niveles de luz). Si esto no ocurre veri-fique que la fotorresistencia y la resistencia de1kΩ estén soldadas correctamente.

¡Si ha ejecutado todas estas pruebascorrectamente lo felicitamos ya que ha cons-

6767Capítulo 4


Figura 12 -Diagrama deflujo del pro-

grama quepermite veri-

ficar el fun-cionamiento

de un inte-rruptor

Figura 13 - Diagrama deflujo del programa que

permite verificar el fun-cionamiento de una foto-

rresistencia.


truido y ensamblado correctamente su primercircuito de prueba!

¡Ahora es el momento de desarrollar y pro-bar sus propios programas y notará que pro-gramar este mismo microcontrolador paratener su computadora de a bordo es así desencillo!

¿Le parece complicado?

Si Ud. nunca había trabajado con micro-controladores, ésto que acaba de leer le pare-cerá increíble... no precisa muchos conoci-mientos de electrónica, no es necesario quesepa mucho de computadoras y tampocorequiere saber nada de programación. Conmuchas ganas, un poco de esfuerzo y bastan-te práctica podrá armar los sistemas microcon-trolados que desee. Claro que para proyectospara el automóvil necesitará algunos circuitosadicionales pero de eso nos encargaremosmás adelante, ahora es momento de seguirpracticando.

IDEAS DE PROGRAMACIÓN

Ahora que ha ensamblado y probado su pri-mer proyecto, es el momento de desarrollar supropio programa. Este puede hacer que estecircuito de práctica reaccione de diferentesmaneras a los sensores analógicos y digitales.Veremos ahora dos ejemplos de programas.Estos están diseñados para darle un punto departida para la creación de su programa. Ustedpuede modificarlos o comenzar a hacer unprograma completamente nuevo si así lo pre-fiere.

ACLARACION IMPORTANTE: Cuando seconstruye un programa en lenguaje BASIC, encualquier instrucción, todo lo que viene des-pués del signo “`”, no es una instrucción y losdispositivos no lo tienen en cuenta. Es decirque cuando escribo algo que quiero que mesirva como una observación, para entendermás adelante lo que quise hacer con dicha ins-trucción, le coloco primero el signo ` y sesobreentiende que todo lo que le sigue en

dicha fila es simplemente una observación.Para acostumbrar al lector, en los siguientesejemplos, a las instrucciones las colocamosresaltadas (en negrita) y en color celeste.

Programa 1

Este programa de uso general contiene unbucle principal el cual enciende y apaga elLED, y también verifica el estado del sensoranalógico (fotorresistencia) y de la entradadigital (interruptor). Cuando se presiona el inte-rruptor suena una alarma por dos segundos.

Si la fotorresistencia se cubre, el zumbadoremitirá un “pip” de advertencia hasta que elnivel de luz vuelva a subir.

_________________________________

` Programa 1

` ***** bucle principal *****` enciende y apaga el LED` y verifica el estado de los sensores

main:` encender LED y leer el valor de luz

high 0readadc 1,b1

` emitir un sonido si el valor analógico es bajo if b1 < 80 then beep

` si el interruptor es presionado ir a alarmif pin3 = 1 then alarm

` hacer una pausapause 500

` apagar LED y verificar nuevamente el estado ` de los sensores

low 0readadc 1,b1

` emitir un sonido si el valor analógico es bajo if b1 < 80 then beep

` si el interruptor es presionado ir a alarmif pin3 = 1 then alarm

` hacer una pausa




pause 500

goto main

` ***** emitir sonido *****beep:

sound 2,(120,50,80,50,120,50)pause 200goto main

` ***** encender alarma *****alarm:

high 4pause 2000low 4goto main

________________________________

Programa 2

Este programa está diseñado como si fueraun sistema de alarma contra incendios. En elmismo, la alarma se activa una vez que sedetecta humo sobre el sensor de luz (cuandoel sensor de luz indica un valor de luz menorde lo normal). Una vez que la alarma se haactivado, la misma se mantiene encendida ysólo es posible apagarla desconectando la ali-mentación del sistema. La entrada digital seutiliza como dispositivo anti-vandalismo.Mientras la caja de la alarma esté cerrada, elinterruptor se mantendrá encendido (ésta es lacondición normal). Si se abre la caja, el inte-rruptor se abrirá y activará la alarma del zum-bador hasta que la caja vuelva a cerrarse.

_________________________________

` Programa 2

` ***** bucle principal *****` verificar estado de los sensores

main:

` LED apagadolow 0

` leer valor de luzreadadc 1, b1

` activar la alarma si el valor analógico es bajo

if b1 < 80 then alarm

` si el interruptor se apaga ir a tamperif pin3 = 0 then tamper

goto main

` ***** activar alarma anti-vandalismo hasta ` que el interruptor vuelva a cerrarse*****tamper:

high 0sound 2, (120,100)if pin3 = 1 then maingoto tamper

` ***** alarma encendida eternamente *****alarm:

high 4goto alarm

_________________________________

Estos son simplemente dos de los muchosejemplos que pueden utilizarse para la progra-mación de su alarma.

Nota: Aclaramos que lo dado hasta aquí fueexplicado en el tomo de Colección Nº 7 delClub Saber Electrónica con mayores detalles yque si a Ud. le interesa el tema, puede bajarlode nuestra web www.webelectronica.com.ar,haciendo click en el ícono password y colo-cando la clave “alarma”. También le comenta-mos que hay en existencia un kit (AXE102)con todos los componentes de esta alarmamultiuso, que en Argentina tiene un costo de$74, aunque Ud. puede comprar los compo-nentes por separado, armar el circuito impresoy seguramente le saldrá más económico.

Si ha leído atentamente estas páginas,habrá podido comprobar que trabajar conPICAXE es muy fácil y conveniente. Un PICA-XE es un PIC normal al que se le ha grabadoun programita interno (firmware) para que se lopueda programar utilizando una aplicacióngratuita llamada Editor de Programas (quepuede bajar de nuestra web) por medio de dia-gramas de flujo o en BASIC y lo que es mejoraún: “no hace falta quitar el integrado del cir-cuito para su programación”, es decir, no pre-cisa un cargador adicional.

6969Capítulo 4



CIRCUITO BÁSICO DE LA


Vamos a desarrollar una placa que podráser utilizada como computadora en un vehícu-lo con las siguientes características:

8 entradas digitales optoaisladas.4 salidas ON-OFF con buffer de 10A.Programable por sistema Picaxe.Alimentada con 12Vcc.Corriente en reposo inferior a los 20mA.Alta inmunidad al ruido.

A continuación describiremos el circuitobásico, dejando para la próxima entrega lainclusión de codificador, decodificador y etapade potencia.

El PICAXE-08 posee 5 terminales paracomunicarse con el exterior, de los cuales, 3pueden ser entrada o salida, uno solamenteentrada y el restante es una salida. Esto signi-fica que de esos 5 terminales, tenemos queelegir cuántos usaremos como entrada y cuán-tos como salida. Para nuestra computadora,elegiremos 3 terminales como entrada y 2 pati-tas (terminales) como salida.

Ahora bien, el PICAXE-08 puede manejarseñales analógicas, sin embargo, nosotros uti-lizaremos a todos los terminales I/O (entra-da/salida) con señales digitales de maneraque con 3 terminales de entrada tengo 8 esta-dos posible y con dos terminales de salidatenemos 4 combinaciones posible. Para podermanejar 8 señales diferentes como entrada,utilizaremos un codificador TTL 74147 y parapoder manejar 4 salidas a partir de dos termi-nales, emplearemos un decodificador TTL7442. Por otra parte, para evitar interferencias,en las entradas del PICAXE-08 colocaremosoptoaisladores y para tener salidas que permi-tan manejar corrientes altas y sin interferen-cias colocaremos relés. Luego, el circuito “pre-liminar” de la computadora de a bordo es simi-lar al de la central de alarma de Saber Nº219 yel manejo de señales será en forma similar aldel PLC descripto en Saber Electrónica Nº228.

De esta manera, podremos “programar” anuestra computadora para que sea capaz dereconocer el estado de 8 entradas y mediante

programación interna poder manejar 4 salidas,incluso hasta podremos colocar un display quemuestre 4 mensajes diferentes en función delestado de cada una de las salidas. Las posibi-lidades son muchas y el límite de las aplica-ciones está en la imaginación del lector. Es porello que a continuación describiremos el circui-to básico de la computadora, en la próximaedición daremos el circuito final y un programade aplicación, luego, en artículos sucesivos,daremos aplicaciones particulares (control detemperatura, estacionamiento asistido, lucesde ruta automáticas, reconocimiento de con-ductor, sistema antiasalto, etc.) con sus res-pectivos programas.

Al momento de escribir este artículo ya heexperimentado 6 aplicaciones que se estánprobando en la práctica pero no me cabendudas que con el correr del tiempo seránmuchas más. Si Ud. desea contar con toda ladocumentación y no quiere aguardar a la publi-cación de cada artículo, podrá descargar elmanual de la computadora de a bordo comple-to de nuestra web, aclarando que aún no todaslas aplicaciones se probaron en la práctica porlo cual no podemos asegurar la inmunidadtotal al ruido o que exista un funcionamientoerrático como consecuencia de problemas enla programación.

Aclarados estos puntos, describimos el fun-cionamiento de la central básica de 3 entradasy dos salidas microcontrolada en la que lasvariables (estados a controlar: sensor de tem-peratura de motor, velocidad final máxima,escape de gases, etc.) pueden ser reprogra-mados a voluntad del técnico y/o del usuario.En nuestro caso daremos un primer programapara usar la computadora como una central dealarma con una de las entradas de disparodemorado para que le dé la oportunidad alusuario de desconectar la alarma cuando estáingresando al vehículo y las otras dos zonasson de disparo instantáneo, lo que implica queuna vez detectada una interrupción, las salidascambian de estado de inmediato. En cuanto alas salidas, una de ellas es de activación con-tinua de modo que una vez disparada la alar-ma, sólo se desactivará esa salida si se des-conecta la computadora (y que se puede usarpara controlar una electroválvula que corte el




combustible y/o la ignición) y la otra salida estemporizada, es decir, una sirena sonarádurante 3 minutos y luego se apagará, que-dando el sistema en “alerta” por si se produceun nuevo intento de violación.

La computadora podrá detectar posiblesfallas en algún sensor de alguna de las tresentradas y, si esto ocurre, la deshabilitará (a lazona) para que no haya disparos erráticos delsistema, quedando las otras dos zonas enestado normal para detectar la presencia deintrusos.

El circuito básico de la computadora queusaremos como central de alarma se muestraen la figura 14. Para este integrado se reco-mienda una tensión de alimentación de 5V ydos resistores para establecer la tensión nece-saria en los datos a ser ingresados al PICAXE.El PICAXE-08, tal como comentamos, posee 5patas de entrada/salida de datos denominadosPIN 0 a PIN 4. El PIN 0 (pata 7) solamentepuede ser salida de datos, el PIN 3 (pata 4)sólo puede ser entrada y el resto pueden serseteados como entrada o salida de datos.

Recuerde que para programar el PICAXEse conecta un plug estéreo pequeño en elconector denominado PROG y por medio deun cable se conecta al puerto serial de la com-putadora (vea en la figura 8 nuevamente el

armado del cable). El programa, ya sea en dia-grama de flujo o en BASIC puede construirseen el utilitario “Editor de Programas” quepuede bajar sin cargo de nuestra web:www.webelectronica.com.ar, haciendo click enel ícono password e ingresando la claveALARMA.

El circuito de la central es muy sencillo, enla tabla 1 encontrará la correspondencia entrelas patas del PICAXE y las entradas y salidasde la placa.

En los diagramas que explicaremos, si sedetecta un cambio de estado en la entradademorada, el operador tiene 10 segundos paradesactivar la alarma antes de que se accioneel sistema sonoro. No importa que se vuelva areestablecer el circuito luego de habersedetectado una interrupción, ya que igualmentese activarán luego de 10 segundos de detec-tada la primera interrupción.

Cuando el conductor se retira del vehículoy conecta la alarma, se aplica alimentación a lacentral, hay un período de rearme de 10segundos durante los cuales las entradasestán inhibidas para dar tiempo al usuario deabandonar el vehículo y cerrar la puerta delconductor que es donde estará conectado elinterruptor que comandará la entrada demora-da. Durante estos 10 segundos no serán reco-

7171Capítulo 4


Figura 14 - Circuito básico de la computadora de a bordo que empleare-mos como central de alarma


nocidas ningún cambio de estados en los sen-sores de las tres zonas. Pasados estos 10segundos, si se detecta una interrupción en lasentradas instantáneas, de inmediato se accio-narán las salidas. En cuanto a las salidas, pro-ponemos dos posibilidades. La salida 1 es deactivación continua, lo que significa que unavez disparada la alarma, esta salida sólo sedeshabilitará si se apaga la central (si se ladesconecta) mientras que la salida 2 es tem-porizada y esto se debe a que muchas vecesel usuario pretende que exista un sistemasonoro que suene durante un tiempo y luegose apague, de modo de dar la alerta a un sere-no o a la policía pero que no altere la “paz” alos vecinos durante mucho tiempo. Esta salidapuede estar activa en tiempos de algunossegundos hasta varios minutos y hasta horas.En la figura 15 se reproduce una sugerenciapara la placa de circuito impreso. Note que lasentradas se han dispuesto de forma tal, quehace falta un corto entre ambos cables paraque la zona se active. De esta manera, cual-quier corte o interrupción hará disparar al sis-tema. Por cada zona puede conectar más deun sensor siempre que los mismosestén en serie y que los mismos repre-senten un corto (un cable) en estadode reposo.

En cuanto a las salidas, note que sehan colocado transistores BC548, losque se saturarán cada vez que unasalida se active. En esta condición sepodrán alimentar dispositivos con unconsumo de hasta 150mA. Para el dis-paro de sirenas o cualquier otro dispo-sitivo, recomendamos la colocación derelés en las salidas, los cuales seconectan directamente (tenga presenteque puede colocar cualquiera de 6V dealimentación con corriente de activa-ción inferior a 150mA, cualquier relé delos usados en circuitos impresos sirve).

PROGRAMACIÓN DE LA


(BÁSICA) COMO CENTRAL DE ALARMA

Usted puede generar el programa

que quiera, teniendo en cuenta las indicacio-nes que hemos dado a través de la tabla 1.Nosotros preparamos dos versiones, peronada impide que Ud. realice un programa a sumedida.

La primera versión funciona como hemosexplicado hasta recién sin ninguna restricción,por lo tanto “no es inteligente”. Se trata de unsistema común, con 2 zonas de disparo ins-tantáneo, una zona de disparo demorado, unasalida continua y otra temporizada. En la figu-ra 16 se puede ver el diagrama de flujo cons-



Tabla 1: Definición de entradas y salidas delPICAXE

Pata Nº PIN Nº Función

3 E/S 4 Entrada 1 (demorada)4 E 3 Entrada 2 (instantánea)5 E/S 2 Entrada 3 (instantánea)6 E/S 1 Salida 2 (temporizada)7 S 0 Salida 1 (continua)

Figura 13 - Circuito impreso de la compu-tadora básica


truido en el Editor de Programas y en la figura17 el correspondiente programa en BASIC. Elarchivo para poder abrirlo en el Editor deProgramas se llama “sencilla.cad” y lo puedebajar de nuestra web: www.webelectronica.com.mx, haciendo click en el ícono passworde ingresando la clave “ALARMA”. En dichositio también encontrará un link para bajar elEditor de Programación y un tutorial paraaprender a usar el programa, por si Ud. no haleído ediciones anteriores de SaberElectrónica.

Para programar la central, primero debearmar la placa, revisar que está todo correcto,colocar el cable entre la placa y la computado-ra, abrir el editor de programas, abrir el archi-vo sencilla.cad, convertir el programa a sucorrespondiente BASIC y luego descargarlosobre la placa. Eso es todo... ahora tendrá unacentral lista para montar su sistema de controldel automóvil. Para este programa, hemos dis-puesto los siguiente datos:

Tiempo de rearme: 10 segundos.Tiempo de demora de zona: 10 segundos.Tiempo de salida temporizada: 4.6 segun-

dos.

Tenga en cuenta que el valor de la salidatemporizada se dá con la instrucción sleep, loque significa que cada unidad programadacorresponde a 2,3 segundos. Si Ud. quiereque esa salida esté activa durante 3 minutos,precisará demorar 180 segundos, o sea, colo-camos 80 en el casillero de sleep.

EL PROGRAMA INTELIGENTE

Muchas veces, por desperfectos de un sen-sor, o porque suciedad interrumpe un haz enun sensor externo, o por cualquier otro motivo,se dispara una alarma sin que ello signifiqueque hay intrusos... simplemente es un desper-fecto. La posibilidad de contar con tres zonasde entrada permite que, aunque desconecte-mos una de ellas, exista protección por mediode las dos zonas restantes. En la figura 18mostramos el diagrama de flujo construido enel Editor de Programas para un programa que“va contando” la cantidad de veces que se dis-para el sistema desde una zona sin que sehaya desconectado la central, de esta manera,si un sensor se daña, la alarma actuará nor-malmente, pero al efectuar tres veces el ciclo

de disparo desde lamisma zona, el sis-tema “entenderá”que hay una falla,deshabilitará lazona, pero la cen-tral continuará ope-rando normalmen-te, protegida porlos sensores de lasotras dos zonas. Lazona demoradaserá comandadapor un sensor colo-cado en la puertadel conductor (inte-rruptor común depuerta), la otrazona serán el inte-rruptores conecta-do en el resto delas aberturas (puer-tas, baúl y capot) yla tercer zona

7373Capítulo 4


Figura 16 - Diagrama de flujo del programa quetendremos que grabar en el PICAXE-08 para que

nuestra computadora se comporte como centralde alarma


podrá ser un detector demovimiento y/o de roturade vidrios, colocado en elhabitáculo. El archivopara poder abrir esta ver-sión que llamamos “inte-ligente” (porque en basea datos previos realizadiferentes cosas) en elEditor de Programa sellama “media.cad” y lopuede bajar de nuestraweb con la clave dadaanteriormente.

También hay otrasversiones para cargar alPICAXE-08 de modo que realice otras funcio-nes e incluso, una opción que llamamos “com-plicada.cad” que verifica lo que está sucedien-do en cada zona a cada instante y actúa enconsecuencia. Este programa es demasiadogrande y no entra en un PICAXE-08, por locual habría que utilizar un PICAXE18-A, encuyo caso habría que adaptar el circuito impre-so.

Si Ud. es asiduo lector de SaberElectrónica le pregunto:

¿Le parece conocido este circuito?

¡Es el mismo que usamos para la central dealarma domiciliaria!

Y entonces ¿qué tiene este circuito de com-putadora?

Este circuito es el corazón de la computa-dora de a bordo, ahora se debe agregar eta-pas de entrada y de salida que permitan con-vertir las señales captadas por los sensores enmensajes que pueda interpretar la computado-



Figura 17 - Programa enBASIC que tendremos que

grabar en el PICAXE-08para que nuestra computa-

dora se comporte comocentral de alarma

Figura 18


ra (en base a su programa interno) y así poderaccionar a los actuadores correspondientes.

LA ETAPA DE SALIDA

Lo que se espera de una etapa de salida esque ante la detección de un evento por partede un sensor se active algún circuito que per-mita la acción de un actuador.

La computadora que analizamos en la edi-ción anterior (y que Ud. podrá descargar con

las claves que daremos en este circuito) poseedos salidas digitales y lo que proponemos esen función del estado de dichas salidas se per-mita la activación de 4 líneas de actuación ypara ello emplearemos un decodificador.

Un decodificador es un circuito lógico cuyafunción es indicar la presencia de cierto códigoen sus líneas de entrada con un nivel prede-terminado a la salida.

El procedimiento consiste en interpretar elcódigo de n líneas de entrada con el fin de acti-var un máximo de 2n líneas a la salida. Si elcódigo de entrada tiene combinaciones nousadas o de no importa, la salida tendrámenos de 2n salidas. La característica predo-minante en los decodificadores es un mayornúmero de salidas con respecto al número deentradas. El diagrama de bloques se muestraen la figura 19.

Un Decodificador de 2 a 4 líneas tiene 2líneas de entrada y 4 líneas de salida.

En la tabla 2, las entradas del decodificadorson I0 e I1 y representan un entero de 0 a 3 encódigo decimal. G es la entrada de habilitación

7575Capítulo 4


Figura 19. Diagrama de bloques de unDecodificador n x 2n.

Tabla 2. Tabla de verdad del Decodificador de 2 bits.

Figura 20. Diagrama lógico del decodificador 2x 4 con entrada de habilitación.

Figura 21. Diagrama lógico de unDecodificador 3 x 8.


y determina la activación del cir-cuito de acuerdo a su valor lógico("1" circuito activo, "0" circuito noactivo). Según el valor binariopresente en las 2 entradas seactiva una de las 4 salidas alvalor lógico 1. Por ejemplo, con elvalor 1 en I0 y el valor 0 en I1 seactivará la salida Y1.

En la figura 20 se muestra elcircuito lógico del decodificador2x4. En este diagrama, I0 e I1representan las salidas de laplaca de la computadora e Y0,



Tabla 3. Tabla de verdad para el Decodificador de 3a 8 líneas.

Figura 23. Circuito completo de la etapa de salida para sistema de control

Figura 22. Decodificador 3 x 8 líneas.

Tabla 4. Comportamiento de las líneas de actuación de laetapa de salida de acuerdo con el estado de sus entradas

provenientes de la computadora.


Y1, Y2 e Y3 sonlas líneas quecomandarán unbuffer (en nuestrocaso un relé) paracada línea deactuación.

De la mismamanera, si tuvié-ramos 3 líneas desalida en la placade la computado-ra, podríamosmanejar 8 líneasde actuaciónempleando undecodificador de 3entradas y 8 sali-das. El decodifica-dor de 3 a 8 líne-as, activa unasola de las 8 líne-as de salida deacuerdo con elcódigo binariopresente en las 3líneas de entrada.Las salidas sonm u t u a m e n t eexclusivas ya quesolamente una delas salidas esigual a 1 en cual-quier momento.

Las entradasdel decodificadorson x, y, z y lassalidas van de y0a y7 (activasbajas). La tabla deverdad del deco-dificador se mues-tra en la tabla 3.

Si quisiéramos hacer un análisis teórico,como la tabla 3 tiene 8 salidas, sería necesa-rio dibujar ocho mapas de Karnaugh para sim-plificar cada una de las funciones de salida(esto es para quienes saben algo de lógicadigital). Por tanto procedimiento, se puede

dibujar un solo mapa y reducir la función paracada término por separado. La reducción decada término da como resultado la equivalen-cia entre cada minitérmino de entrada y la sali-da correspondiente. Por ejemplo, la entrada110 activará la salida Y6. En el circuito, el mini-término corresponderá a una compuerta AND

7777Capítulo 4


Figura 24. Circuito impreso de la etapa de salida para sistema de control.


de tres entradas. De manerasimilar se construye el circuitopara el resto de entradas. Elcircuito lógico resultante deldecodificador de 3 a 8 líneases el que se muestra en lafigura 21.

En la figura 22 podemosobservar entonces la interacti-vidad entre entradas y salidasde un decodificador de 3 a 8.

En la figura 23 podemosobservar el circuito eléctricode nuestro etapa de salidaque emplea un circuito inte-grado digital 74156, que es undoble decodificador de 2entradas a 4 salidas. E0 y E1representan las salidas de laplaca de la computadora des-cripta en la edición anterior yS0, S1, S2, S3 y S4 son laslíneas de actuación de modoque en función del estado delas salidas de la computadorase activará el relé correspon-diente de nuestra etapa desalida de acuerdo con lo mos-trado en la tabla 4.

El circuito no reviste consi-deraciones especiales, se emplea sólo undecodificador del 74156 y cada salida manejaun relé por medio de un transistor BC548.

El estado de las líneas de habilitación ydemás pines del integrado se establece pormedio de resistencias.

Como el vehículo funciona con 12V y elintegrado se alimenta con 5V, necesitamos unregulador de 3 terminales del tipo 7805.

Los relé son de 12V y poseen una alimen-tación individual (los 4) para que Ud. puedacolocar un fusible específicamente para ellos.



LISTA DE COMPONENTESDE LA ETAPA DE SALIDA

IC1 - 74156 - Circuito integra-do digital doble decodificados2 x 4.IC2 - 7404 (ó 74LS04) -Séxtuple inversor TTL.Q1 a Q4 - BC548 -Transistores NPN de usogeneral.

D1 a D4 - 1N4148 - Diodosde uso generalRG1 - 7805 - Regulador de 3terminales.C1, C2 - 0,1µF - CapacitorescerámicosR1, R2, R6 - 100ΩR3, R4, R5 - 10kΩR7, R8, R9, R10, R11, R12 -1kΩRL1 a RL4 - Relés de 12 V

con contactos inversorespara circuitos impresos.CN1 - Conector tipo bornerade dos contactos.CN2 a CN5 - Conectores tipobornera de 3 contactos.VariosPlaca de circuito impreso,gabinete para montaje,cables, fusibles, estaño, etc.

Figura 25. Decodificador de 8 entradas a 3 salidas con sutabla de funcionamiento.

Figura 26. Codificador completo de decimal a BCD

Figura 27. Diagrama lógico del circuito integrado 74147.


Cada relé posee una salidainversora para que Ud.conecte un actuador que estéactivo ya sea en estado dereposo o durante el ciclo deactivación del relé. El circuitoimpreso se muestra en la figu-ra 6.

Recordamos que estaetapa es un decodificador de2 líneas de entrada a 4 líneasde salida que puede emplear-se para cualquier otra aplica-ción al margen de la que esta-mos dando. Los relé deactuación se activarán deacuerdo al estado que envíela computadora por lo cualtenemos que describir distin-tos ejemplos de programaciónde acuerdo con la función quequeremos que cumpla lacomputadora.

ETAPA DE ENTRADA

La computadora secunda-ria que estamos describiendoposee un “corazón” o CPU de3 pines de entrada y 2 pines

7979Capítulo 4


Figura 28. Si sequisiera aumentar

el número deentradas de uncodificador, se

pueden conectardos de ellos concompuertas lógi-

cas. En este caso,mostramos el dia-grama equivalenteutilizando circuitosintegrados de 8 a3 del tipo 74148.

Figura 30. Circuito de la etapa de entrada de 8 líneas para ser usada en sistemas de control.

Figura 29. Diagrama de pines y tabla de verdad del 74148 que empleamos.


de salida de modo que con undecodificador como el presen-tado en la edición anteriorpodemos seleccionar entre 4actuadores y con el circuitoque presentamos en este artí-culo podemos detectar laacción de uno entre 8 senso-res (que sólo pueden tomar losestados digitales “0” y “1”).Debe tener en cuenta que lacomputadora de abordo pre-sentada posee un circuito inte-grado microcontrolador PICA-XE 08M por lo cual podemoshacer que uno de sus pines deentrada pueda sensar señales analógicas ypara ese caso precisaremos otra configuracióncircuital, la que daremos en otras ediciones.

Para nuestro circuito usaremos un codifica-dor de 8 entradas a 3 salidas binarias. Un codi-ficador es un dispositivo MSI que realiza laoperación inversa a la de los decodificadores.En general, poseen 2n entradas y n salidas.Cuando solo una de las entradas está activapara cada combinación de salida, se le deno-mina codificador completo. Por ejemplo, el cir-cuito de la figura 25 proporciona a la salida lacombinación binaria de la entrada que seencuentra activada. En este caso se trata deun codificador completo de 8 bits, o tambiénllamado codificador de 8 a 3 líneas. Las sali-das codificadas, generalmente se usan paracontrolar un conjunto de 2n dispositivos, supo-niendo claro está que sólo uno de ellos estáactivo en cualquier momento. Sin embargocuando nos encontremos con que se debencontrolar dispositivos que pueden estar activosal mismo tiempo, problema que se suelenencontrar los sistemas microprocesadores, espreciso usar un dispositivo que nos proporcio-ne a la salida el código del dispositivo quetenga más alta prioridad.

En la figura 26 se representa el diagramalógico de un codificador completo de Decimala BCD natural, junto a su tabla de funciona-miento. Por otro lado la figura 27 representa eldiagrama lógico del circuito 74147, que es uncodificador de prioridad de Decimal a BCDnatural; en la tabla de funcionamiento adjunta

se puede notar la diferencia con el anterior.Cuando se trata de establecer la prioridad conmayor número de bits, es preciso recurrir a laasociación de codificadores. El diagrama de lafigura 28 muestra un codificador de prioridadde 16 líneas a 4, usando codificadores de prio-ridad 74148, de 8 a 3 líneas (figura 29).

Precisamente, el 74148 es el circuito inte-grado que elegimos para nuestro proyecto, elque se muestra en la figura 30. Como todaetapa de entrada para sistemas de control,nuestro circuito posee separadores individua-les realizados con amplificadores operacionesy para ello empleamos dos integrados LM324,de manera de poder separar individualmente acada entrada. También se colocan 8 optoaco-pladores UM25 (uno por cada entrada) demanera de tener debidamente configuradoslos 8 terminales de entrada. La salida de estaetapa decodificadora de 8 a 3 líneas presentaniveles TTL, totalmente compatibles con lacomputadora presentada y que responde a latabla de verdad de la figura 29.

Para finalizar, en la figura 31 se muestra lamáscara de componentes del diagrama de cir-cuito impreso doble faz. Si le interesa realizareste circuito, en el CD encontrará el diagramade circuito impreso en tamaño real. Nada impi-de que Ud. monte este circuito en una placadel tipo universal para no tener que fabricar uncircuito impreso doble faz. El montaje no revis-te consideraciones especiales. En el CD tam-bién encontrará varios ejemplos de uso con losrespectivos programas.



Figura 31. Máscara de componentes del proyecto (al 60% de sutamaño real).


escanerobd2b

Documents

Transcript of escanerobd2b