Sistema de diagnostico para paneles de instrumentación de automóviles CPAT Cluster Portable Automotive Tool Francisco José Moreno Reyes Ingeniería Electrónica 27 de Enero de 2005

Objetivo del Proyecto Diseñar un sistema de diagnostico para paneles de instrumentación de automóviles ó clusters que permita: Diagnosticar diferentes modelos. Diagnósticos on board y laboratorio. Portatil, barato y facil de usar.

La electrónica y el automóvil Electrónica: Ayer salvadora del automóvil y hoy amante infiel ...

La electrónica y el automóvil 1974. Primeras ideas aplicación electrónica al automóvil. 1980-1985. Electrónica se aplica al automóvil. Circuitos analógicos. Microprocesadores de 4 y 8 bits. Microprocesadores de 16 bits. Microprocesadores de 32 bits. Redes multiplexadas. Fibra óptica.

La electrónica y el automóvil Los dispositivos inteligentes (hardware) representan actualmente el 22% del precio final de un vehículo y alcanzarán el 35% en 2010. En 2010, el coste de los programas de gestión (software) supondrá el 30% del valor del automóvil. www.elmundomotor.es

Electrónica y Automóvil

Visteon planta de Cádiz Controladores electrónicos de gestión de motores. Módulos electrónicos para seguridad pasiva Módulos para el control de la climatización Paneles de instrumentación ó CLUSTERS Reproductores de DVD Módulos interface para telefonía. DAB. Digital Audio Broadcasting. Radio Digital por satélite.

El panel de instrumentación ó CLUSTER

Que es un Cluster ? Conjunto de indicadores situados detrás del volante. Informa sobre estado de la conducción Alerta de anomalías – averías Información de diversa índole

Cluster

Funciones básicas Tacómetro Velocímetro Odómetro Temperatura Indicadores

Diagrama de Bloques Básico de un Cluster

Funcionamiento del Cluster estímulos por software CAN + 720 A3 45 12 B7 C3 28 55 0B CAN - CPU TX RX estímulos por hardware 12 V 12 V 0V 0V

CAN Controller Area Network

CAN. ¿ Que es ? Can-Bus es un protocolo de comunicación en serie desarrollado por Bosch para el intercambio de información entre unidades de control electrónicas del automóvil.

CAN. Funcionamiento Bus CAN. Par trenzado

Definición del problema

Oportunidad de mejora Incrementar el soporte técnico in-situ al cliente con objeto de aumentar su satisfacción en los siguientes productos: Cluster Ford Focus Cluster Ford Fiesta Cluster Renault Megane

Soluciones propuestas

Soluciones propuestas Opciones Equipos de medida Osciloscopio Generador señales Fuente alimentación Analizador protocolo Tarjetas estándar Tarjeta CAN Conversor de tensión Sistema a medida Tarjeta multifunción Tarjeta de relés

Sistema de diagnostico para Clusters CPAT Software de diagnostico Labview 6.1 Bus de comunicación serie RS-232 a 115200 bps PC CLUSTER Bus de comunicación serie TX-RX a 9600 bps Tarjeta Multifunción Plant Link S.L Bus de comunicación CAN HI a 500 Kbps Bus de 8 bits para control de tarjeta de relés Bus de 32 líneas de control para entradas del cluster Tarjeta de Relés

Estrategias del Diagnostico

Diagnostico por Bus Serie Tx 12V/ 9600 bps Rx 5V / 9600 bps MAXIM 232 PC CLUSTER Rx 12V/ 9600 bps Tx 5V / 9600 bps Conversor CMOS / TTL

Diagnostico por Bus CAN Serie TX 9600 bps CAN + 500 Kbps CAN Interface PC CLUSTER Serie RX 9600 bps CAN – 500 Kbps

Estimulos por niveles de tensión C L U S T E R Función del vehículo a emular 12 V 0 V Función del vehículo a emular

Diagnostico del nivel de combustible Depósito de combustible CPU

Emular niveles de combustible 145 ohms Emular depósito vacío 12 V 84.1 ohms CPU Emular depósito mitad 12 V 22 ohms CLUSTER Emular depósito lleno

Control tarjeta de relés

Test de las entradas que se activan con 12 V ó 0 V Driver “Custom” Tarjeta multifunción 12 V 12 V C L U S T E R Bit 2 Bit 1 Bit 0 Bit 3 RST SCLK Out 7 Out 0 Out 6 Out 1 SCLK RST 12 V SI Vpwr SI GND GND GND GND SO VDD SIOE SIOE SFS Out 5 Out 2 Out 4 Out 1 Registro de desplazamiento serie-paralelo y driver de potencia Al siguiente Driver (4 drivers en serie)

Test del nivel de combustible Tarjeta multifunción 12 V 145 ohms Bit 2 Bit 1 Bit 0 Bit 3 RST SCLK Out 7 Out 0 Out 6 Out 1 SI 84.1 ohms Al Cluster SCLK RST SI Vpwr GND GND GND GND SO SO VDD SIOE SFS Out 5 Out 2 Out 4 Out 1 22 ohms Al siguiente Driver Activando mas de una salida obtenemos niveles intermedios de combustible

Tensiones Vbat, Vign y Vcrank Tarjeta multifunción 12 V 12 Vbat C L U S T E R Bit 7 Bit 6 Bit 5 Bit 4 12 V 12 Vign 12 V 12 Vcrank Bit de repuesto Algunas funciones requieren activar-desactivar estas tensiones independientemente

Esquema eléctrico E S Q U E M A E L E C T R I C O

La tarjeta de relés

La tarjeta multifunción de Plant Link S.L www.plantlinksl.com Conversor de niveles CMOS / TTL Comunicaciones CAN 500 Kpbs

Conexión entre tarjetas

Conexiones externas Puerto serie del PC Alimentación 12 V Interruptor general Conexión con el Cluster mediante un conector DB50

Apariencia final

El Software

El software Labview 6.1 estandar de Visteon. Todas las funciones se activan por software. Un solo cable para comunicar con el sistema.

Software. Labview 6.1

Software. Pantalla principal

Software. Ayuda

Software. Selección del modelo a diagnosticar

Software. Ford Focus

Software. Ford Fiesta

Software. Renault Megane

Conclusión El definir de manera precisa el objetivo de un proyecto supone el éxito del mismo.

Resultados Actualmente existen cuatro unidades operativas y los resultados están siendo excelentes. Planta de Visteon en Chihuahua, Mexico Planta de Ford en Almusaffes, Valencia. Planta de Ford en Colonia, Alemania. Planta de Visteon en Cadiz, Laboratorio de Garantía.

Agradecimiento especial Al Profesor Dr. Joaquín Moreno Marchal Por la búsqueda de la perfección

Gracias por vuestra asistencia y atención