DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS CATERPILLAR

OBJETIVO GENERAL Preparar e instruir al personal de operación y Mantenimiento de Equipos Caterpillar para que puedan interpretar y solucionar los problemas eléctricos y electrónicos asociados a códigos de diagnóstico.

TEMARIO INTRODUCCIÓN. MÓDULO I: MÓDULO II: Señales electrónicas Corriente Alterna Formas de modular la Señal. Dispositivos o fuentes de entrada Interruptores o switch Diagnóstico en entradas tipo Switch (voltaje de referencia) Sender o Emisores Sensores MÓDULO II: Dispositivos de salida Solenoides y válvulas proporcionales. Relé o Relay Indicadores de Alerta

MÓDULO III: MÓDULO IV: Códigos de Diagnóstico 31 Definición de los códigos de diagnóstico MÓDULO IV: Descripción de los tipos de ECM Comunicación Hardware y Software El Módulo de Personalidad Estructura Interna de Un ECM Eventos Registrados.

Recordando la electricidad INTRODUCCIÓN Recordando la electricidad SEGURIDAD ANTE TODO VOLTAJE, CORRIENTE Y RESISTENCIA. USAR UN MULTITESTER PARA: MEDIR VOLTAJE. MEDIR CONTINUIDAD O RESISTENCIA. MEDIR UN DIODO. ETC. UNA VUELTA POR CONCEPTOS ELÉCTRICOS

MÓDULO I

OBJETIVOS DEL MÓDULO Al final de este módulo los participantes estarán capacitados para establecer la diferencia entre los distintos dispositivos de entrada, clasificarlos y explicar su funcionamiento, además de realizar las mediciones necesarias para diagnosticar el estado en el que se encuentran.

SEÑALES ELECTRÓNICAS Los circuitos electrónicos procesan una señal de alguna forma. La señal puede ser tan simple como el pulso eléctrico creado por el cierre de los contactos de un interruptor, o compleja como una señal digital que evalúa el nivel de un fluido. Las señales pueden dividirse en dos grandes grupos: Corriente continua (CC o DC). Corriente alterna (AC)

SEÑALES DC NEGATIVA FIJA POSITIVA FIJA PULSOS POSITIVOS POSITIVA VARIABLE PULSOS POSITIVOS

FORMAS DE MODULAR LA SEÑAL Modulación Analógica, que representa el parámetro como nivel de Voltaje. Modulación de frecuencia, que representa el parámetro como un nivel de frecuencia. Modulación de ancho de pulso (PWM), que corresponde a una señal digital que representa el parámetro como porcentaje de ciclo de trabajo.

SEÑALES ANÁLOGAS PRESIÓN

DOS NIVELES DISTINTOS DE AMPLITUD SEÑALES DIGITALES ALTO DOS NIVELES DISTINTOS DE AMPLITUD BAJO

MODULACIÓN DE ANCHO DE PULSO TIEMPO ON V/S TIEMPO OFF “CICLO DE TRABAJO” TIEMPO ON V/S TIEMPO OFF UN PERIODO

PERIODO ONDA SENOIDAL

DISPOSITIVOS DE ENTRADA

Los dispositivos de entrada, son usados para el monitoreo de la información asociada a los sistemas de la máquina. Los dispositivos de entrada convierten parámetros físicos como velocidad, temperatura, presión, posición, flujo o nivel en una señal electrónica. Los sistemas de control electrónico, usan esta señal electrónica (información de entrada) para el monitoreo de los componentes y para originar señales de salida apropiadas.

CLASIFICACIÓN SWITCHES. SENDER. SENSORES.

INTERRUPTORES O SWITCHES

INTERRUPTORES O SWITCHES Los interruptores poseen múltiples aplicaciones para control, como por ejemplo nivel, flujo o presión. Los interruptores poseen en su interior dos contactos, que pueden estar normalmente abiertos o cerrados, dependiendo de la construcción mecánica y de la necesidad de cada caso.

SWITCH DE TEMPERATURA ACEITE DE FRENOS MULTITESTER MIDE: VOLTAJE. RESISTENCIA (OHMS) SW TEMPERATURA ACEITE FRENOS TRASERO

SWITCH PRESIÓN ACEITE DE FRENO MULTITESTER MIDE: VOLTAJE. RESISTENCIA (OHMS) SW PRESIÓN CIRCUITO ACEITE FRENOS

SWITCH NIVEL REFRIGERANTE MOTOR RESISTENCIA VARIABLE CON SW SW. CIRCUITO NIVEL REFRIGERANTE MULTITESTER MIDE: VOLTAJE. RESISTENCIA (OHMS)

SWITCH DE FLUJO MULTITESTER MIDE: VOLTAJE. RESISTENCIA (OHMS) PALANCA CON SWITCH MULTITESTER MIDE: VOLTAJE. RESISTENCIA (OHMS) SW. DE FLUJO CIRCUITO REFRIGERANTE

SWITCH OPERADOS POR EL OPERADOR

DIAGNOSTICO EN ENTRADAS TIPO SWITCH Para diagnosticar, localizar y solucionar efectivamente problemas en los interruptores y de las entradas de los interruptores, es importante entender los principios de operación.

SENDER O EMISORES 0 a 240 Ohmios. 70 a 800 Ohmios

SENSOR DE TEMPERATURA PASIVO RESISTOR VARIABLE. SENSOR DE 2 CABLES CIRCUITO SENSOR DE TEMPERATURA REFRIGERANTE MULTITESTER MIDE: VOLTAJE. RESISTENCIA (OHMS)

SENSOR DE NIVEL DE COMBUSTIBLE RESISTIVO (SENDER) MULTITESTER MIDE: VOLTAJE. RESISTENCIA (OHM) CIRCUITO SENSOR NIVEL DE COMBUSTIBLE 0 a 240 Ohmios

Poseen un resistencia llamada termistor, que pueden ser de coeficiente positivo o negativo 70 A 800 OHMIOS El ECM o procesador del sistema monitor calcula la resistencia y el sistema monitor muestra la salida en un medidor o indicador de alerta.

SENSORES

La señal electrónica se modula de tres formas: Los sensores a diferencia de los interruptores o switch, pueden indicar diferentes estados del parámetro medido o detectado, por ejemplo un switch de temperatura de refrigerante de motor, se activará o desactivará de acuerdo a los niveles preestablecidos, es decir, en sólo dos situaciones, por el contrario un sensor diseñado para el mismo fin podrá entregar diferentes valores, dependiendo de la temperatura alcanzada. Los sensores para realizar esta labor, en su interior tienen circuitos electrónicos que procesan la información y la convierten en señal antes de que sea enviada hacia algún dispositivo de monitoreo o control electrónico. La señal electrónica se modula de tres formas: Como frecuencia. (Hz) Como modulación de duración de Impulso (%) Como modulación analógica (Voltaje)

LOS SENSORES SE DIVIDEN EN DOS TIPOS PASIVOS: Sensores que no procesan la información antes de ser enviada, no requieren de alimentación externa y por lo general tienen solo dos terminales. ACTIVOS: sensores que requieren de un voltaje de alimentación para funcionar, tienen tres terminales, dos de estos se utilizan para alimentarlo, y del tercero se obtiene la señal o nivel de voltaje, correspondiente al parámetro detectado o medido.

Tipos de sensores FRECUENCIA PWM ANÁLOGO ANÁLOGO DIGITAL (PWM)

SENSORES DE FRECUENCIA Los dos sensores más comunes son: Sensor de frecuencia magnético o pick-up magnético. Sensor de efecto Hall. El tipo de sensor usado lo determina ingeniería. En un sistema en donde no son críticas las bajas velocidades, se utiliza un detector magnético. En un sistema en donde la medición de bajas velocidades es crucial, se usa un sensor de efecto Hall

SENSOR MAGNÉTICO O PICK UP MAGNÉTICO Los sensores de frecuencia de detección magnética pasivos, convierten el movimiento mecánico en voltaje CA. El voltaje y la frecuencia son proporcionales a la velocidad. Velocidad de salida de la transmisión en un camión 797

SENSORES DE FRECUENCIA ELECTRÓNICOS O DIGITALES El comportamiento de estos sensores es similar al de un Pick Up magnético, la diferencia radica en que estos sensores procesan la señal antes de enviarla a un dispositivo de monitoreo o de control. La alimentación de este sensor es proporcionada por el dispositivo asociado y los valores de voltaje utilizados son 10, 12.5 ó 13 VDC. SENSOR DE EFECTO HALL: Cuando por una placa metálica circula una corriente eléctrica y ésta se halla situada en un campo magnético perpendicular a la dirección de la corriente, se desarrolla en la placa un campo eléctrico transversal, creándose entonces una diferencia de potencial, la que puede ser medida. Cuando un objeto ferromagnético se aproxima al sensor de efecto Hall, el campo que provoca el imán en el elemento se debilita. Así se puede determinar la proximidad de un objeto, siempre que sea ferromagnético.

Mide velocidad desde 0 RPM dentro de una gama amplia de temperatura.

SENSOR DE VELOCIDAD ACTIVO SENSOR DE 3 CABLES. EFECTO HALL MULTITESTER MIDE: VOLTAJE. MODULACIÓN ANCHO DE PULSO (PWM) FRECUENCIA. PORCENTAJE. CIRCUITO SENSOR DE VELOCIDAD

Nota: El ECM en estos sensores NO contempla el concepto Pull UP o voltaje de referencia

MEDICIONES A UN SENSOR DE FRECUENCIA ELECTRÓNICO Medidas realizadas a un sensor de frecuencia electrónico, cuya aplicación corresponde a un sensor de velocidad y sincronización en un motor de inyección electrónica. El voltaje medido entre A y B debe estar entre 12 y 13 VDC. El Voltaje medido entre el conector C y el B con la llave de encendido en ON y con motor detenido, debe ser menor de 3 VDC. o mayor de 10 VDC. Durante el arranque, el voltaje medido entre los terminales C Y B debe estar entre 2 VDC. y 4 VDC.

SENSOR DE TEMPERATURA DIGITAL Posee un oscilador que provee la frecuencia portadora de señal. Dependiendo de la aplicación, será la frecuencia. 500Hz para los sensores de temperatura de escape y posición del acelerador. 5000Hz para los sensores de temperatura y posición en general. Un Termistor que varía su resistencia con los cambios de T°, la que es recibida y transformada a una señal digital PWM.

CIRCUITO SENSOR POSICIÓN ACELERADOR SENSOR DE POSICIÓN SENSOR DE 3 CABLES. PWM RESISTENCIA VARIABLE. CIRCUITO SENSOR POSICIÓN ACELERADOR

CIRCUITO SENSOR POSICIÓN PALANCA CAMBIO AUTOMATICA SENSOR DE POSICIÓN SENSOR DE 4 CABLES. PWM. EFECTO HALL. CIRCUITO SENSOR POSICIÓN PALANCA CAMBIO AUTOMATICA

SENSOR DE TEMPERATURA DIGITAL SENSOR DE 3 CABLES. PWM MULTITESTER MIDE: MODULACIÓN ANCHO DE PULSO (PWM) FRECUENCIA. VOLTAJE. PORCENTAJE. CIRCUITO SENSOR DE TEMPERATURA DE ACEITE DE TRANSMISIÓN (SOLO 725/730/735)

MEDICIONES A UN SENSOR DIGITAL Sensor de temperatura PWM. El multímetro digital puede medir VDC. Con el sensor conectado al ECM y la llave de contacto en posición “ON”. Clavija A a Clavija B Voltaje de suministro (8 Vcc) Clavija C a Clavija B Voltaje variable de acuerdo al parámetro medido. Clavija C a Clavija B Fracuencia (Hz) Constante (depende tipo de sensor) Clavija C a Clavija B 5% a 95% (nunca menos de 5% y nunca 100%)

SENSOR DE TEMPERATURA Y PRESIÓN ANÁLOGO SENSOR DE 3 CABLES. RESISTENCIA VARIABLE. CIRCUITO SENSOR PRESIÓN DE ACEITE MULTITESTER MIDE: VOLTAJE.

SENSOR DE TEMPERATURA ANÁLOGO MEDICIONES A UN SENSOR ANÁLOGO Sensor conectado al ECM y el interruptor de llave de contacto en “ON”. Terminal A a clavija B Alimentación regulada de 5 VDC desde el control. Terminal C a clavija B 0,2 a 4,8 VDC proporcional al valor de T° medido.

SENSORES ANÁLOGOS DIGITAL Un sensor con la combinación de dos tipos de sensores, se utiliza un dispositivo que transforma o convierte una señal de nivel de voltaje, que proviene de un sensor análogo, a una señal digital. Ejemplos de estos sensores son: sensor de nivel de combustible, sensores de presión de aire en algunos equipos Caterpillar, como camiones de obra 785B 789B 793B/C 797 etc. Hoy en día, estos sensores están siendo ampliamente reemplazados por un formato de sensor PWM mucho más compacto y resistente, lo que garantiza una vida de servicio mas larga.

SENSOR DE NIVEL DE COMBUSTIBLE ULTRASÓNICO SENSOR CON 4 CABLES. MULTITESTER MIDE: VOLTAJE. FRECUENCIA. MODULACIÓN ANCHO DE PULSO (PWM) CIRCUITO SENSOR NIVEL DE COMBUSTIBLE

PULL UP VOLTAJE DE PRUEBA

VOLTAJE DE PRUEBA PULL-UP SI SE MIDE ENTRE EL PIN “B” (TIERRA) Y “C” (SEÑAL), CON EL SENSOR CONECTADO, SE OBTIENE EL VALOR DE LA SEÑAL. SI SE MIDE ENTRE EL PIN “B” (TIERRA) Y “C” (SEÑAL), CON EL SENSOR DESCONECTADO, SE OBTIENE EL VOLTAJE PULL-UP.

HACIA DISPOSITIVOS DE ENTRADA CIRCUITO SENSOR DE SEÑALES 6,5 vcc (VOLTAJE PULL-UP) HACIA DISPOSITIVOS DE ENTRADA CIRCUITO SENSOR DE SEÑALES

DISPOSITIVOS DE ENTRADA CIRCUITO SENSOR DE SEÑALES (VOLTAJE PULL-UP) DISPOSITIVOS DE ENTRADA CIRCUITO SENSOR DE SEÑALES Dispositivo de entrada

SUMINISTRO DE VOLTAJE PARA SENSORES LOS ECM RECIBEN ALIMENTACIÓN NOMINAL DE LAS BATERIAS 24 VCC. SIN EMBARGO EL RANGO DE SUMINISTRO FLUCTUA ENTRE + 9 volt. y + 40 volt. LOS ECM SON LOS ENCARGADOS DE GENERAR LA ALIMENTACION HACIA LOS SENSORES, TANTO DE ENTRADA COMO DE SALIDA. SENSORES ANÁLOGOS: + 5 VDC. +/- 0.5 VDC SENSORES DIGITALES Y PWM + 8 VDC. +/- 0.5 VDC SENSORES DE FRECUENCIA + 12,5 VDC. +/- 1 VDC VOLTAJE DE SUMINISTRO PARA SOLENOIDES DE INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE. + 105 VDC. +/- 0.5 VDC

PARAMETRO MONITOREADO MEDIDA CON MULTITESTER DISPOSITIVOS DE ENTRADA PARAMETRO MONITOREADO SENSOR ACTIVO O PASIVO MEDIDA CON MULTITESTER VELOCIDAD PICKUP PASIVO (2 CABLES) VOLTS/FREC/OHMS EFECTO HALL ACTIVO (3 CABLES) VOLTS/FREC/PWM TEMPERATURA RESISTOR VARIABLE VOLTS/OHMS PRESIÓN GALGA DE DEFORMACIÓN Cristal cuarzo VOLTS POSICIÓN MAGNETORESISTIVO NIVEL DE COMBUSTIBLE ULTRASONICO ACTIVO (4 CABLES)

PARAMETRO MONITOREADO SENSOR SE UTILIZA EN VELOCIDAD PICKUP RPM MOTOR EFECTO HALL COS (CONVERTIDOR), TOS (TRANSMISIÓN) VELOCIDAD SINCRONISMO MOTOR TEMPERATURA RESISTOR VARIABLE T° REFRIGERANTE ACERT T° AFTER COOLER (AIRE ENFRIADO DESPUES DEL TURBO) T° ESCAPE PRESIÓN GALGA DE DEFORMACIÓN CON RESISTOR VARIABLE P° ATMOSFÉRICA P° DIRECCIÓN, P° LUBRICACIÓN POSICIÓN ACELERADOR PALANCA CAMBIO, LEVANTE MAGNETORESISTIVO CILINDRO DE DIRECCIÓN MOTOS M NIVEL DE COMBUSTIBLE ULTRASÓNICO

MÓDULO II

DISPOSITIVOS DE SALIDA SOLENOIDES (ON-OFF, PROPORCIONALES Y PWM) RELÉS. LAMPARAS (INDICADORES). ALARMAS. DISPLAY DIGITALES. MOTORES.

SOLENOIDES

SOLENOIDE PWM INYECTOR ELECTRÓNICO UNITARIO (EUI)

RELÉ DE PARTIDA SOLENOIDE DE PARTIDA BATERÍA SWITCH DE PARTIDA LLAVE CONTACTO BATERÍA

INDICACIÓN ESTADO DE COMUNICACIÓN ÁREA PRECAUCION DEL INDICADOR MÓDULO CENTRAL DE MENSAJES INDICACIÓN ESTADO DE COMUNICACIÓN INDICADOR DE ALERTA ÁREA PRECAUCION DEL INDICADOR MEDIDOR UNIVERSAL AREA DE MENSAJE

MÓDULO III CODIGOS DE DIAGNÓSTICO. DEFINICION DE CODIGOS DE DIAGNÓSTICO.

CÓDIGOS DE DIAGNOSTICO Los códigos de diagnóstico representan un problema con el sistema de control ELECTRÓNICO O ELÉCTRICO que se debe investigar y corregir lo antes posible. Cuando se genera un código de diagnóstico, un módulo de visualización como el Sistema Monitor Caterpillar (CMS) permite alertar al operador o al técnico de servicio de la condición anómala. Los códigos de diagnóstico constan de tres códigos (MID, CID y FMI). El MID (Identificador del módulo) indica el módulo electrónico que generó el código de diagnóstico. El CID (Identificador del componente) indica el componente en el sistema. El FMI (Identificador de la modalidad de falla) indica la modalidad de falla que está presente.

Nota: Todos los módulos de control electrónico (ECM) que usan el enlace de datos tienen un identificador de módulo (MID). El MID se indica para cada módulo: ECM del motor (delantero) ... 033 ECM del motor (trasero) ... 034 ECM del motor (master) ... 036 Módulo principal del VIMS ... 049 ECM de la transmisión ... 081 ECM del chasis ... 087 ECM del freno/enfriamiento ... 116

MÓDULO IV ECM

ADEM II Es utilizado en varias familias de motores cuyas ADEM I Es utilizado en los motores de la familia 3500 y prácticamente ya no se fabrica, solamente como repuesto para las unidades que circulan en el mundo. ADEM II Es utilizado en varias familias de motores cuyas aplicaciones más comunes son Minería, Marinos, Generación, Vehicular e Industrial. Familia 3500B, 3400E (HEUI), 3176B (MEUI), 3406E (MEUI) ADEM III Solo en motores cuya aplicación es vehicular. Familia 3100(HEUI), C9 (HEUI), C10, 12, 15 (MEUI) MAC : (ECM) CONTROL APLICACIONES MULTIPLES. CONTROL ANALISIS DE RODADURA O CAMINO (RAC). CHASSIS. VIMS. TRANSMISION FRENO-ENFRIAMIENTO.

CARACTERÍSTICAS ELECTRICAS Y COMUNICACIÓN Independiente del tipo, un ECM tiene algunas características básicas que permite su funcionamiento. Señales de entrada. Señales de salida. Suministro de energía para los sensores que se le conectan Suministro de energía desde baterías externas para su funcionamiento. Diferentes tipos de comunicación, según la aplicación.

Observación: En los ECM utilizados en equipos de minería, uso industrial y generación, el modo ATA DATA LINK, solo se utiliza para programar los ECM a través de un programa llamado Flash, que es parte del ET. Cabe señalar que este modo de comunicación en el camión 797 solo lo utiliza el ECM maestro. En los otros ECM, para realizar diagnósticos y para programar, se utiliza CAT DATA LINK.

CONTROL DE IMPLEMENTOS CONTROL DE TRANSMISIÓN SISTEMA DE ADMINISTRACION DE INFORMACIÓN VITAL (VIMS) MODULO INTERFASE VIMS MODULO INTERFASE VIMS CAT DATA LINK ADEM CAT DATA LINK SENSORES SENSORES SENSORES CONTROL DE IMPLEMENTOS CONTROL DE TRANSMISIÓN

TECLADO Y CENTRO DE MENSAJES

SISTEMA ELECTRÓNICO 797B MONITOREO MOTOR ESCLAVOS MASTER TRANSMISIÓN MEDIDORES. MONITOREO. ALARMAS. MEDIDAS. SINCRONIZACIÓN DE RELOJ. IDENTIFICACIÓN DE MÁQUINA. AUTO LUBRICACIÓN. ADEM II MASTER ADEM II ESCLAVO 1 MOTOR ESCLAVOS CONTROL DE EMISIÓN. INYECCIÓN DE COMBUSTIBLE.. PARADAS DE MÁQUINA. INYECCIÓN DE ÉTER. DIAGNÓSTICOS. ELOCIDAD DE MOTOR. MASTER POSICIÓN ACELERADOR. ALTERNATIVA ACELERADOR. VELOCIDAD DE MOTOR. AYUDA PARTIDAMANUAL. PRE LUBRICACIÓN. ADEM II ESCLAVO 2 TRANSMISIÓN CONTROL ELECTRÓNICO PRESIÓN EMBRAGUE. ECPC PROTECCIÓN EN FALLA DE ENGRANAJE. INHIBICIÓN EN MARCHA NEUTRA. CONTROL POSICIÓN ACELERADOR. ADMINISTRADOR DIRECCIÓN - LIMITADOR DE TORQUE. PROTECCIÓN SOBREVELOCIDAD. - LIMITADOR DE VELOCIDAD. LIMITE ENGRANAJE SUPERIOR. CHASIS PARTIDA NEUTRA. - PROTECCIÓN PARTIDA ALARMA RETROCESO. - CONTROL LEVANTE. CONTADOR DE CARGA. – NEUTRALIZAR REVERSA. ENFRIAMIENTO DE FRENO CONTROL DE AUTO RETARDO. FRENO ESTACIONAMIENTO CONTROL VELOCIDAD VENTILALOR MOTOR. CONTROL VELOC. BOMBA ENFRIAMIENTO FRENO. MONITOREO TEMPERATURA DE FRENO. CONTROL PRESION Y ENFRIAMIENTO EJE TRASERO. MONITOR DE RUEDA CONTROL Y ANALISIS DE CAMINOS

5 3 4 (1) ECM de la transmisión. (2) ECM del chasis. (3) ECM del freno/enfriamiento. (4) ECM del VIMS. (5) ECM del RAC (control análisis de rodadura)

1.-MAESTRO 2.- DELANTERO. 3.- POSTERIOR