Andrey 124
Постоянный участник
Предлагаю вашему вниманию описание достаточно простого, не содержащего специализированных деталей, построенного на дешёвых, но надежных микросхемах, легко повторяемого, практически не требующего настройки, стабильно работающего COM-порт – K-L-line адаптера на интегральных таймерах КР1006ВИ1. Пользуюсь им почти два года.
Первоисточник здесь, в самом конце: http://www.autoelectric.ru/diagnostic/adapters/adapters.htm
Разработка довольно старая, и, на мой взгляд, незаслуженно забытая. В сети кроме просто схем, нашёл только два признания, что схему повторяли, причём оба отзыва положительные:
http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=24013#entry214234
http://aes.at.ua/forum/7-3-1#post8
Выбор пал на эту схему, кроме уже перечисленных причин, ещё и потому что в ней применены схемные решения, обеспечивающие формирование порогов переключения, в соответствии со стандартом RS-232 (уровни переключений адаптера приведены на схеме). Благодаря этому обеспечено полное согласование и с СОМ-портом ПК, и с ЭБУ, кроме того, из-за наличия триггерных зон нечувствительности, обеспечивается высокая помехозащищённость, что, в конечном счете, должно обеспечить работу с любыми ПК и ЭБУ.
Специально, для нашего форума, я составил данное описание по сборке адаптера. Надеюсь, что-то из предоставленного труда окажется полезно людям, пришедшим к необходимости сделать устройство для диагностики.
Доработанная схема, с исправленными ошибками:
Печатная плата, разработанная под использованный мной корпус:
Монтаж платы:
Собранный адаптер:
Адаптер в сборе:
РАЗЪЁМЫ И КАБЕЛИ:
В адаптере я применил дополнительный разъем S2. Через него можно подключать кабели, распаянные под разные диагностические разъемы, тем самым можно диагностировать машины разных марок. Распайка разъема S2 стандартная, полная версия распайки кабеля DB9/OBD-ll, выглядит так:
Кабель с разъемом OBD-II, или любым другим, можно использовать готовый, примеры можно посмотреть здесь: http://avtodevice.narod.ru/c1_0003.htm
Для себя разъем под OBD-II изготовил самодельный:
по рекомендациям из этого источника: http://www.orlovdv.narod.ru/obd2.html
Добавлю по его изготовлению:
Для обеспечения параллельности штырьков, можно поступить следующим образом. Взять деревянный брусок, и на сверлильном станке, через готовую нижнюю плату разъема просверливать отверстия в брусок, и поочерёдно вставлять все необходимые штырьки. После этого все штырьки пропаять, надеть сверху вторую плату, и пропаять её. Готовый разъем вынимается из бруска, и вы получите идеально ровные контакты.
Приходилось разбирать заводские межблочные СОМ-кабели, и встречались такие, где провода свиты все вместе, т. е. бывает, что правила не соблюдаются, но стандарт RS-232 предписывает, что сигнальные линии в соединительных кабелях, для увеличения помехозащищённости, необходимо и достаточно делать их витых пар. Основным ограничением длинны соединительного кабеля, является ёмкость одной линии, стандарт RS-232, ограничивает её на уровне 2500 пф. Ёмкость одного метра витой пары, считается равным 130пф, т.е. в теории, возможно, сделать кабель длинной под 20 метров, что более чем достаточно. На указанном мной ранее форуме ( 2 декабря 2007 ), люди говорили, что для данного адаптера, делали кабель длинной 12 метров. Себе я сделал кабель длинной 5 метров, не пожалев для него экранированный одинарный провод во фторопластовой изоляции, марки МГТФЭ 0,35. Измеренная ёмкость одной линии, у меня составила 890пф. Кабель на диагностический разъем длинной 60 см., сделал из такого-же провода.
При использовании ЭЛТ-монитора в гараже, где обычно нет заземления, и нередко повышенная влажность, на общем проводе монитора и соответственно ПК может образовываться значительный статический потенциал. Для предохранения СОМ-порта, и порта диагностики в машине, я принимаю следующие меры: Сначала подключаю кабель адаптера к ПК. Металлическую часть СОМ-разьёма я соединил с общим проводом кабеля адаптера, при подключении кабеля к ПК сначала происходит соединение общего провода, через корпус разъёма, и тем самым потенциал между ПК и адаптером снимается через него, а не через сигнальные контакты порта. Затем вставляю штекер питания в прикуриватель, тем самым по общему проводу снимается потенциал между ПК и машиной. И в заключении вставляю диагностический разъем. Отключаю в обратной последовательности.
ПРОВЕРКА И РЕГУЛИРОВКА:
Если ошибок нет, то собранная схема начинает работать сразу. Проверку, а в случае необходимости настройку, можно сделать без машины. После подачи питания, без подключения к ПК, все индикаторы должны светится постоянно. После подключения к ПК индикаторы не светятся (кроме, разумеется, LD4), и после попытки соединения с каким-либо блоком через VAG-COM, начинают мигать в зависимости от приходящих сигналов. Программа VAG-COM обладает некоторыми функциями диагностики связи, с подключенными устройствами. Если прохождение сигнала по линии TXD-RXD нормальное, то после попытки связи с каким-либо блоком, без подключения к машине, на экране будет сообщение:
Работу адаптера можно проверить также в тестовом режиме VAG-COMa, через кнопку «опции»:
В этом режиме, можно по быстрому посмотреть уровни сигнала RXD, но можно и не спеша, о чём ниже.
Если где-то сигнал обрывается, то сообщение будет подобное:
Ввиду разброса коэффициента усиления транзисторов, может потребоваться настроить режим работы транзистора VT1, подборкой резистора R11. К линии RXD, по отношению к общему проводу подключить вольтметр, желательно цифровой, поскольку будет меняться полярность сигнала. Отпаяв провод линии TXD от резистора R1, подключить адаптер к ПК, и подать питание 12 вольт (есть нюанс - необходимо подать напряжение, как у Вас будет в бортовой сети автомобиля, изменение напряжения питания, в некоторых пределах, смещает рабочую точку транзистора). Напряжение на используемых сигнальных контактах СОМ-порта ПК, в режиме ожидания отрицательное. При отключенной линии TXD, от резистора R1, напряжение на линии RXD будет положительным, при подключенной станет отрицательным, а по величине должно быть примерно одинаково. Если разница значительная, то надо подобрать резистор R 11. Для примера: при сопротивлении R11= 47 Ом, напряжение у меня менялось в диапазоне +6,4в /–8,6в, при сопротивлении 39 Ом, стало +7,5в /–7,3в. Эту проверку можно делать и без ПК, используя в качестве источника отрицательного напряжения батарейку больше 3-х Вольт. Нагрузочная способность выхода RXD такова, что минимальный размах сигнала (по стандарту RS-232 - +/–5в) наступает при сопротивлении нагрузки 1,7 кОм.
Частота работы генератора отрицательного напряжения, при указанных на схеме С2 и R18, порядка 18кГц., на частотах выше 50кГц. происходит постепенное уменьшение выходного напряжения.
Опытный взгляд может заметить отличия в чертеже платы и фотографиях. На фотографиях мой первый вариант, на нём была схема опробована, и устранены имевшиеся ошибки и недочёты в схеме. В частности применить защитные диоды VD1 и VD4, было решено после изготовления платы, у меня они стоят со стороны монтажа. Их, как и выпрямительные VD5, VD6 желательно применять Д9, или любые другие германиевые, из-за малого падения при прямом токе. Конденсаторы в 1000пф, параллельно R3 и R14 срезают фронты импульсов на входе D1 и D3, из-за чего у меня происходили сбои в связи, с периодом 2-15 секунд, при чтении графиков, всё остальное работало нормально. Из чисто эстетических соображений я их оставил (т.к. корпус прозрачный), но снизил их ёмкость до 82пф, так что ими можно, в общем-то, пренебречь. В описании протокола RS-232 говорится, что логическому нулю соответствует напряжение +5-15в, поэтому изначально индикаторы были подключены исходя их этого. Однако впоследствии было выяснено, что в режиме ожидания на сигнальных линиях TXD и RTS напряжение порядка – 15в, т. е. они находятся в режиме логической единицы, и пришлось изменить включение индикаторов. Все эти изменения в схеме, и в предлагаемой плате учтены, подвоха нет.
С практической точки зрения, для повторения конструкции, приведённых выше графиков достаточно. Для интересующихся точностью, привожу формулы, для расчёта порогов срабатывания.
Для D2:
Uвысокого уровня = 2/3 (Uпит. – Uпад. (VD7+L1))
Uнизкого уровня = 1/3 (Uпит. – Uпад. (VD7+L1))
Для D1 и D3 (упрощённая формула из практики, погрешность +/– 3%):
Uвысокого уровня = (Uпит. – Uпад. (VD7+L1)) / 4,5
Uнизкого уровня = – (Uпит. – Uпад. (VD7+L1)) / 4,5 – 15%
Ещё хочу добавить про стандарт ALDL, применяемый на машинах GM, и некоторых других. В первоисточнике сказано, что для работы в стандарте ALDL, достаточно поставить подтягивающие резисторы R6 и R17 на 10кОм. Это не совсем так, в стандарте ALDL диапазон сигналов 0-5 Вольт, и кроме этих резисторов, необходимо переделать входные цепи D2, для уровней переключения порядка 1,5/3,5 Вольт.
Работа в машине:
Чтение графиков.
Работают все режимы, тестируются все блоки.
Первоисточник здесь, в самом конце: http://www.autoelectric.ru/diagnostic/adapters/adapters.htm
Разработка довольно старая, и, на мой взгляд, незаслуженно забытая. В сети кроме просто схем, нашёл только два признания, что схему повторяли, причём оба отзыва положительные:
http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=24013#entry214234
http://aes.at.ua/forum/7-3-1#post8
Выбор пал на эту схему, кроме уже перечисленных причин, ещё и потому что в ней применены схемные решения, обеспечивающие формирование порогов переключения, в соответствии со стандартом RS-232 (уровни переключений адаптера приведены на схеме). Благодаря этому обеспечено полное согласование и с СОМ-портом ПК, и с ЭБУ, кроме того, из-за наличия триггерных зон нечувствительности, обеспечивается высокая помехозащищённость, что, в конечном счете, должно обеспечить работу с любыми ПК и ЭБУ.
Специально, для нашего форума, я составил данное описание по сборке адаптера. Надеюсь, что-то из предоставленного труда окажется полезно людям, пришедшим к необходимости сделать устройство для диагностики.
Доработанная схема, с исправленными ошибками:
Печатная плата, разработанная под использованный мной корпус:
Монтаж платы:
Собранный адаптер:
Адаптер в сборе:
РАЗЪЁМЫ И КАБЕЛИ:
В адаптере я применил дополнительный разъем S2. Через него можно подключать кабели, распаянные под разные диагностические разъемы, тем самым можно диагностировать машины разных марок. Распайка разъема S2 стандартная, полная версия распайки кабеля DB9/OBD-ll, выглядит так:
Кабель с разъемом OBD-II, или любым другим, можно использовать готовый, примеры можно посмотреть здесь: http://avtodevice.narod.ru/c1_0003.htm
Для себя разъем под OBD-II изготовил самодельный:
по рекомендациям из этого источника: http://www.orlovdv.narod.ru/obd2.html
Добавлю по его изготовлению:
Для обеспечения параллельности штырьков, можно поступить следующим образом. Взять деревянный брусок, и на сверлильном станке, через готовую нижнюю плату разъема просверливать отверстия в брусок, и поочерёдно вставлять все необходимые штырьки. После этого все штырьки пропаять, надеть сверху вторую плату, и пропаять её. Готовый разъем вынимается из бруска, и вы получите идеально ровные контакты.
Приходилось разбирать заводские межблочные СОМ-кабели, и встречались такие, где провода свиты все вместе, т. е. бывает, что правила не соблюдаются, но стандарт RS-232 предписывает, что сигнальные линии в соединительных кабелях, для увеличения помехозащищённости, необходимо и достаточно делать их витых пар. Основным ограничением длинны соединительного кабеля, является ёмкость одной линии, стандарт RS-232, ограничивает её на уровне 2500 пф. Ёмкость одного метра витой пары, считается равным 130пф, т.е. в теории, возможно, сделать кабель длинной под 20 метров, что более чем достаточно. На указанном мной ранее форуме ( 2 декабря 2007 ), люди говорили, что для данного адаптера, делали кабель длинной 12 метров. Себе я сделал кабель длинной 5 метров, не пожалев для него экранированный одинарный провод во фторопластовой изоляции, марки МГТФЭ 0,35. Измеренная ёмкость одной линии, у меня составила 890пф. Кабель на диагностический разъем длинной 60 см., сделал из такого-же провода.
При использовании ЭЛТ-монитора в гараже, где обычно нет заземления, и нередко повышенная влажность, на общем проводе монитора и соответственно ПК может образовываться значительный статический потенциал. Для предохранения СОМ-порта, и порта диагностики в машине, я принимаю следующие меры: Сначала подключаю кабель адаптера к ПК. Металлическую часть СОМ-разьёма я соединил с общим проводом кабеля адаптера, при подключении кабеля к ПК сначала происходит соединение общего провода, через корпус разъёма, и тем самым потенциал между ПК и адаптером снимается через него, а не через сигнальные контакты порта. Затем вставляю штекер питания в прикуриватель, тем самым по общему проводу снимается потенциал между ПК и машиной. И в заключении вставляю диагностический разъем. Отключаю в обратной последовательности.
ПРОВЕРКА И РЕГУЛИРОВКА:
Если ошибок нет, то собранная схема начинает работать сразу. Проверку, а в случае необходимости настройку, можно сделать без машины. После подачи питания, без подключения к ПК, все индикаторы должны светится постоянно. После подключения к ПК индикаторы не светятся (кроме, разумеется, LD4), и после попытки соединения с каким-либо блоком через VAG-COM, начинают мигать в зависимости от приходящих сигналов. Программа VAG-COM обладает некоторыми функциями диагностики связи, с подключенными устройствами. Если прохождение сигнала по линии TXD-RXD нормальное, то после попытки связи с каким-либо блоком, без подключения к машине, на экране будет сообщение:
Работу адаптера можно проверить также в тестовом режиме VAG-COMa, через кнопку «опции»:
В этом режиме, можно по быстрому посмотреть уровни сигнала RXD, но можно и не спеша, о чём ниже.
Если где-то сигнал обрывается, то сообщение будет подобное:
Ввиду разброса коэффициента усиления транзисторов, может потребоваться настроить режим работы транзистора VT1, подборкой резистора R11. К линии RXD, по отношению к общему проводу подключить вольтметр, желательно цифровой, поскольку будет меняться полярность сигнала. Отпаяв провод линии TXD от резистора R1, подключить адаптер к ПК, и подать питание 12 вольт (есть нюанс - необходимо подать напряжение, как у Вас будет в бортовой сети автомобиля, изменение напряжения питания, в некоторых пределах, смещает рабочую точку транзистора). Напряжение на используемых сигнальных контактах СОМ-порта ПК, в режиме ожидания отрицательное. При отключенной линии TXD, от резистора R1, напряжение на линии RXD будет положительным, при подключенной станет отрицательным, а по величине должно быть примерно одинаково. Если разница значительная, то надо подобрать резистор R 11. Для примера: при сопротивлении R11= 47 Ом, напряжение у меня менялось в диапазоне +6,4в /–8,6в, при сопротивлении 39 Ом, стало +7,5в /–7,3в. Эту проверку можно делать и без ПК, используя в качестве источника отрицательного напряжения батарейку больше 3-х Вольт. Нагрузочная способность выхода RXD такова, что минимальный размах сигнала (по стандарту RS-232 - +/–5в) наступает при сопротивлении нагрузки 1,7 кОм.
Частота работы генератора отрицательного напряжения, при указанных на схеме С2 и R18, порядка 18кГц., на частотах выше 50кГц. происходит постепенное уменьшение выходного напряжения.
Опытный взгляд может заметить отличия в чертеже платы и фотографиях. На фотографиях мой первый вариант, на нём была схема опробована, и устранены имевшиеся ошибки и недочёты в схеме. В частности применить защитные диоды VD1 и VD4, было решено после изготовления платы, у меня они стоят со стороны монтажа. Их, как и выпрямительные VD5, VD6 желательно применять Д9, или любые другие германиевые, из-за малого падения при прямом токе. Конденсаторы в 1000пф, параллельно R3 и R14 срезают фронты импульсов на входе D1 и D3, из-за чего у меня происходили сбои в связи, с периодом 2-15 секунд, при чтении графиков, всё остальное работало нормально. Из чисто эстетических соображений я их оставил (т.к. корпус прозрачный), но снизил их ёмкость до 82пф, так что ими можно, в общем-то, пренебречь. В описании протокола RS-232 говорится, что логическому нулю соответствует напряжение +5-15в, поэтому изначально индикаторы были подключены исходя их этого. Однако впоследствии было выяснено, что в режиме ожидания на сигнальных линиях TXD и RTS напряжение порядка – 15в, т. е. они находятся в режиме логической единицы, и пришлось изменить включение индикаторов. Все эти изменения в схеме, и в предлагаемой плате учтены, подвоха нет.
С практической точки зрения, для повторения конструкции, приведённых выше графиков достаточно. Для интересующихся точностью, привожу формулы, для расчёта порогов срабатывания.
Для D2:
Uвысокого уровня = 2/3 (Uпит. – Uпад. (VD7+L1))
Uнизкого уровня = 1/3 (Uпит. – Uпад. (VD7+L1))
Для D1 и D3 (упрощённая формула из практики, погрешность +/– 3%):
Uвысокого уровня = (Uпит. – Uпад. (VD7+L1)) / 4,5
Uнизкого уровня = – (Uпит. – Uпад. (VD7+L1)) / 4,5 – 15%
Ещё хочу добавить про стандарт ALDL, применяемый на машинах GM, и некоторых других. В первоисточнике сказано, что для работы в стандарте ALDL, достаточно поставить подтягивающие резисторы R6 и R17 на 10кОм. Это не совсем так, в стандарте ALDL диапазон сигналов 0-5 Вольт, и кроме этих резисторов, необходимо переделать входные цепи D2, для уровней переключения порядка 1,5/3,5 Вольт.
Работа в машине:
Чтение графиков.
Работают все режимы, тестируются все блоки.
