Proyecto: “Equipo para diagnóstico de motores con inyección electrónica” Juan Sebastián Nieto Director: Ing. Walter Andrés Gemin Año 2011 RESUMEN INTRODUCCION INTRODUCCION Los equipos de diagnóstico para vehículos con computadoras de a bordo son una herramienta muy utilizada actualmente en la mayoría de los talleres de servicio mecánico, debido a la necesidad de conocer datos de diagnóstico y el estado de los distintos sistemas. En 1991 surge una regulación que exige a los fabricantes de la industria automotriz a instalar un sistema de monitoreo de los componentes relacionados con dicha emisión de gases. Agregado a esto, la inyección electrónica en los automóviles ya estaba siendo aplicada en algunos modelos de distintos fabricantes, proveyendo a los automóviles mejoras en materia de consumo de combustible. El objetivo de la inyección electrónica es la de suplantar los sistemas de carburación mecánicos para obtener una mezcla en promedio muy cercana a la estequiométrica (14,7 partes de combustible a 1 de aire). En el presente proyecto, se construyó un equipo de diagnóstico que permite obtener datos de motores con inyección electrónica que cumplen con el protocolo OBD2, intentando ofrecer un entorno amigable en PC. Para su desarrollo, se estudió dicho protocolo, logrando una comprensión del mismo y analizando las diferentes posibilidades de aplicación, haciendo uso finalmente para la comunicación eléctrica entre la computadora de a bordo y una PC el circuito integrado ELM327 de la firma Elm Electronics. El mismo, es un adaptador de protocolos OBD2 a RS232, que posee capacidad de ser controlado mediante comandos AT. Se muestra su diagrama de bloques en la figura 1. Figura 1 – Diagrama de bloques del ELM327 Una vez establecida la implementación física, se programó en Visual Basic una aplicación que permite realizar la comunicación de la PC con el vehículo y mostrar los datos obtenidos de una manera accesible para el usuario, sin que el mismo deba encargarse de introducir comandos AT o configuraciones que no le son necesarias conocer. Finalmente, se logró programar un software muy confiable y totalmente interactivo, que en conjunto a la aplicación física conforman un equipo totalmente compatible con los vehículos de última generación, proveyendo así una herramienta sumamente útil y completa para el diagnóstico de motores con inyección electrónica. Teniendo como base la aplicación de la electrónica en los nuevos sistemas de inyección y la regulación impuesta, se desarrollaron los sistemas de monitoreo, surgiendo en primera instancia los sistemas OBD (“On Board Diagnostics”), en los cuales cada fabricante contaba con un protocolo propietario para el diagnóstico de sus productos. Con la natural evolución que se genera a partir del avance de la tecnología y en adición a que los protocolos implementados por los fabricantes no eran suficientemente efectivos en términos de control de emisiones, se llegó a lo que hoy en día es conocido como protocolo OBD2. Este mismo es un protocolo que está estrictamente estandarizado, definiendo desde capas físicas hasta de aplicación para el diagnóstico automotriz. Este protocolo está implementado en todo vehículo que salga a la venta hoy en día, no solamente aportando una mejora en términos de reducción de emisiones contaminantes sino también permitiendo, a partir de herramientas de diagnóstico, conocer las probables fallas detectadas en el vehículo como así la adquisición de datos de los sensores y actuadores involucrados en el proceso de control de la inyección de combustible. La idea llevada a cabo en este proyecto es la de crear una herramienta de diagnóstico implementada en PC orientada a la lectura de los sistemas OBD2 de inyección electrónica para todo tipo de usuarios. En especial es dirigida hacia personal de talleres de servicio mecánico, aunque en base a un entorno amigable que permita ser utilizada por cualquier tipo de usuario sin conocimientos técnicos en mecánica automotriz. Es así que se desarrolla el presente proyecto, “Equipo para diagnóstico de motores con inyección electrónica”. DESARROLLO CONCLUSIONES CONCLUSIONES La implementación del proyecto se lleva a cabo mediante el uso de una interfase OBD2 a RS232 (ELM327) para establecer la comunicación con la ECU (“Engine Control Unit”), que es la unidad electrónica de control de inyección, una interfase RS232 a USB para la conexión a PC y finalmente un programa en computadora que es el encargado de interactuar con el usuario y mantener la comunicación con el vehículo mediante las interfaces antes mencionadas haciendo uso del puerto USB. El diagrama de bloques de la implementación práctica se muestra en la figura 2. En el presente proyecto, teniendo como base los conocimientos adquiridos durante la carrera y profundizando en temas específicos, como el protocolo OBD2 y programación en Visual Basic, se desarrolló una herramienta muy útil para el diagnóstico de motores con inyección electrónica, testeada con éxito en diversos automóviles, con un entorno muy amigable y orientada a cualquier tipo de usuario con conocimientos básicos de computación. Figura 2 – Diagrama de bloques de la implementación Del programa en computadora, se pretende lograr que presente diversas funcionalidades acordes a los datos adquiridos y su forma de presentación. Entonces, se decide implementar un programa que posea diferentes ventanas de acuerdo a la operación que se esté efectuando. Las funciones que debe tener dicho programa son: el inicio de la comunicación, proveyendo la mayor cantidad de información cuando la misma no pueda ser efectuada; diagnóstico de sistemas OBD2, con la presentación de los códigos de falla y su significado, además de brindar la posibilidad del borrado de los mismos; obtención de los parámetros de medición indicados en el estándar OBD2 y, finalmente, la posibilidad de graficar la evolución temporal de aquellos que merezcan éste interés. En función a las características deseadas para el programa en computación establecidas anteriormente, se implementa un programa con cuatro ventanas diferentes dedicadas, cada una de ellas, a una función determinada. Entonces, se tendrán las ventanas:”INICIO”, “DIAGNOSTICOS”, “MEDICIONES” y “GRAFICOS”, como se muestra en la figura 3. Figura 3 – Captura de pantalla del software Este tipo de herramientas, conocidas comercialmente con el nombre de “Scanner”, son utilizadas en la actualidad por la mayoría de los talleres de reparación de automóviles debido a la necesidad de contar con la capacidad de diagnosticar los sistemas de a bordo. Si bien el proyecto está orientado inicialmente sólo a la parte de inyección electrónica, como mejora a futuro, se puede plantear la posibilidad de expandir el software a cualquier otro de los sistemas con control electrónico de un automóvil. La limitación que se impone es que los protocolos de dichos sistemas son propietarios de las fábricas y se debe pagar una licencia para obtenerlos. No obstante, si se da un enfoque comercial a la herramienta desarrollada, la expansión a otros sistemas es totalmente realizable mediante la programación del software, dado que eléctricamente se tiene la posibilidad de comunicación con todos los protocolos existentes. BIBLIOGRAFIA [1]. Norma SAE-J1962 [2]. Norma SAE-J1979 [3]. “OBD-II PIDs”. www.wikipedia.org [4]. “On board diagnostics”. www.wikipedia.org [5]. “Automotive Protocols & Standards”. Tom Nash. www.findarticles.com [6]. Application Notes. Elm Electronics. www.elmelectronics.com/appnotes.html [7]. Norma SAE-J2178 [8]. Norma ISO-14230 [9]. Recursos Visual Basic. www.recursosvisualbasic.com.ar