Распиновка обд адаптера. Распиновка obd2 разъема

В настоящее время большое внимание уделяется контролю над чистотой окружающей среды. В связи с этим появилась технология OBD, призванная делать самостоятельную . В статье дается понятие, история создания, рассматривается распиновка OBD2 , схема OBDІІ прилагается.

[ Скрыть ]

Обзор OBD2

На большинстве современных автомобилей установлен (ЭБУ), который собирает и анализирует данные о работе различных систем автомобиля.

Понятие и особенности

Термин OBD — диагностика бортового оборудования (On Board Diagnostic) является общим, который относится к самодиагностике авто. Эта технология позволяет получить информацию о состоянии различных систем легкового автомобиля от бортового компьютера.

Поначалу OBD выдавало только сообщение о неисправности, но никакой подробной информации об ее сути не давали. В новейших версиях системы используется стандартный цифровой разъем, позволяющий получать сведения о состоянии систем авто в реальном времени с получением кодов неисправностей, по которым можно их идентифицировать. Это хороший прибор для чтения ошибок и их удаления.

Экскурс в историю создания

История создания OBD уходит к 50-м годам прошлого столетия. Правительство США обратило внимание, что развитие автомобилестроения ухудшает экологию. Разработкой спецификации занималась Society of Automotive Engineers (SAE). Сначала система диагностики OBDІІ контролировала лишь систему рециркуляции выхлопного газа, подачи топлива, датчик кислорода, БУ двигателем, касающийся контроля над выхлопными газами. Единой системы контроля не было, каждый производитель устанавливал свою систему.

С 1996 года в США была разработана вторая концепция стандарта OBD2, которая стала обязательной для вновь выпускаемых автомобилей.

Назначение OBD2-определить:

• тип диагностического разъема;
• распиновку;
• электрические протоколы связи;
• формат сообщения.

В Евросоюзе принят EOBD, в основе которого лежит OBD-II. Он обязателен для всех авто с января 2001 года. OBD-2 поддерживает 5 протоколов обмена данными.

Особенности распиновки

Устройство для работы с OBD представляет собой диагностический разъем, к которому подключаются приборы контролирующие состав выхлопных газов и работу основных систем автомобиля. Распиновка OBD2 – это перечень требований, которых должны придерживаться производители машин.

Диагностический разъем OBD согласно требованиям должен находиться на расстоянии не более 18 см от руля. Система является универсальной, использует стандартный цифровой протокол САN. Он дает возможность получить подробную информацию о неисправностях автомобиля.

Протоколы OBD2 предоставляют возможность считывать различные параметры, количество которых зависит от блока управления и может отличаться у различных производителей (Black Mamba).

В основном поддерживается около 20 параметров.

С помощью системы OBD-II можно считывать:

• температуру охлаждающей жидкости;
• в каком режиме работает топливная система;
• коррекцию подачи топлива по банку1/2 как долгосрочную, так и краткосрочную;
• расчетную нагрузку на двигатель;
• обороты мотора;
• давление топлива;
• угол опережения зажигания;
• скорость автомобиля;
• расход воздуха;
• давление во впускном коллекторе;
• положение дроссельной заслонки;
• расположение датчиков кислорода и данные с них;
• температуру поступающего воздуха и др.

Для контроля определенной системы авто достаточно 2-3 параметров. Но может потребоваться и больше. Количество одновременно контролируемых параметров и формат выдачи данных зависит от сканирующего устройства, а также от скорости обмена информацией с ЭБУ.

Диагностический разъем имеет 16 контактов — распиновка их следующая:

1 – устанавливается на заводе-производителе;
2 – связан с шиной J 1850 (J1850 Bus+);
3- устанавливает производитель;
4- контролирует заземляющие контакты автомобиля (шасси) (Chassis Ground);
5 –для контроля заземляющей сети сигнальной линии (Signal Ground);
6 – связан с цифровой шиной САN (CAN High (J-2284));
7 — ISO 9141 – 2, K – Line;
8,9 – устанавливает автопроизводитель;
10 – для контроля за шиной САNJ 1850 (J1850 Bus-);
11, 12, 13 — установлены производителем;
14 – для контроля шины САNJ 2284 (CAN Low (J-2284));
15 — ISO 9141-2, L – Line;
16 –для контроля напряжения аккумуляторной батареи (Battery Power).

Благодаря распиновке водитель может совместить свое авто с колодкой диагностики OBD2.

Если будет обнаружено, что состав выхлопных газов не соответствует требованиям, загорится надпись CheckEngine, требующая проверки работы двигателя. Индикатор предупреждает, что превышена норма количества вредных веществ в отработанных газах.

Адаптер OBD2

Каждый автомобиль должен быть оснащен диагностическим адаптером OBD2.

Его удобно применять для:

• диагностики систем автомобиля;
• идентификации и анализа ошибок;
• контроля работы силового агрегата;
• контроля напряжения, скорости, пробега, температуры;
• для отслеживания расхода топлива;
• контроля состояния панельных приборов;
• отслеживания пробега и др.

При выборе сканера, следует ориентироваться на его возможности.Более точную диагностику дают дорогие устройства. При невозможности купить дорогой сканер, следует выбирать сканирующее устройство, изготовленное для данной марки автомобиля.

Разъем OBD2 служит для связи сканера с ЭБУ. С помощью распиновки осуществляется подключение сканера к электропитанию автомобиля и заземлению, что обеспечивает его бесперебойную работу. Благодаря протоколам OBDII контролируются параметры, влияющие на чистоту воздуха. Это защита окружающей среды.

Наличие разъема OBD2 позволяет контролировать исправность автомобиля своими силами, не прибегая к помощи дорогостоящей диагностики.

Распиновка ОBD-2 (On-Board Diagnostic) – термин, который обозначает стандарт при диагностике и контроле за деятельностью двигателя автомобиля, некоторых частей шасси и иных вспомогательных устройств.

История OBD-II началась еще в середине XX века, когда правительство Соединенных Штатов Америки неожиданно обнаружило, что автомобилестроение, которое они так яро поддерживают, в конечном счете приносит большой ущерб экологии, в целом, и человеку, в частности. Появлялись законодательные акты, но никто им не следовал. Однако когда пришел энергетический кризис, нерадивым производителям пришлось предпринимать хоть какие-то меры по спасению самих себя и своих потребителей. Именно на этом фоне стала бурно развиваться концепция, предполагающая стандартизацию такого устройства, как диагностический разъем OBD-II.

По сути, распиновка OBD-II - это несколько составляющих стандартизированных правил и требований, которые должны соблюдать автопроизводители, дабы все системы по управлению двигателями удовлетворяли требованиям федеральных норм, касающихся выхлопных газов и бесперебойного функционирования машины.

Основные составляющие данной системы, которые и обеспечивают стандартизацию или, другими словами, «распиновку» 16-ти контактных разъемов OBD-2 для проведения диагностических операций это:
Контакт 1 (определяется производителем);
Контакт 2 - шина J 1850;
Контакт 3 (определяется производителем);
Контакт 4 - заземление шасси;
Контакт 5 - сигнальное заземление.
Контакт 6 - CAN (прямой) J2284;
Контакт 7 - ISO 9141 - 2 (К - линия);
Контакт 8 и 9 (определяется производителем);
Контакт 10 - шина J1850;
Контакт 11, 12, 13 (определяются производителем).
Контакт 14 - CAN (инвестированный) J2284;
Контакт 15 - ISO 9141 - 2 (L - линия);
Контакт 16 - напряжение аккумулятора.

Основная функция диагностического разъема OBD-II состоит в обеспечении связи сканера с управленческими блоками. Такой разъем OBD-II, как DLC, относящийся к стандарту SAE J1962, должен размещаться примерно в центре автомобиля в 3 - 18 сантиметрах от руля. При этом производители имеют право подбирать многие контакты сами. Очень важно то, что в состав разъема OBD-2 (распиновка это предполагает) включено заземление и питание, позволяющие автосканеру успешно работать, не подключая никаких дополнительных источников питания.

CAN, J1850 и ISO 9141-2 - это разработанные Международными организациями стандарты, и каждый контакт разъема OBD-II в обязательном порядке должен соответствовать одному из этих документов. Например, распиновка разъема OBD-2 определяет, что автомобили марки Ford связываются контактом 2 и 10, а автомобили марки GM - только через контакт 2. Вы, в свою очередь, сможете определить совместимость своей машины по диагностической колодке разъема OBD-2 .
Если система обнаружит неисправность в составе выхлопных газов, появится надпись Check Engine (призыв к проверке двигателя) и загорится лампочка. Причем паниковать не стоит, ваша жизнь в безопасности, и ничего не взорвется. Индикатор разъема OBD-2 только предупреждает о том, что количество вредных выбросов превышает норму. Проверить же, как функционирует индикатор системы OBD-II можно, включив зажигание: когда на щитке загорятся все индикаторы, загорится и индикатор MIL.
На сегодняшний день по дорогам движутся миллионы автомобилей, хозяева которых применяют диагностический разъем OBD-II, и отношение к нему только положительное. Ведь OBD-2 распиновка позволяет нам дышать более чистым воздухом, а также без дорогостоящей помощи высококвалифицированных при наличии OBD-II разъема специалистов с максимальной точностью определять неисправности машины.

Это, вероятно, случалось с каждым из нас: вы едете в своем автомобиле и вдруг желтая лампочка «Check Engine» загорается на приборной панели как тревожное предупреждение о том, что возникли какие-то проблемы с двигателем. К сожалению, это оно само по себе не дает каких-либо намеков на то, что именно является причиной неполадки и может означать все что угодно, начиная от неплотно закрытой крышки топливного бака до проблем с каталитическим конвертером. Я помню, как Honda Integra 94-го года имела ЭБУ под креслом водителя и красный светодиод начинал мигать, если возникали какие-то проблемы с двигателем.

Подсчитав количество «блинков», можно было определить код ошибки. По мере того, как ЭБУ автомобилей становятся все более и более сложными, количество кодов ошибок возрастает экспоненциально. Использование бортовой диагностики автомобиля On-Board Diagnostic (OBD-II) позволяет решить эту проблему. Данный адаптер позволяет использовать персональный компьютер для OBD диагностики. Адаптер AllPro функционально совместим с ELM327 и поддерживает все существующие OBD-II протоколы обмена данными:

ISO 9141-2
ISO 14230-4 (KWP2000)
SAE PWM J1850 (Pulse Width Modulation)
SAE VPW J1850 (Variable Pulse Width)
ISO 15765-4 Controlled Area Network (CAN)

VPW, PWM и CAN
Первых два протокола ISO описаны в указанной выше предыдущей публикации. Детальное описание OBD протоколов выходит за рамки данной статьи, я лишь их кратко перечислю.J1850 VPW (Variable Pulse Width) — протокол автомобилей General Motors и некоторых моделей Chrysler со скоростью передачи 10.4 кбит/с по одному проводу.

Напряжение на шине VPW изменяется от 0 до 8 В, данные по шине передаются чередованием коротких (64 мкс) и длинных (128 мкс) импульсов. Реальная же скорость передачи данных по шине изменяется в зависимости от битовой маски данных и находится в пределах от 976 до 1953 байт/с. Это самый медленный из OBD протоколов.

J1850 PWM (Pulse With Modulation) используется в автомобилях корпорации Ford. Скорость передачи здесь 41.6 кбит/ с с использованием дифференциального сигнала по двум проводам. Напряжение на шине изменяется от 0 до 5 В, a длительность импульса составляет 24 мкс. Работа с этим протоколом требует аккуратности в программировании микропроцессора, так как скорость выполнения инструкций языка «C» на PIC микропроцессоре даже с улучшенной PIC18 архитектурой становится сопоставимой с длиной короткой посылки PWM протокола (7 мкс).

CAN (Controlled Area Network) протокол разработан Robert Bosch в 1983 году и окончательно стандартизирован в ISO 11898. Использование CAN шины данных в автомобиле позволяет различным устройствам общаться друг с другом, минуя центральный процессор, так называемый multi-master режим.

Плюсами является также повышенная скорость передачи, до 1 Мбит/с и лучшая помехоустойчивость. Изначально протокол предназначался для использования в автомобилях, но теперь применяется и в других областях. Чтобы повысить надежность передачи данных, в шинах CAN применяется способ дифференциальной передачи сигналов по двум проводам. Образующие эту пару провода называются CAN_High и CAN_Low.

В исходном состоянии шины на обоих проводах поддерживается постоянное напряжение на определенном базовом уровне, приблизительно 2.5 В, называемым рецессивным состоянием. При переходе в активное (доминантное) состояние напряжение на проводе CAN_High повышается, а на проводе CAN_Low снижается, рис.1.

Существует также два формата сообщений или фреймов — стандартный с 11 битным адресным полем (CAN 2.0A) и расширенный с 29 битным полем (CAN 2.0B). Стандартом ISO 15765-4 определяется использование для целей OBD как CAN 2.0A, так и CAN 2.0B. Вместе со скоростями передачи по шине 250 и 500 кбит/с это создает 4 различных CAN протокола.

Поддерживает ли ваш автомобиль OBD-II?
OBD является обязательным только в Северной Америке и Европе. Если в Америке это правило действует с 1996 года, то Евросоюз принял EOBD вариант автодиагностики, основанный на OBD-II, сравнительно недавно. В Европе OBD стал обязательным, начиная с 2001 года, а для дизельных двигателей даже с 2004. Если ваш автомобиль выпущен до 2001 года, то он может вообще не поддерживать OBD даже при наличии соответствующего разъема.

Например, Renault Kangoo 99 года не поддерживает EOBD (хотя редакционная Kangoo dcI60 2004 года с CAN протоколом прошла успешную стыковку с описанным адаптером, а Renault Twingo поддерживает! Те же самые автомобили, сделанные для других рынков, например Турции, могут тоже не быть совместимыми с OBD протоколом. Как определить, какой протокол поддерживается электронным блоком управления автомобиля?

Первое — можно поискать информацию в интернете, хотя там много неточной и непроверенной информации. К тому же, многие автомобили выпускаются для разных рынков с различными протоколами диагностики. Второй более надежный способ — найти разъем и посмотреть, какие контакты в нем присутствуют. Разъем обычно находится под приборной панелью со стороны водителя. Протокол ISO 914-2 или ISO 14230-4 определяется наличием контакта 7, как показано в таблице 1.

Большинство автомобилей последних лет выпуска поддерживает только CAN протокол с контактами 6 и 14 соответственно. В Европе и Северной Америке все новые автомобили, начиная с 2007/ 2008 года, должны использовать OBD только на основе CAN. Замечу, однако, что, как правильно отмечено в комментарии, «Если марка присутствует в таблице, то это не дает гарантии поддержки OBD-II».

Использование L-line в ISO 9141/14230… Отдельно хочется сказать по поводу L-линии в ISO 9141-2/ 14230-4 протоколах. Сейчас она практически нигде не используется, так как для процедуры инициализации связи вполне достаточно только K-линии. В стандарте же, однако, сказано, что сигнал инициализации должен передаваться по двум линиям одновременно, K и L. Владимир Гурский из www.wgsoft.de, автор программы «ScanMaster ELM», собрал большую коллекцию различных ЭБУ.

В качестве примера необходимости L-линии он приводит Renault Twingo 1.2л 2005 года выпуска. Использование здесь при иницилиазации только K-линии приводит к неверному адресу двигателя в ответах ЭБУ. Если же инициализация производится по K и L одновременно, то тогда все работает правильно.

Рис 2

AllPro адаптер на PIC18F2455
Схема моего всепротокольного OBD-II адаптера показана на рис.2 . Основой является микроконтроллер Microchip PIC18F2455, имеющий модуль USB интерфейса. Устройство использует напряжение питания 5 В от шины USB. Конденсатор C6 служит фильтром внутреннего стабилизатора 3.3 В для обеспечения работы USB шины. Светодиоды D2 и D3 являются индикаторами приема/передачи, а светодиод D1 использован для контроля статуса USB шины.

Выход ISO 9141/14230 интерфейса управляется половинкой драйвера IC2-2, а входной сигнал подается через делитель R12/R13 на вход RX (вывод 18), который является триггером Шмидта, как и большинство входов PIC18F2455, что обеспечивает достаточно надежное срабатывание. Для контроля L-линии используется IC3-1 и R10.

Шина J1850 VPW требует напряжения питания 8 В, получаемого от стабилизатора L78L08 IC4. Сигнал на выход VPW подается через инвертор IC3-2 и буферный полевой транзистор Q1. Делитель R7/R8 и внутренний триггер Шмидта на входе RA1 составляют входной интерфейс J1850 PWM протокола. Внутренний компаратор (входы RA0 и RA3) PIC18F2455 вместе с резисторами R4, R5 выделяет дифференциальный сигнал PWM. Для контроля выхода PWM шины используются IC2-1 и полевой транзистор Q2.

Отдельно хочется сказать по поводу поддержки CAN. Microchip не выпускает контроллеры, содержащие и CAN, и USB. Можно использовать контроллер с CAN модулем и внешний USB чип типа FT232R. Или наоборот, подключить внешний CAN контроллер, как сделано в этом адаптере. CAN интерфейс здесь образуют контроллер MCP2515 (IC5) и трансивер MPC2551 (IC6). MCP2515 подключен через SPI шину к PIC18F2455 и программируется каждый раз при подаче питания адаптера.

Согласующие (bus termination) RC цепочки R14/ C10 и R15/C11 предназначены для уменьшения отражений на CAN шине согласно стандарту ISO 15765-4. Использование их не обязательно, при относительно коротком кабеле отражениями можно пренебречь. Вместо PIC18F2455 можно использовать PIC18F2550 с той же самой прошивкой, см. варианты замены в таблице 2.

таблица 2

Внешний вид устройства показан на рис.3 и обложке, а печатная плата на рис.4.

Программирование PIC18F2455

Для программирования PIC18 можно использовать несложный JDM программатор , схема показана на рис.5.

рис 5

Он очень прост и может бы собран за час на макетной плате. Недостатком является то, что программатор требует наличия последовательного (Com) интерфейса в компьютере и не работает с виртуальными USB/Com адаптерами. Использование ноутбуков также не рекомендуется, так как они не обеспечивают необходимого напряжения на выходе Com порта.

рис 6

Разводка программатора показана на рис.6 и сделана с использованием так называемой «stripboard» технологии, достаточно популярного подхода к макетированию. Типичная stripboard имеет матрицу отверстий с шагом 2.54 мм для монтажа электронных компонентов, соединенных полосками меди на обратной стороне, отсюда и название — stripboard.

Разрезав полоски на обратной стороне и установив сверху проволочные перемычки, можно быстро собрать относительно несложные конструкции. Полоски легко перерезаются зенковкой отверстий обычным сверлом. Существует даже специальная программа — «LochMaster» для проектирования конструкций таким способом. При использовании программатора следует обратить внимание, что корпус персонального компьютера (контакт 5 DB9 разъема) не соответствует корпусу программатора.

Другим условием является использование «полноценного» последовательно кабеля со всеми проводами, необходимыми для работы схемы. Программатор надежно работает с WinPic , единственная проблема заключается в том, что требуется отдельно загрузить файл-дескриптор PIC18F2455.dev (или PIC18F2550.dev) из дистрибуции Microchip IDE после того, как установлен собственно WinPic.

Другой программой, работающей с JDM программатором, является PICPgm , никаких дополнительных файлов здесь не требуется, хотя автору следует поработать над английской грамматикой, рис.7 . Прошивка адаптера доступна.

OBD-II кабель
Для подключения к бортовому компьютеру адаптер использует «стандартный» DB-9/OBD-II кабель. Разводка кабеля показана в таблице 3.

Подключение и тестирование устройства. Правильно собранный адаптер в налаживании не нуждается и распознается Windows как USB устройство. Микропроцессор PIC18F2455 не имеет собственного драйвера и использует Windows 2000/XP/Vista CDC (Communication Device Class) драйвер usbser.sys виртуального Com порта.

По поводу использования драйвера хочется, однако, добавить, что согласно информации www.usb.org исправил баги в usbser.sys только начиная с Windows XP SP2 и использование адаптера с Windows 2000 может быть проблематично. После того, как адаптер распознался как USB устройство и драйвер установлен, можно приступать к тестированию.

Для этого требуется подключить источник стабилизованного напряжения 12 вольт на выводы 1 и 9 разъема J2 и подключить адаптер к персональному компьютеру через USB кабель. Проверяется наличие напряжения 8 В на выходе стабилизатора IC4. Следующим шагом является запуск Windows приложения HyperTerm и подсоединения к Com порту адаптера.

Устройство имеет процедуру самодиагностики с проверкой прохождения сигнала со выхода на вход по всем протоколам. Для этого используется команда «AT@3», рис.8.

Прохождение проверяется по следующим цепям:

IC2-1, R4 для отрицательной шины PWM
Q2, D6, R5 для положительной шины PWM
IC3-2, IC4, R11, Q1, D5, R7, R8 для VPW
IC2-2, R9, R12, R13 для ISO 9141/14230
Ответ контроллера MCP2515 по шине SPI

Например, отсутствие IC2 приведет сразу к двум ошибкам, рис.9 .

Процедура самодиагностики не включает проверку CAN трансивера MCP2551, здесь можно просто замерить напряжение на выводах 6 и 7. Оно должно быть в пределах 2.5 В.

Работа с Адаптером
Адаптер совместим по системе команд с ELM327 и может использоваться с приложениями, работающими с ELM327. Я предпочитаю использовать «ScanMaster ELM» Владимира Гурского , рис.10.

Digimoto
PCMSCAN
EasyObdII Pro
В качестве примера приведу ситуацию, которая случилась с VW Passat моего знакомого. В автомобиле загорелась лампочка «Check Engine», подключение ANPro адаптера определило ошибку Р0118 -«engine coolant temperature circuit high input», т.е. высокий уровень сигнала с датчика температуры охлаждающей жидкости, рис. 11 . Дальнейшее расследование выявило неисправный датчик. После замены датчика ошибка была стерта с помощью «Clear Trouble codes» кнопки, см. рис.12. Ошибка исчезла и больше не появлялась, рис.13.

Распиновка obd2 разъема — все автомобили выпущенные в последние годы, оборудованы всевозможными электронными приборами. Одним из важных устройств считается система для выполнения диагностики установленного в автомобиле оборудования. Конструкция этого устройства включает в себя коннектор OBD2, который был сконструирован в девяностых годах. Основное его предназначение — возможность подключения сканера. Кроме этого, с его помощью можно измерять бортовое напряжение, температурную составляющую, скорость, а также другие параметры. Причем все это можно выполнять непосредственно во время эксплуатации автотранспорта.

Как правило, розетка коннектора obd2 устанавливается в автомобиле около рулевой колонки, (расстояние составляет примерно 180 мм). Параметрические характеристики коннектора позволяют создать обмен информационными данными, используя при этом промышленную цифровую CAN-шину. Именно с помощью протокола CAN можно осуществлять подключение различных управляющих устройств,всевозможных датчиков и механизмов. Причем можно одновременно принимать и передавать данные в цифровом формате с большой скоростью, также есть функция защиты от помех.

Конструкция соединителя

Функциональные возможности и распиновка obd2 разъема выполнена по двух компонентной схеме без симметрии и включат в себя шестнадцать ножевидных контактов. Располагаются эти контакты в колодке параллельно друг другу с направляющим ключом. Их нумерация в колодке выполняется с левой стороны направо, при этом верхняя линия контактов обозначена цифрами с 1-8, а другой ряд с 9-16. Конструкция разъема выполнена из прочного пластика, а сами контакты разделяет специальная продольная пластина.

Для осуществления правильной полярности при подключении разъема «папы» к розетке «мамы», предусмотрена конструкция в виде трапеции с несколько закругленными углами. Функции контактов в разъеме имеют две группы назначения. Одна из которых выполнена по стандартной схеме, а другую группу изготовитель вправе использовать по своему усмотрению, для выполнения определенных задач.

Распайка obd2 разъема с определением функции каждого контакта показана в таблице ниже:

Отличительная черта в конструкции разъема obd2 заключается в том, что он имеет гнездо подключения бортовой сети. А это дает возможность задействовать сканеры не прибегая к использования дополнительной цепи силового питания. Со времен появления первых разъемов obd2, которые были способны только отображать информацию о существующей неполадке, многое изменилось. На сегодняшний день усовершенствованные коннекторы имеют возможность извлекать максимум информации о неполадках. Происходит это благодаря связи приборов диагностики с электронными модулями в авто.

Как самому изготовить соединительный кабель

Иногда возникает потребность в изготовлении соединительного провода, это может случится когда потребуется подключить к автомобильному компьютеру устройство для диагностики. Поэтому, как нельзя лучше, здесь помогут значения указанные в таблице.

OBD2 сканер на SsandYong New Actyon