فرامین PID در ECU خودرو و تشریح دستورات

کامیپوترهای خودرویی مهم ترین نقش در راهبری خودروهای سواری و سنگین امروزی را برعهده دارد. کامپیوترهای خودرو یا به اختصار ECU با دریافت داده ها از سنسورها، فرامین راننده را اجرا می کنند. به عنوان مثال زمانیکه راننده پای خود را بر روی پدال گاز می فشارد، کامپیوتر خودرو از میزان تغییر دریچه گاز میزان فشار داده شدن پدال گاز را تشخیص داده و به المان های کویل و انژکتور فرمان لازم را صادر می نماید. در همین حین نیز کامیپوتر خودرو در صورت دریافت داده از سنسور ضربه مبنی بر آسیب بر روی موتور، میزان دور موتور را کاهش می دهد.

یکی از مهم ترین محاسن کامپیوتر خودرو، تشخیص و اعلام خرابی قطعات خودرو است. به عبارت دیگر، اگر در قدیم ساعت ها لازم بود تا تعمیرکار به عیب خودرو پی ببرد، امروزه روز به کمک کامپیوتر خودرو می تواند عیوب خودرو  را مشاهده و رفع نماید. به عبارت دیگر، واحد Diagnostic یا دیاگ وظیفه عیب یابی و نمایش کد خطاها را بر عهده دارد. جهت اطلاع از اطلاعات خودرو نظیر وضعیت دریچه گاز، شارژ دینام، زمان پاشش سوخت و… می بایست فرامینی به ECU ارسال شود. این فرامین به صورت استاندارد در خودروهای مختلف یکسان بوده و از این بابت نگرانی وجود نخواهد داشت. دراین آموزش قصد داریم تا به این فرامین بپردازیم. ابتدا به صورت مختصر به کامپیوتر خودرو، نقش و کاربرد آن خواهیم پرداخت. سپس در ادامه درگاه ارتباطی با ECU را مشاهده خواهیم نمود. در نهایت با ارایه فرامین، با فرمت، پاسخ و وظیفه هر یک آشنا خواهیم شد. در ادامه با مرجع تخصصی کامپیوتر خودرو ECU به زبان فارسی، دیجی اسپارک همراه باشید.

کامپیتور ECU خودرو تعریف و کاربرد

هر سیستم پردازشی نیازمند یک کامپیوتر جهت دریافت ورودی، تحلیل داده های ورودی و تولید خروجی مناسب با ورودی هاست. خروجی های ایجاد شده هر یک مربوط به یک قسمت از عملگرهای خودرو خواهند شد. به عنوان مثال خروجی کویل و انژکتور مربوط به پاشش سوخت است. از طرف دیگر خروجی مربوط به رله های فن، عملکرد فن ها و دمای موتور و رادیاتور را کنترل می کند.

جهت عملکرد صحیح، کامپیوتر خودرو داده هایی را از سنسورها دریافت می کند. این سنسورها اطلاعات موتور را به کامپیوتر مرکزی جهت اعمال فرامین به خروجی، مخابره می کنند. به عنوان مثال سنسور دمای آب وظیفه ارسال دمای فعلی آب موجود در موتور را به ECU دارد. در کنار این مقاومت فن به صورت دائم وظیفه ارسال دمای فن به ECU را دارد. در کنار این، زمانیکه راننده پای خود را بر روی پدال گاز فشار می دهد، ECU بر مبنای دریچه گاز، وضیعت پدال گاز را تشخیص داده و به کویل و انژکتور فرمان مناسب را صادر می کند. در کنار این، ECU خودرو وظیفه حفاظت از موتور را در برابر رانندگی غیر اصولی راننده را بر عهده دارد. به عنوان مثال ECU های خودرویی وظیفه محدود کردن بیشینه سرعت مجاز را دارند. در کنار این، تمام ECU های خودرویی میزان RPM یا دور موتور را بر یک محدوده مشخص قفل کرده و اجازه فراتر رفتن میزان دور موتور را از یک مقدار بیشینه به راننده نخواهند داد.

پس از آشنایی با کامپیوتر خودرو، قسمت بعد را به سیستم عیب یاب و طریق ارتباط با آن اختصاص می دهیم.

سیستم عیب یاب خودرو با پورت OBD2

همانطور که اطلاع دارید، هر سیستم دیجیتال جهت ارتباط با محیط بیرون خود، نیاز به یک پروتکل ارتباطی دارد. این پروتکل ارتباطی می تواند از نوع موازی و یا سریال باشد. در مد سریال، پروتکل های مختلفی جهت ارتباط با یک دستگاه وجود دارد. به عنوان مثال برای ارتباط با ماژول های مخابراتی GPS، GSM، Bluetooth، WiFi و… از پورت سریال UART بهره گرفته می شود.

در کنار این، در پروژه های صنعتی و یا پروژه هایی که نیاز به تبادل داده به صورت سیم دار در فواصل طولانی وجود دارد، از پورت سریال RS485 و یا RS232 استفاده می شود. پورت سریال RS232 که در صنعت و کارخانه ها بسیار مورد استفاده قرار می گیرد، می تواند تا یک کیلومتر جا به جایی داده ها را انجام دهد.

جهت ارتباط با کامپیوترهای خودرویی، از پورت OBD و در نسل جدید OBD2 استفاده می گردد. عبارت OBD که مخفف On Board Diagnostic است، این امکان را فراهم می کند تا تعمیرکاران بدون جداسازی ECU از خودرو و باز کردن قاب آن، به عیب یابی خودرو مربوطه بپردازند. این پورت که به صورت استانداردسازی شده توسط شرکت های مختلف پشتیبانی می شود، روال عیب یابی و تعامل با واحدهای الکترونیکی خودرو را بسیار تسهیل و البته تسریع می نماید.

به کمک پورت OBD2 و تعامل با کامپیتور خودرو، می توان به اطلاعات بسیار مفید و ارزشمندی دست یافت. کامپیوتر ECU خودرو،  اطلاعات بسیار مهمی نظیر دور موتور خودرو، وضعیت پاشش سوخت، مدت زمان شارژ کویل، میزان ولتاژ سنسور اکسیژن، وضعیت دریچه گاز، وضعیت نهایی و فعلی استپر موتور و….. را از طریق پورت OBD به کاربر منتقل می کند. در طرف کاربر، به کمک یک مدار واسط داده ها از ECU دریافت و نمایش داده می شود. اما همانطور که پیشتر هم گفته شد، جهت ارتباط با ECU و دریافت داده از آن، فرامین از پیش تعریف شده ای وجود دارد. با ارسال این فرامین که با PID ها شناخته می شوند، ECU داده متناسب با فرمان را ارسال می کند. در قسمت بعد به این فرامین و جدول آن خواهیم پرداخت.

فرامین PID در ECU ها

پس از آشنایی با پورت OBD2 و نحوه ارتباط با آن، نوبت به ارسال فرمان می رسد.  همانطور که پیشتر نیز گفته شد، پورت OBD2 دارای فرامین از پیش تعریف شده جهت تعامل با کاربر است. این فرامین به صورت هگزادسیمال به ECU ارسال شده و ECU نیز داده ها را در فرمت هگزادسیمال ارسال می کند. جدول زیر لیستی از پارامترهای پایه ای عیب یابی را نمایش می دهد.

*در مورد صحت این پارامتر تردید وجود دارد.

با ارسال فرامین فوق که PID یا ParameterID شناخته می شوند، ECU پاسخ هایی را بر می گرداند. این فرامین استاندارد بوده و انتظار می رود که در ECU های مختلف موجود در بازار ایران نظیر SSAT، کروز، غرب استیل و…. قابل اجرا باشد. این پاسخ ها بر مبنای هگزادسیمال بوده که باید جهت خواندن، تبدیل شوند. جهت ارسال این فرامین به ECU و مشاهده آن ها می توانید از ماژول ELM327 استفاده نمایید. قسمت بعد را به این موضوع اختصاص می دهیم.

ارتباط با ECU توسط ماژول ELM327

پس از آشنایی با فرامین PID، نوبت به تست و بررسی آن ها می رسد. از آنجاییکه ماژول ELM327 از طریق بلوتوث داده ها را ارسال می کند، بنابراین به کمک تلفن همراه به این ماژول متصل شده و فرامین را ارسال می کنیم. به همین منظور یکی از نرم افزارهای ترمینال بلوتوث مخصوص اندروید را دانلود و نصب کنید. در این جا ما از نرم افزار Bluetooth Terminal HC-05 بهره می بریم. پس از این با اتصال ماژول ELM327 به پورت OBD2 همه چیز مهیا تبادل داده خواهد شد. توجه: رمز بلوتوث OBD2 برابر با ۱۲۳۴ است.

در این جا با ارسال فرامین هگز، پاسخ های هگز دریافت خواهید نمود.

لوازم مورد نیاز

ماژول دیاگ خودرویی ELM327

جمع بندی

کامپیوترهای خودرویی یکی از مهم ترین قسمت های خودروهای امروزی به شمار می روند. این کامپیوترها همچون مغز در انسان، وظیفه پردازش درخواست ها را برعهده دارد. یک کامپیوتر خودرویی با دریافت داده از سنسورها، درخواست های راننده را اجرا و خودرو را کنترل می کند. در کنار این، کامپیوترهای خودرویی دارای واحد عیب یابی هستند. به کمک این واحد ایرادات و خطاهای مربوط به خودرو مشخص شده و تعمیرکار به سادگی می تواند عیب خودرو را برطرف کند. در این آموزش به بررسی نحوه عملکرد سیستم خطایابی و نمایش پارامترهای خودرو در کامیپوترهای مختلف پرداختیم. آنطور که در آموزش آمد، جهت دریافت داده می بایست فرامینی را به ECU ارسال کرده تا داده ها را دریافت کنیم.

چنانچه در مراحل راه اندازی و انجام این پروژه با مشکل مواجه شدید، بدون هیچ نگرانی در انتهای همین پست، به صورت ثبت نظر سوالتان را مطرح کنید. من در سریع‌ترین زمان ممکن پاسخ رفع مشکل شما را خواهم داد. همچنین اگر ایرادی در مراحل اجرایی وجود دارند می‌توانید از همین طریق اطلاع رسانی کنید.