Схема универсального USB-KKL адаптера

При разработке универсального USB-KKL адаптера ставилась следующая задача:

  • разработать надежное устройство, адаптированное к нашим суровым климатическим условиям;
  • обеспечить защиту персонального компьютера от помех бортовой сети автомобиля;
  • обеспечить надежную связь между компьютером и автомобилем;
  • обеспечить универсальность подключения адаптера к автомобилям, поддерживающих диагностику по K-line.

Для сопряжения с компьютером была выбрана шина USB, так как она на сегодняшний момент является самой распространенной и обеспечивает питание адаптера. В качестве драйвера USB была выбрана микросхема FT232RL фирмы FTDIchip. Данная микросхема требует всего несколько внешних элементов для своей работы и обеспечивает любую скорость передачи без дополнительных настроек. Это очень удобно, так как диагностические протоколы используют нестандартную скорость передачи. Ниже приведена структурная схема данной микросхемы. Из нее видно что все необходимые элементы для работы микросхемы находятся внутри.

Для подключения микросхемы FT232RL понадобиться всего несколько конденсаторов. Типовая схема подключения приведена ниже.

 

 

Для сопряжения с автомобильной шиной K-line (ISO9141-1, ISO9141-2, ISO14230) была выбрана микросхема L9637D фирмы ST Microelectronics. Данная микросхема имеет ряд достоинств по сравнению с аналогами:

  • широкий диапазон входных напряжений (4,5 - 40 вольт);
  • защита от переполюсовки;
  • ограничение выходного тока по K-линии;
  • температурная защита;
  • защита от импульсных помех;

Ниже приведена структурная схема микросхемы L9637D.

L-линия в адаптере реализована с помощью двух транзисторов и управляется при помощи сигнала RTS. Как известно L-линия однонаправленная (информация идет от компьютера, в нашем случае, к ЭБУ ), но у микросхемы L9637D имеется вход для L-линии (эта микросхема предназначена для установки в блоке управления двигателя и поэтому L-линия здесь имеет функцию входа). Поэтому вход LI здесь используется для чтения данных с L-линии. Данных вход подключен к сигналу CTS. Таким образом получается еще одна K-линия.

Для защиты адаптера и компьютера от импульсных высокочастотных помех (коих в бортовой сети автомобиля пруд пруди) применяются фильтры под названием "ферритовые бусины". Данные фильтры производит фирма Murata. В адаптере используются фильтры типа BLM21PG331SN1. Данные фильтры при подачи на них постоянного напряжения имеют сопротивление около нуля, а при подачи на него высокочастотного сигнала увеличивают свое сопротивление до 330 Ом, тем самым препятствуя прохождению высокочастотных помех. На схеме они обозначены в виде катушек индуктивности (L1 - L3).

Из всего выше сказанного была разработана схема адаптера (приведена ниже).

Питание микросхем FT232RL и L9637D берется от шины USB, а подтяжка К-линий от бортовой сети автомобиля. Также в схему адаптера введен регулятор напряжения L78L05, для преобразования 12 Вольт в 5. Это сделано для того, чтобы можно было менять подтяжку К-линий: 12 или 5 вольт. Пятивольтовые уровни сигналов К-линий применяются в блоках, где используется протокол ALDL - это GM блоки и Январь-4.

Для обеспечения универсальности адаптера в нем используется разъем DB-9 папа. К этому разъему подключаются кабели с соответствующими диагностическими разъемами. В этом случае имея один адаптер и набор кабелей можно диагностировать весь спектр автомобилей, диагностируемых по К-линии.

В данную схему адаптера так же включен преобразователь ADM1485AR. Он предназначен для подключения устройств с интерфейсом RS485.

При разработке адаптера использовались только SMD компоненты, поэтому плата получилась компактной. Плата легко помещается в корпус переходника GC-9. Разводка платы приведена ниже.

Распиновка разъема для подключения кабелей приведен ниже.

Так выглядит готовый спаянный адаптер без корпуса:

Так выглядит готовый адаптер.

style="display:inline-block;width:160px;height:600px"
data-ad-client="ca-pub-8390684700434781"
data-ad-slot="1933934765">