إعـــــــلان

تقليص
لا يوجد إعلان حتى الآن.

خارطة طريق قبل البداية في تعلم برمجة الوحدات الإلكترونية

تقليص
X
 
  • تصفية انتقائية
  • الوقت
  • عرض
إلغاء تحديد الكل
مشاركات جديدة

  • خارطة طريق قبل البداية في تعلم برمجة الوحدات الإلكترونية

    ما الذي يجب معرفته قبل البداية في تعلم إصلاح و برمجة وحدات التحكم ECU ؟

    قبل كل شيء لابد أن تكون لدينا خارطة طريق لمعرفة ما يجب معرفته، هذا سيسهل علينا ترتيب المعلومات التي نجدها بكثرة سواء في الانترنت أو في بعض الوثائق و الكتب أو الدورات التكوينية، و التي يمكن أن تكون مميزة لكن يمكن أن نطلع عليها بشكل غير منظم و بالتالي لن نستفيد منها بالشكل البناء و بالمستوى المطلوب.

    قبل مجرد التفكير في التعامل مع وحدة التحكم لابد من الإجابة على الأسئلة التالية:
    • هل الخلل المراد إصلاحه موجود فعلا في وحدة التحكم أم هو موجود في شبكة ارتباطه الخارجية ؟
    • إن كان الخلل في وحدة التحكم، هل هو خلل برمجي أم هو خلل في مكون إلكتروني ؟
    • إن كان مرة أخرى الخلل في وحدة التحكم، هل هو بسبب داخلي أم بسبب خارجي يمكن أن يسبب نفس المشكل مرة أخرى ؟
    • عند تعديل برمجية التحكم في المحرك، كيف سيتأثر المحرك بهذا التعديل ؟ هل يمكن أن تتأثر بقية الأنظمة بهذا التعديل ؟ هل الجدوى من التعديل أهم من التأثيرات الجانبية ؟
    عند البحث في الأنترنت التي تبقى المصدر الأول و الدائم للتعلم، يجب أن نبحث بالمفردات الصحيحة و أن نفهم معناها:
    كلمة ECU: تعني Electronic Control Unit و هذا هو الاختصار الشائع الذي سنستعمله، كما يمكن أن تعني Engine Control Unit و لكنه أقل استعمالا.
    كلمة ECM: تعني Engine Control Module وهو الاختصار الشائع كما يمكن أن تعني Electronic Control Module

    التعامل مع وحدة التحكم يكون في نقاط أربع:
    • إصلاح إلكتروني بتغيير مكون إلكتروني أو بتثبيت اتصال كهربائي مثلا.
    • تحديث برمجي بهدف إصلاح برمجية التحكم أو حماية من خلل قد يحدث.
    • تعديل برمجي بهدف أقلمة وحدة التحكم مع تغيير حصل على مستوى المحرك أو بهدف تغيير أداء المحرك.
    • تركيب وحدة تحكم جديدة و تجهيزها للعمل.

    هناك أربع محاور رئيسية يجب فهمها، طبعا المطلوب ليس أن نقضي نصف أعمارنا في موضوع محدد دون الآخر، لكن بقدر التعمق في المعارف بقدر التمكن من الكفاءة المهنية. المحاور التي يجب التركيز عليها هي:

    المحور الأوّل: لابد من الإلمام بأنظمة السيارة:

    لنعرّف النظام كمجموعة مكونات و قطع تعمل بتناسق فيما بينها و تشرف عليهم وحدة تحكم لتأدية و ظيفة عامة.

    مثال عن أنظمة السيارة: نظام التحكم في المحرك، نظام التحكم في علبة التروس الأوتوماتيك، نظام السلامة السلبية: الوسائد الهوائية و أحزمة الأمان، نظام التعليق الديناميكي...

    أنظمة السيارة تكون مرتبطة فيما بينها بواسطة شبكة تواصل رقمي لتبادل معلومات تصل لوحدة معينة و تتقاسمها مع وحدات تحكم أخرى تحتاج لنفس المعلومة.
    مثال عن تبادل المعلومة: وحدة التحكم في المحرك تحتاج لمعلومة تخص حرارة المحرك لإصدار أوامر عديدة كتحديد كمية الوقود بأكثر دقة. وحدة تحكم المحرك تتقاسم هذه المعلومة مع وحدة تحكم التروس الأوتوماتيك لتحديد وصلة السرعة المناسبة دون مخاطر رفع حرارة المحرك.

    مثال عن شبكات الارتباط: في الصورة نلاحظ وجود نوعين من الشبكات: شبكةCAN وهي الأكثر استعمالا لكن تعتبر قديمة الآن نوعا ما مقارنة بشبكات ذات معايير أقوى مثل شبكة Flexray، و نرى أيضا شبكة LIN و هي شبكة ترسل فيها البيانات بأقل سرعة لتبادل بيانات ليست ذات أولوية خطيرة و ذلك لتقليل تكلفة الصنع.

    اضغط على الصورة لعرض أكبر.*  الإسم:	can lin network.jpg* مشاهدات:	0* الحجم:	123.2 KB* الهوية:	2240



    المحور الثاني: لابد من فهم عمل نظام التحكم بالتفصيل الذي تشرف عليه وحدة التحكم التي سنتعامل معها:

    سنأخذ وحدة التحكم في المحرك كمثال. هنا لابد من معرفة جميع مكونات نظام التحكم في المحرك و وظيفة كل مكون صغير من هذه المنظومة.
    يمكن تقسيم مكونات نظام التحكم إلى ثلاث أنواع من المكونات: وحدة تحكمECU ، المجسات أو الحساسات Sensors و المشغلات الميكانيكيةActuators .

    مثال عن نظام التحكم لمحرك Audi V6 CDTA:

    نلاحظ في الصورة المشغلات الميكانيكية باللون الأزرق و الحساسات باللون الأخضر، من المهم معرفة دور كل مكون لفهم عمل وحدة التحكم:

    اضغط على الصورة لعرض أكبر.*  الإسم:	managment ecu.jpg* مشاهدات:	0* الحجم:	117.9 KB* الهوية:	2241




    المحور الثالث: لابد من فهم وظائف و مكونات وحدة التحكم:

    لوحدة التحكم 4 وظائف أساسية:
    • استقبال البيانات
    • معالجة البيانات
    • تخزين البيانات
    • إرسال البيانات أو الأوامر
    في مايلي مثال عن العمل الأساسي لوحدة التحكم:

    المجس يرسل بيانات محمولة في تيار كهربائي في شكل تناظري Analog signal، تستقبل وحدة التحكم هذه الإشارة و تحولها إلى إشارة رقمية لتكون قادرة على معالجتها. يستقبل المعالج Processor الإشارة الرقمية، يتم إرسال أو استقبال بيانات مخزنة في الذاكرة و اعتمادا على النبض الرقمي من الساعة يتم تكوين إشارة رقمية ترسل إلى محول الإشارة لتصبح تناظرية لتخرج من الوحدة باتجاه مشغل ميكانيكي.

    اضغط على الصورة لعرض أكبر.*  الإسم:	تحكم.jpg* مشاهدات:	0* الحجم:	106.0 KB* الهوية:	2242





    مكونات وحدة التحكم: نجد مكونين يشكلان أساس وحدة التحكم هما المعالج و الذاكرة:

    المعالج: يتكون من آلاف الترنزيستورات مجمعة في قطعة واحدة. و هو يستقبل و يرسل البيانات الداخلة و الخارجة من وحدة التحكم، كما أنه يستقبل و يسجل البيانات في الذاكرة. قبل إصدار الأوامر يقارنها ببيانات الذاكرة و أحيانا تكون له الكلمة الأخيرة حسب خوارزمية البرمجة المسجلة في الذاكرة.

    الذاكرة: نجد منها عدة أصناف مركبة في وحدة التحكم:

    ذاكرة ROM: تحتوي بيانات رقمية ثابتة لا يمكن للمعالج أن يكتب فوقها. و هي الذاكرة التي تضم المعايير parameters التي تقول للمعالج ماذا يفعل عند تلقي إشارة خارجية محددة. البيانات التي فيها لا تمحى عند غياب التيار الكهربائي.
    ذاكرة RAM: تحتوي بيانات مؤقتة حيث يمكن للمعالج أن يقرأ منها أو يكتب فيها مثلا قرارات ستتخذ فيما بعد. حسب التصميم يمكن لهذه الذاكرة أن تفقد بياناتها عند غياب مرور التيار الكهربائي الذي يوجد عند وضع مفتاح التشغيل في وضعية العمل.
    ذاكرة KAM: هي صنف من ذاكرة RAM لكن متصلة بتغذية كهربائية متواصلة من البطارية. يمكن للمعالج أن يكتب فيها أو يفسخ منها أو يقرأ منها. تفقد بياناتها عند فصل البطارية أو ضعف البطارية.
    ذاكرة PROM: تحتوي على بيانات تكون مرتبطة بالخصائص المحددة للمحرك و عموما الأنظمة و الكماليات في السيارة التي تكون لها علاقة بعمل وحدة التحكم. يعتمد عليها المعالج في تحديد و تعديل معايير التشغيل التي يقرؤها من ذاكرة ROM قبل أخذ القرار الرقمي.
    ذاكرة EPROM: مشابهة في وظيفتها لذاكرة PROM لكن يمكن لبياناتها أن تفسخ لتسجيل و برمجة بيانات جديدة. عند نزع غطاء على نافذة في الذاكرة تتعرض للفسخ بالأشعة فوق البنفسجية.
    ذاكرة EEPROM: يمكن فسخ البيانات التي فيها كهربائيا دون الحاجة للتعرض للأشعة فوق البنفسجية. المصنعون يستعملونها لتسجيل الكيلومترات المقطوعة، الرقم الهيكلي للسيارة و بعض الكماليات. يمكن برمجتها باستخدام معدات مخصصة لذلك عن طريق وصلات DLC OBD.
    ذاكرة NVRAM: هي دمج بين ذاكرة RAM و EPROM في نفس المكون. أثناء التشغيل العادي، تتم كتابة البيانات إلى جزء RAM من الشريحة وقراءتها. إذا تمت إزالة الطاقة من الشريحة، أو في فواصل زمنية مبرمجة، يتم نقل البيانات من ذاكرة RAM إلى جزء EEPROM من الشريحة. عند استعادة الطاقة، ستقوم EEPROM بكتابة البيانات إلى ذاكرة RAM.

    المحور الرابع: لابد من معرفة طرق التعامل مع وحدة التحكم:
    هناك أربع طرق أساسية لبرمجة وحدة التحكم و ذلك حسب تاريخ الصنع و نوع وحدة التحكم:

    1- برمجة Flashing وحدة التحكم الإلكترونية (الهدف هو ذاكرة EEPROM) عبر وصلة OBD2
    2- برمجة وحدة التحكم عن طريق منفذ BDM خاص موجود على اللوحة الأم في وحدة التحكم.
    3- برمجة وحدة التحكم الإلكترونية في وضع Boot mode
    4- نزع ذاكرة EEPROM من وحدة التحكم الإلكترونية وإعادة برمجتها.


    1- برمجةFlashing عبر وصلة :OBD2

    معظم وحدات التحكم الإلكترونية من عام 2000 إلى عام 2008 (والكثير منها حتى بعد عام 2008) قابلة للفلاش عن طريق وصلة OBD التي يكون في معظم الحالات في مكان ما تحت عجلة القيادة، و هي وصلة أجهزة التشخيص. عند استخدام أداة OBD كل ما عليك القيام به هو إعطاء إمدادات 12 فولت مستقرة لبطارية السيارة والاتصال بوحدة التحكم مع كابل OBD. يتم استخراج ملف التعديل عبر الكابل و القيام بالتعديل ثم تسجيله من جديد في وحدة التحكم. هذه هي الطريقة الأسهل والأسرع لإعادة برمجة وحدة التحكم الإلكترونية.

    الأدوات المطلوبة:

    من أشهر الأدوات نجد CMD Flash OBD و Alientech KessV2 و Frieling SPI Wizard و Sedox SPD

    2- برمجة وحدة التحكم عن طريق منفذ BDM خاص موجود على اللوحة الأم في وحدة التحكم:

    تحتوي معظم وحدات التحكم الإلكترونية على منفذ وصل خاص على اللوحة الأم يسمى منفذ BDM. للوصول إلى هذا المنفذ، يجب إخراج وحدة التحكم الإلكترونية من السيارة وفتحها. BDM هي واحدة من أكثر الطرق استقرارا لبرمجة وحدة التحكم لأنها تتلقى طاقة ثابتة 12 فولت، يمكن تكرار البرمجة دون قلق. كما يستخدم BDM للنسخ الاحتياطي إذا حدث خطأ ما مع البرمجة عبر OBD.

    الأدوات المطلوبة:

    من أفضل أدوات البرمجة عبر منفذ BDM نجد CMD Flash (مع البرنامج المساعد BDM )، Alientech K-TAG (التي يمكنها العمل في وضع التشغيل Boot mode) و EVC BDM100. نذكر أيضًا أداة Piasini Serial Suite التي تعمل أيضًا بنفس الطريقة (وليس مثل BDM التقليدي، ولكن أكثر مثل وضع boot mode)، هي موجهة أكثر إلى السيارات الآسيوية و لكن لا تدعم بعض وحدات التحكم الإلكترونية شائعة، تعتبر أداة جيدة تكميلية مع K-TAG.

    3- برمجة وحدة التحكم الإلكترونية في وضع Boot mode:

    البرمجة بهذه الطريقة يكون بعد إخراج وحدة التحكم الإلكترونية من السيارة، ثم برمجتها على الطاولة أثناء توصيل كابلات خاصة بمسامير موصل وحدة التحكم الإلكترونية. في بعض الأحيان تحتاج أيضًا إلى القيام ببعض اللحام، مثل إضافة مقاومات إلى اللوحة الأم أو ما شابه ذلك.

    الأدوات المطلوبة:

    الأدوات التي يمكن أن تقوم بالمهمة عن طريق boot mode هي CMD Flash (مع BOOT Mode plugin والأجهزة)، Alientech K-TAG (تستخدم أيضًا لـ BDM) و EVC BSL100.
    نذكر أيضا Piasini Serial Suite الذي يعمل بشكل بشكل جيد مع الوحدات الآسيوية وبعض الوحدات ECU التي تستعصي على كثير من الأدوات الأخرى.
    يمكن الإشارة إلى أن هناك وضع التشغيل boot mode جيل قديم و جيل جديد.

    وضع التشغيل boot mode جيل قديم هو طريقة لبرمجة الوحدات القديمة التي لا يمكن القيام ببرمجتها عبر OBD. يمكن أن يتم برمجة البعض منها بإعادة برمجة EEPROM ولكن مع وضع boot mode يمكن تجنب ذلك. يتم وضع boot mode عن طريق ربط دبابيس موصل (12 فولت ، 0 فولت ، K-line). يجب فتح وحدة التحكم الإلكترونية وإضافة بعض المقاومات أو تنشيط وحدة التحكم الإلكترونية من وصلة التشغيل.
    وضع boot mode الجيل الجديد تستعمل لبرمجة الوحدات الحديثة المقفلة إلكترونيا ضد البرمجة الغير مرخصة و المزودة بمعالجات tricore. يمكن برمجة وحدات التحكم الإلكترونية هذه أحيانًا عن طريق OBD ولكن في الغالب حتى عام التصنيع 2009. بعد ذلك بدأ مصنعي ECU بمحاولة تعطيل برمجة وحدة التحكم الإلكترونية خارج شبكة الموزعين المعتمدين. وبسبب هذه الحماية، يتم استخدام وضع التشغيل الخاص بالجيل الجديد لقراءة / كتابة وحدة التحكم الإلكترونية، أو ببساطة لإلغاء القفل للتمكن من البرمجة عن طريق OBD. يتم ذلك بإخراج وحدة التحكم الإلكترونية من السيارة، وفتحها وتوصيلها بأطراف ودبابيس معينة على اللوحة الأم. أحيانًا يكون لحام المقاومات الإضافية ضروريًا أيضًا.

    4- نزع ذاكرة EEPROM من وحدة التحكم الإلكترونية وإعادة برمجتها:

    يكون نزع و لحام شرائح الذاكرة في السيارات القديمة نسبيا و بنسبة كبيرة في وحدات تحكم الشاحنات. يتم سحب وحدة التحكم الإلكترونية من السيارة وفتحها و نزع شريحة EEPROM. بعد ذلك تتم قراءة هذه الشريحة باستخدام مبرمج EEPROM مثل Beeprog أو Labtool. بعد القراءة، يتم تعديل الملف ثم يبرمج مرة أخرى على الشريحة (أو على واحدة جديدة فارغة). ثم لحام الشريحة مرة أخرى إلى وحدة التحكم الإلكترونية.

    الأدوات المطلوبة:
    محطة لحام
    مبرمج EEPROM
    مجموعة EEPROM فارغة

    في ما يخص ملفات برمجيات التحكم، يمكن ذكر Sedox Performance الذي يتمتع بسمعة جيدة في توفير ملفات التعديل للسيارات والشاحنات والجرارات والقوارب. عديد الموزعين يوفرون برمجيات هذه المؤسسة في كثير من دول العالم، كما يمكن أن توجد أسماء و أدوات أخرى لبرمجة وحدات التحكم مثل Magic Motorsport و الغالب أن مزوّد أدوات واحد لا يكفي للتعامل مع نسبة كبيرة من السيارات. ربما نعود لكل نقطة من هذا المنشور بأكثر تفصيل، أرجو أن هذا المنشور قد أعطى رؤيا عامة و خارطة طريق لمن أراد بداية التخصص في برمجة وحدات التحكم، من أين يبدأ و على ماذا يركز لبناء الكفاءة المهنية في هذا الاختصاص. شكرا لمن أراد الإضافة أو التعقيب.
    التعديل الأخير تم بواسطة سامي بن خضرة; الساعة 14-11-19, 12:40.
    أَحَبُّ النَّاسِ إِلَى اللَّهِ أَنْفَعُهُمْ لِلنَّاس
    إِنّ اللَّهَ تَعَالى يُحِبّ إِذَا عَمِلَ أَحَدُكُمْ عَمَلاً أَنْ يُتْقِنَهُ
يعمل...
X