Breakout box:


Op deze pagina worden de volgende onderdelen beschreven:
-Breakout box
-Elektronica schema lezen
-Met de multimeter op de breakout box meten
-Met de oscilloscoop op de breakout box meten

 

Breakout box:
Een breakout box is een hulpmiddel om metingen uit te voeren. Met behulp van de breakout box hoeven stekkers niet open te worden gemaakt en hoeven kabels niet kaal gemaakt te worden om metingen uit te voeren. Elke kabel heeft hierin zijn eigen meetpunt.
Hieronder is een voorbeeld van een breakout box te zien:



Wanneer er spanningen gemeten moeten worden op het regelapparaat, kan dat alleen wanneer de stekker aangesloten is. Met een losgekoppelde stekker kunnen ten eerste nooit goede metingen verricht worden en ten tweede zal de motor niet kunnen draaien wanneer dit het motorregelapparaat betreft. Om deze rede wordt er helaas weleens in de kabels geprikt. Door de meetpen in de draad te prikken, kan de spanning op deze draad gemeten worden. Echter, de isolatie is beschadigd, dus zal er maanden of soms zelfs jaren later een nieuwe storing ontstaan door een te hoge overgangsweerstand of kabelbreuk; er kan nu gemakkelijk vocht in de kabel terecht komen. Met een breakout box kan dit voorkomen worden. Gerenommeerde garages en goed opgeleide specialisten zullen dus nooit in de kabels prikken, maar een breakout box gebruiken.

In het onderstaande schema is een regelapparaat te zien die in verbinding staat met diverse sensoren en actuatoren. Er is hier nog geen sprake van een breakout box, maar van een goed functionerend motormanagementsysteem:



Om metingen op de sensoren en actuatoren te kunnen uitoefenen, kan er worden gekeken of er in de sensor van het component ruimte genoeg is om de pennen van de multimeter of de oscilloscoop in te steken. Vaak zijn de stekkers waterdicht en kun je niet bij de contacten komen zonder de kabel te beschadigen. De kabel kaal maken of in de kabel prikken is uiteraard niet verstandig! Om toch goede metingen uit te kunnen oefenen, kan er tussen het regelapparaat en de sensoren / actuatoren een breakout box geplaatst worden. Dit is te zien in de onderstaande afbeelding.
De stekker van het regelapparaat in de onderstaande afbeelding is op de breakout box geplaatst. De stekker van de breakout box is op zijn beurt op het regelapparaat aangesloten. Op deze manier zijn de sensoren en actuatoren nog steeds verbonden met het regelapparaat, dus zal het gehele systeem storingsvrij functioneren. In de breakout box vindt er namelijk een doorverbinding tussen de draden plaats.
In de breakout box zitten allemaal aansluitpunten; in de onderstaande afbeelding zijn deze aansluitingen boven de cijfers als cirkels weergeven. De nummers van deze aansluitingen komen overeen met de pinnummers van het regelapparaat. Elke draad in de stekker van het regelapparaat heeft dus zijn eigen meetpunt in de breakout box. Tussen de draden en de aansluitpunten zijn er weerstanden zichtbaar. Deze weerstanden bedragen vaak rond de 500 Ohm en dienen ter beveiliging van de meting die mogelijk verkeerd wordt uitgevoerd. Zonder deze weerstanden is de kans dat het regelapparaat opgeblazen wordt aanzienlijk groter.



Voorbeeld van een meting:
Wanneer het signaal van sensor 1 gemeten moet worden, is men geïnteresseerd in de voltages die op pinnummers 1 en 2 van de stekker van de sensor staan (deze nummers zijn in het klein bij de draden geschreven).
Op pin 1 is de roze, en op pin 2 is de blauwe draad aangesloten. Wanneer de stekker geïsoleerd is, dient de spanning verderop gemeten te worden, namelijk bij het regelapparaat of de breakout box. De roze en blauwe draden lopen naar pin 13 en 14 van de breakout box. De spanningen die hier op pin 13 en 14 gemeten worden, zijn dus hetzelfde als wanneer er direct op de stekker van het regelapparaat, of direct op de stekker van de sensor gemeten zou worden.

In het bovenstaande voorbeeld is een langwerpige breakout box met 20 aansluitingen weergeven. In werkelijkheid zijn breakout boxen vaak vierkant of rechthoekig, en zijn er soms wel meer dan 100 aansluitingen op aangebracht. Ook kunnen er vaak meerdere stekkers op een breakout box aan worden gesloten. Let in dat geval goed op de codering. Dient bijvoorbeeld de koelvloeistoftemperatuursensor gemeten te worden, dan moet er eerst gekeken worden op welk regelapparaat en dus welke stekker deze sensor aangesloten is (bijv. T60). Op de breakout box staan dan ook andere betekenissen, bijvoorbeeld T45 en T32; dit zijn dan andere stekkers. De juiste stekker kan in het stroomloopschema teruggevonden worden.



Elektronica schema lezen:
Om het onderstaande verhaal met de metingen te verduidelijken, worden alle begrippen, aanduidingen en afkortingen van het desbetreffende elektro schema uitgelegd. Het onderstaande schema is van het type "waterval". Dat houdt in dat de plus(sen) van bovenaf komen en dat de massa zich onderaan bevindt. De stroom loopt in feite van boven naar beneden. Klem 30 is de constante plus, klem 15 is de geschakelde plus. Hier komt een voedingspanning op te staan wanneer het contact van de auto aan staat. Klem 31 is de massa van de accu.
Het onderstaande schema is een deel van het brandstofsysteem met een brandstofdruksensor en de brandstofopvoerpomp met het vlotterelement:



Zekeringen F21 en F22 zitten in zekeringhouder C. Deze zekeringhouder bevindt zich in het dashboard, links aan de bestuurderszijde. Het regelapparaat, (R16 genoemd) is het motorregelapparaat. Deze bevindt zich achter de motorruimte, ter hoogte van het ruitenwissermechaniek. In het schema staan links en rechts van het regelapparaat twee zwarte pijlen; deze geven aan dat het regelapparaat groter is dan dat op de afbeelding weergeven is. Ook is te zien dat de pinnummers geen logische volgorde hebben; beginnend bij pin 2 en 3, daarna volgen 26, 38 en 39. Op de stekker van het regelapparaat lopen de pinnummers wel gelijkmatig op, beginnend bij pin 1 tot aan pin 75. Op deze aansluitingen van het regelapparaat zijn alle draden van en naar de sensoren en actuatoren aangesloten.
Elke draad heeft zijn eigen pinnummer en kleur. De verklaring van de kleuren zijn in de legenda te vinden. De draad ro/sw betekent dat het een rode draad is met een zwarte lijn (dus niet andersom).
Verder zijn de componenten zoals de sensor en de pomp met een code aangegeven (A1 en A2). Bij A2 lopen er twee draden naar de massa; één van de variabele weerstand van de tankvlotter en één van de elektromotor van de pomp.
Aan de rechter kant van het schema zijn ook de CAN-busdraden te zien met de CAN-high en de CAN-low. Deze draden lopen naar stekker T15, aansluitingen 12 en 13. De stekker T15 zit op een ander plaats in de auto; deze plaats kan gevonden worden in de werkplaatsdocumentatie. In dit geval gaat het om de stekker op de Gateway.
Dit schema wordt bij de volgende voorbeelden gebruikt, waarbij metingen worden verricht met de multimeter en de oscilloscoop.



Met de multimeter op de  breakout box meten:
Het schema is hieronder nogmaals weergeven. In dit geval willen we de voedingsspanning controleren. In het schema kan afgelezen worden dat op stekker T94 van het motorregelapparaat R16, op pin 3 de constante plus van de accu staat:



In de onderstaande afbeelding wordt er een meting op de breakout box met de multimeter uitgevoerd. De pluspen (de rode) van de multimeter wordt in aansluiting 3 van stekker T94 aangesloten (T94 staat in het oranje weergeven). De massa wordt gemeten via de blauwe aansluiting; dit is de centrale massa van de breakout box zelf.



In het schema kan afgelezen worden dat het regelapparaat via de draad en pin 21 aan massa ligt. Wanneer de minpen op pin 21 wordt gehouden en de spanning 0 volt bedraagt, terwijl via de centrale massa de multimeter 14,02 volt aangeeft, kan het dus zijn dat de massadraad tussen pin 21 en het massapunt op de carrosserie onderbroken is. Dat zou een verklaring zijn wanneer er een storingscode opgeslagen is over een onderbreking in de massa, of wanneer het regelapparaat niet ingeschakeld kan worden.




Met de oscilloscoop op de breakout box meten:
Met de oscilloscoop kan de spanning ten opzichte van een tijdsverloop gemeten worden. Dit kan o.a. handig zijn bij het meten van CAN-bussignalen. Dit gaan we hieronder uitvoeren.
In het schema is te zien dat de CAN-busdraden op pin 67 en pin 68 van stekker T94 op het regelapparaat R16 zitten:



De twee meetpennen van de oscilloscoop worden hierbij dus op de pinnummers 67 en 68 van de breakout box aangesloten. De massa's van deze meetpennen worden op een willekeurig massapunt van de auto aangesloten. Nadat de scope correct is ingesteld, is het volgende beeld zichtbaar:



Met behulp van deze voorbeelden kan er een goed beeld gevormd worden hoe de breakout box in de praktijk toegepast kan worden. De spanningen kunnen zowel met de multimeter als de oscilloscoop gemeten worden. Het nadeel is dat de stromen niet gemeten kunnen worden.