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No este momento quase todos os carros modernos estão equipados com computadores de bordo, EBD, vidros elétricos e muitos outros dispositivos eletrônicos. Agora, esse equipamento pode controlar não apenas sistemas mecânicos, mas também pneumáticos e hidráulicos da máquina. E mesmo o motor não pode prescindir da eletrônica. Possui um dispositivo especial - CAN-bus. É sobre isso que vamos falar hoje.

Histórico de ocorrência

O conceito de CAN-bus apareceu pela primeira vez nos anos 80 do século passado. Em seguida, a conhecida empresa alemã Bosch, juntamente com a Intel, desenvolveu um novo dispositivo digital para transmissão de dados, que foi chamado de Controller Area Network.

O que é que ela pode fazer?

Este barramento pode interligar todos os sensores, blocos e controladores que estão no carro. CAN pode se comunicar com o imobilizador, SRS, ESP, ECM, transmissão e até airbags. Além disso, o pneu está em contato com sensores de suspensão e controle climático. Todos esses mecanismos são conectados em modo duplex com até 1 Mbps.

Barramento CAN: descrição e características do dispositivo

Por toda a sua funcionalidade, esse mecanismo consiste em apenas dois fios e um chip. Anteriormente, para conectar com todos os sensores, o barramento CAN era equipado com dezenas de plugues. E se nos anos 80 era transmitido apenas um sinal em cada fio, agora dado valor chega às centenas.

O moderno barramento CAN também se diferencia por ter a função de se conectar a celular. Um chaveiro eletrônico que atua como chave de ignição também pode ser conectado a este dispositivo e receber informações da unidade de controle do motor.

Também é importante que esta ferramenta possa predeterminar falhas no funcionamento dos equipamentos da máquina e, em alguns casos, eliminá-las. É praticamente imune a interferências e possui bom isolamento de contato. O barramento CAN possui um algoritmo de operação muito complicado. Os dados que são transmitidos através dele em bits são instantaneamente convertidos em quadros. Um par de espiras de 2 fios serve como condutor de informações. Existem também produtos de fibra óptica, mas são menos eficientes na operação, por isso não são tão comuns quanto as primeiras opções. O menos comum é o barramento CAN, que transmite informações por meio de um canal de rádio ou

Funcionalidade e desempenho

Para melhorar o desempenho deste dispositivo, os fabricantes geralmente encurtam o comprimento de seus fios. Se o comprimento total do barramento for inferior a 10 metros, a taxa de transferência de informações aumentará para 2 megabits por segundo. Normalmente, nessa velocidade, o mecanismo transmite dados de 64 sensores e controladores eletrônicos. Se o ônibus estiver conectado grande quantidade dispositivos, vários circuitos são criados para receber e transmitir informações.

Para gerenciar sistemas de forma coerente e harmoniosa, garantir a qualidade e a funcionalidade da transmissão de dados, muitas empresas automotivas usam sistema moderno conhecido como barramento CAN. O princípio de sua organização merece uma consideração detalhada.

características gerais

Visualmente, o barramento CAN parece uma sequência assíncrona. Suas informações são transmitidas por dois condutores trançados, um canal de rádio ou uma fibra óptica.

Vários dispositivos podem controlar o barramento ao mesmo tempo. Seu número não é limitado e a taxa de troca de informações é programada em até 1 Mbps.

barramento CAN em carros modernos regulado pela especificação "CAN Sorcification versão 2.0".

É composto por duas seções. O protocolo A descreve a transferência de informações usando um sistema de transferência de dados de 11 bits. A parte B executa essas funções ao usar a versão de 29 bits.

CAN tem nós de relógio pessoais. Cada um deles envia sinais para todos os sistemas simultaneamente. Os dispositivos receptores conectados ao barramento determinam se o sinal está dentro de seu alcance. Cada sistema possui filtragem de hardware de mensagens endereçadas a ele.

Variedades e rotulagem

Um dos mais famosos hoje é o barramento CAN desenvolvido por Robert Bosch. CAN BUS (o sistema é conhecido por este nome) é sequencial, onde um pulso é dado após um pulso. É chamado de barramento serial. Se a informação for transmitida por vários fios, então este é um barramento paralelo.

I - nós de controle;

II - comunicações do sistema.

Com base nas variedades de identificadores de barramento CAN, existem dois tipos de marcações.

Caso um nó suporte o formato de troca de informações de 11 bits e não indique erros para sinais de um identificador de 29 bits, ele é marcado como "CAN2.0A Ativo, CAN2.0B Passivo".

Quando esses geradores usam os dois tipos de identificadores, o barramento é rotulado como "CAN2.0B Ativo".

Existem nós que suportam comunicações em formato de 11 bits e, quando veem um identificador de 29 bits no sistema, emitem uma mensagem de erro. Nos carros modernos, esses barramentos CAN não são usados, porque o sistema deve ser lógico e consistente.

O sistema opera em dois tipos de taxas de transmissão de sinal - 125, 250 kbps. Os primeiros são destinados a dispositivos auxiliares (reguladores de vidros, iluminação), e os segundos fornecem o controle principal (transmissão automática, motor, ABS).

Sinalização

Fisicamente, o condutor de barramento CAN de um carro moderno é feito de dois componentes. O primeiro é preto e é chamado de CAN-High. O segundo condutor, marrom-alaranjado, é chamado de CAN-Low. Graças à estrutura de comunicação apresentada, muitos condutores foram removidos do circuito do carro. Na produção de veículos, isso permite reduzir o peso do produto para 50 kg.

A carga total da rede consiste em resistências de bloco díspares que fazem parte de um protocolo chamado barramento CAN.

As taxas de transmissão e recepção de cada sistema também são diferentes. Portanto, o processamento de mensagens heterogêneas é garantido. De acordo com a descrição do barramento CAN, esta função é realizada pelo conversor de sinal. É chamado de interface eletrônica de gateway.

Este dispositivo está localizado no design da unidade de controle, mas pode ser feito como um dispositivo separado.

A interface apresentada também é utilizada para a saída e entrada de sinais de diagnóstico. Para isso, é fornecido um bloco OBD unificado. Este é um conector especial para diagnóstico do sistema.

Variedade de funções de ônibus

Existe tipos diferentes dispositivo apresentado.

1. CAN-bus da unidade de potência. Este é um canal rápido que transmite mensagens a uma velocidade de 500 kbps. Sua principal tarefa é comunicar as unidades de controle, como o motor de transmissão.
2. O sistema Comfort é um canal mais lento que transmite dados a uma taxa de 100 kbps. Liga todos os dispositivos do sistema Comfort.
3. O datagrama de barramento também transmite sinais lentamente (100 kbps). Seu principal objetivo é fornecer comunicação entre sistemas de serviços, como telefone e navegação.

Ao estudar a questão do que é um barramento CAN, pode parecer que, em termos de número de programas, é semelhante a um sistema de aeronave. No entanto, para garantir qualidade, segurança e conforto na condução, nenhum programa será supérfluo.

Interferência de barramento

Todas as unidades de controle são conectadas ao barramento CAN por transceptores. Eles têm receptores de mensagens que são amplificadores seletivos.

A descrição do barramento CAN especifica o recebimento de mensagens através dos condutores High e Low para o amplificador diferencial, onde são processadas e enviadas para a unidade de controle.

O amplificador detecta este sinal de saída como a diferença de tensão entre os fios High e Low. Esta abordagem elimina a influência da interferência externa.

Para entender o que é um barramento CAN e seu dispositivo, lembre-se de sua aparência. Estes são dois condutores torcidos juntos.

Como o sinal de interferência é aplicado a ambos os fios ao mesmo tempo, o valor de baixa tensão é subtraído da alta tensão durante o processamento.

Devido a isso, o barramento CAN é considerado um sistema confiável.

Tipos de mensagem

O protocolo prevê o uso de quatro tipos de comandos na troca de informações via CAN bus.

I - barramento CAN;

II - resistor de resistência;

III - interface.

No processo de recebimento e transmissão de informações, um determinado tempo é alocado para uma operação. Se ele sair, um quadro de erro será gerado. O Error Frame também dura um certo tempo. A unidade com falha é automaticamente desconectada do barramento quando acumulada um grande número erros.

Funcionalidade do sistema

Para entender o que é um barramento CAN, você precisa entender sua finalidade funcional.

Ele é projetado para transmitir quadros em tempo real que contêm informações sobre o valor (por exemplo, uma mudança na velocidade) ou a ocorrência de um evento de um nó transmissor para os receptores do programa.

O comando consiste em 3 seções: nome, valor do evento, tempo de observação da variável.

O valor da chave é dado à variável indicadora. Se a mensagem não contiver dados de tempo, essa mensagem será aceita pelo sistema após o recebimento.

Quando um computador do sistema de comunicação solicita uma indicação de status de parâmetro, ela é enviada em ordem de prioridade.

Resolução de conflitos de ônibus

Quando os sinais no barramento são enviados para vários controladores, o sistema escolhe em qual ordem cada controlador será processado. Dois ou mais dispositivos podem começar a funcionar quase ao mesmo tempo. Para evitar conflitos, o monitoramento é realizado. O barramento CAN de um carro moderno realiza essa operação no processo de envio de uma mensagem.

Há uma gradação de mensagens de acordo com a gradação prioritária e recessiva. A informação que tiver a expressão numérica mais baixa do campo de arbitragem vencerá quando ocorrer uma colisão no barramento. Outros transmissores tentarão enviar seus quadros mais tarde se nada mudar.

No processo de transmissão de informações, o tempo indicado nele não é perdido, mesmo que haja um estado conflitante do sistema.

Constituintes físicos

O dispositivo de barramento é composto, além do cabo, por vários elementos.

Os chips transceptores são frequentemente encontrados na Philips, bem como Siliconix, Bosch, Infineon.

Para entender o que é um barramento CAN, você deve estudar seus componentes. O comprimento máximo do condutor a uma velocidade de 1 Mbit / s atinge 40 m. O barramento CAN (também conhecido como CAN-BUS) é dotado de um terminador no final.

Para fazer isso, resistores de 120 ohms são instalados nas extremidades dos condutores. Isso é necessário para eliminar reflexões de mensagens no final do barramento e garantir que ele receba os níveis de corrente apropriados.

O próprio condutor, dependendo do projeto, pode ser blindado ou não blindado. A resistência final pode se desviar da clássica e estar na faixa de 108 a 132 ohms.

Tecnologia iCAN

Examinando pneus veículo, você deve prestar atenção ao programa de bloqueio do motor.

Para isso, foi desenvolvido o intercâmbio de dados via CAN bus, módulo iCAN. Ele se conecta ao barramento digital e é responsável pelo comando correspondente.

Possui dimensões reduzidas e une-se a qualquer compartimento de ônibus. Quando o carro começa a se mover, o iCAN envia um comando para os blocos apropriados e o motor para. A vantagem deste programa é a ausência de quebra de sinal. Há uma instrução da unidade eletrônica, após isso a mensagem desabilita o funcionamento dos atuadores correspondentes.

Este tipo de bloqueio é caracterizado pelo mais alto sigilo e, portanto, confiabilidade. Nesse caso, os erros não são registrados na memória do computador. O barramento CAN fornece todas as informações sobre a velocidade e movimentação do veículo para este módulo.

Proteção a roubo

O módulo iCAN é instalado em qualquer nó onde estejam localizados os chicotes, no local de instalação do barramento. Devido às dimensões mínimas e um algoritmo especial de ações, detecta bloqueios métodos convencionais quando cometer roubo é quase impossível.

Externamente, este módulo está disfarçado como vários sensores de controle, o que também impossibilita a detecção. Se desejar, é possível configurar o funcionamento do dispositivo para proteção automática de vidros e espelhos do carro.

Caso o veículo possua motor de partida automática, o iCAN não interferirá em seu funcionamento, pois é acionado no início do movimento.

Tendo se familiarizado com o dispositivo e os princípios de troca de dados de que o barramento CAN é dotado, fica claro por que todos os carros modernos usam essas tecnologias no desenvolvimento do controle de veículos.

A tecnologia apresentada é bastante complexa em sua estrutura. No entanto, todas as funções incorporadas proporcionam uma condução mais eficiente, segura e confortável.

Os desenvolvimentos existentes ajudarão a proteger o veículo mesmo contra roubo. Graças a isso, além de um complexo de outras funções, o barramento CAN é popular e procurado.

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Sistemas eletrônicos de bordo em carros modernos e caminhões tem um grande número de dispositivos e atuadores adicionais. Para que a troca de informações entre todos os dispositivos seja o mais eficiente possível, uma rede de comunicação confiável deve estar no carro. No início dos anos 80 do século 20, a Bosch e a desenvolvedora Intel propuseram uma nova interface de rede - a Controller Area Network, popularmente chamada de Can-bus.

1 Sobre o princípio de operação da interface de rede CAN bus

O Kan-bus no carro foi projetado para garantir a conexão de quaisquer dispositivos eletrônicos capazes de transmitir e receber determinadas informações. Assim, os dados sobre a condição técnica dos sistemas e os sinais de controle passam pelo cabo de par trançado em formato digital. Este esquema reduziu Influência negativa campos eletromagnéticos externos e aumentar significativamente a taxa de transferência de dados de acordo com o protocolo (as regras pelas quais as unidades de controle de vários sistemas podem trocar informações).

Além disso, os vários sistemas de carros do tipo "faça você mesmo" tornaram-se mais fáceis. Devido à utilização de tal sistema como parte da rede de bordo do veículo, foi liberado um certo número de condutores capazes de fornecer comunicação usando vários protocolos, por exemplo, entre a unidade de controle do motor e os equipamentos de diagnóstico, um sistema de alarme . É a presença do Kan-bus no carro que permite ao proprietário identificar falhas e erros do controlador com a ajuda de equipamentos de diagnóstico especiais com suas próprias mãos.






Ônibus pode–esta é uma rede especial através da qual os dados são transmitidos e trocados entre vários nós de controle. Cada um dos nós é composto por um microprocessador (CPU) e um controlador CAN, que implementa o protocolo executável e garante a interação com a rede do veículo. O barramento Kan possui pelo menos dois pares de fios - CAN_L e CAN_H, através dos quais os sinais são transmitidos através de transceptores - transceptores capazes de amplificar o sinal dos dispositivos de controle da rede. Além disso, os transceptores executam funções como:

• ajustar a taxa de dados aumentando ou diminuindo o fornecimento atual;
• limitação de corrente para evitar danos ao sensor ou curto-circuito nas linhas de transmissão;
• proteção térmica.

Até o momento, dois tipos de transceptores são reconhecidos - High Speed​​ e Fault Tolerant. O primeiro tipo é o mais comum e está em conformidade com o padrão (ISO 11898-2), permite transferir dados em velocidades de até 1 MB por segundo. O segundo tipo de transceptores permite criar uma rede com economia de energia, com taxa de transferência de até 120 Kb/s, enquanto tais transmissores não são sensíveis a nenhum dano no próprio barramento.

2 Recursos de rede

Deve-se entender que os dados são transmitidos pela rede CAN na forma de quadros. Os mais importantes são o campo identificador (Identifire) e o sistema de dados (Data). O tipo de mensagem mais comumente usado no barramento CAN é o Data Frame. Este tipo de transferência de dados consiste no chamado campo de arbitragem e determina a prioridade de transferência de dados no caso de vários nós do sistema transmitirem dados ao barramento CAN de uma só vez.




Cada um dos dispositivos de controle conectados ao barramento possui sua própria impedância de entrada, e a carga total é calculada a partir da soma de todos os blocos executáveis ​​conectados ao barramento. Em média, a impedância de entrada dos sistemas de controle do motor que estão conectados ao barramento CAN é de 68-70 ohms, e a resistência do sistema de informação-comando pode ser de até 3-4 ohms.

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Interface de 3 canais e diagnóstico do sistema

Os sistemas de controle CAN não apenas possuem diferentes resistências de carga, mas também velocidade diferente transmissão de mensagens. Este fato complica o processamento de mensagens do mesmo tipo dentro da rede de bordo. Para simplificar o diagnóstico em carros modernos, é usado um gateway (conversor de resistência), que é feito como uma unidade de controle separada ou embutido na ECU do motor do carro.




Tal conversor também é projetado para entrada ou saída de certas informações de diagnóstico através do fio da linha "K", que é conectado durante diagnósticos ou alterações nos parâmetros de operação da rede ao conector de diagnóstico ou diretamente ao conversor.

É importante observar que atualmente não há padrões específicos para conectores de rede Can. Portanto, cada um dos protocolos define seu próprio tipo de conectores no barramento CAN, dependendo da carga e de outros parâmetros.

Assim, ao realizar o trabalho de diagnóstico com as próprias mãos, é usado um conector unificado do tipo OBD1 ou OBD2, que pode ser encontrado na maioria dos carros estrangeiros modernos e carros domésticos. No entanto, alguns modelos de automóveis, como Volkswagen Golf 5V, Audi S4, não tem porta de entrada. Além disso, o esquema de unidades de controle e barramento CAN é individual para cada marca e modelo de carro. Para diagnosticar o sistema CAN com suas próprias mãos, são utilizados equipamentos especiais, que consistem em um osciloscópio, um analisador CAN e um multímetro digital.

O trabalho de solução de problemas começa com a remoção da tensão da rede (removendo o terminal negativo da bateria). Em seguida, a mudança na resistência entre os fios do barramento é determinada. Os tipos mais comuns de mau funcionamento do Kan-bus em um carro são uma linha curta ou aberta, falha nos resistores de carga e uma diminuição no nível de transmissão de mensagens entre os elementos da rede. Em alguns casos, sem usar o analisador de latas, não é possível detectar um mau funcionamento.

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