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Sobre este momento Quase todos os carros modernos estão equipados com computadores de bordo, EBD, vidros elétricos e muitos outros dispositivos eletrônicos. Agora, esses equipamentos podem controlar não apenas os sistemas mecânicos, mas também pneumáticos e hidráulicos da máquina. E mesmo o motor não pode prescindir da eletrônica. Ele contém um dispositivo especial - um barramento CAN. É exatamente sobre isso que falaremos hoje.

História de origem

O conceito de barramento CAN surgiu pela primeira vez na década de 80 do século passado. Em seguida, a famosa empresa alemã BOSCH, em conjunto com a Intel, desenvolveu um novo dispositivo digital para transmissão de dados, denominado Controller Area Network.

O que é que ela pode fazer?

Este barramento pode conectar todos os sensores, blocos e controladores localizados no carro. CAN pode ser conectado ao imobilizador, SRS, ESP, ECU, transmissão e até airbags. Além disso, o pneu está em contato com os sensores da suspensão e do controle climático. Todos esses mecanismos estão conectados em modo duplex com até 1 Mbit/s.

Barramento CAN: descrição e características do dispositivo

Com toda a sua funcionalidade, este mecanismo consiste em apenas dois fios e um chip. Anteriormente, o barramento CAN era equipado com dezenas de plugues para conexão a todos os sensores. E se na década de 80 apenas um sinal era transmitido em cada fio, agora dado valor chega a centenas.

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

É importante que esta ferramenta possa determinar problemas no funcionamento dos equipamentos da máquina e, em alguns casos, eliminá-los. É virtualmente imune a interferências e possui bom isolamento de contato. O barramento CAN possui um algoritmo operacional muito complexo. Os dados transmitidos por meio dele em bits são instantaneamente convertidos em quadros. Um par de espiras de 2 fios serve como condutor de informações. Existem também produtos feitos de fibra óptica, mas são menos eficientes no funcionamento e, portanto, não são tão difundidos 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 costumam encurtar o comprimento de seus fios. Se o comprimento total do barramento for inferior a 10 metros, a velocidade de transferência de informações aumentará para 2 megabits por segundo. Normalmente, nessa velocidade, o mecanismo transmite dados de 64 sensores e controladores eletrônicos. Se estiver conectado ao barramento grande quantidade dispositivos, vários circuitos são criados para receber e transmitir informações.

Para gerenciar os sistemas de forma coerente e harmoniosa e garantir a qualidade e funcionalidade da transmissão de dados, muitas empresas automotivas utilizam sistema moderno, conhecido como barramento CAN. O princípio de sua organização merece 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 fibra óptica.

Vários dispositivos podem controlar o barramento simultaneamente. Seu número não é limitado e a velocidade de troca de informações é programada em até 1 Mbit/s.

Barramento CAN em carros modernos regulamentado pela especificação "CAN Sorcification versão 2.0".

Consiste em duas seções. O protocolo A descreve a transferência de informações usando um sistema de transmissão de dados de 11 bits. A Parte B executa essas funções ao usar a versão de 29 bits.

CAN possui nós geradores 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 sua jurisdição. 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) pode ser sequencial, onde pulso é dado pulso a pulso. É chamado de barramento serial. Se as informações forem transmitidas por vários fios, então este é um barramento paralelo.

I - unidades de controle;

II - comunicações do sistema.

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

No caso em que um nó suporta um formato de troca de informações de 11 bits e não indica erros em sinais identificadores de 29 bits, ele é marcado como “CAN2.0A Ativo, CAN2.0B Passivo”.

Quando tais geradores utilizam ambos os tipos de identificadores, o barramento é rotulado como "CAN2.0B Active".

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

O sistema opera com dois tipos de taxas de transmissão de sinal - 125, 250 kbit/s. Os primeiros destinam-se a dispositivos auxiliares (elevadores de vidros, iluminação) e os segundos ao controle principal (transmissão automática, motor, ABS).

Transmissão de sinal

Fisicamente, o condutor do barramento CAN de um carro moderno é composto de dois componentes. O primeiro é preto e se chama CAN-High. O segundo condutor, laranja-marrom, é denominado 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 blocos diferentes que fazem parte de um protocolo denominado barramento CAN.

As velocidades de transmissão e recepção de cada sistema também são diferentes. Portanto, é garantido o processamento de diferentes tipos de mensagens. De acordo com a descrição do barramento CAN, esta função é realizada por um conversor de sinal. É chamado de gateway eletrônico.

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

A interface apresentada também é usada para emitir e inserir sinais de diagnóstico. Para este propósito, é fornecido um bloco OBD unificado. Este é um conector especial para diagnóstico do sistema.

Tipos de funções de barramento

Existir tipos diferentes dispositivo apresentado.

1. Barramento CAN da unidade de potência. Este é um canal rápido que transmite mensagens a uma velocidade de 500 kbit/s. Sua principal tarefa é a comunicação entre unidades de controle, por exemplo, transmissão-motor.
2. O sistema Comfort é um canal mais lento, transmitindo dados a uma velocidade de 100 kbit/s. Ele conecta todos os dispositivos do sistema Comfort.
3. O programa de comando do barramento também transmite sinais lentamente (100 kbit/s). Sua principal finalidade 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 ele é semelhante a um sistema de aeronave. Porém, para garantir qualidade, segurança e conforto na condução, nenhum programa será supérfluo.

Interferência de ônibus

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

A descrição do barramento CAN estipula a chegada de mensagens pelos condutores Alto e Baixo até o amplificador diferencial, onde são processadas e enviadas para a unidade de controle.

O amplificador determina este sinal de saída como a diferença de tensão entre os fios Alto e Baixo. Esta abordagem elimina a influência de interferências externas.

Para entender o que é um barramento CAN e sua estrutura, você deve se lembrar de sua aparência. Estes são dois condutores torcidos juntos.

Como o sinal de interferência chega em ambos os fios ao mesmo tempo, durante o processamento o valor de Baixa tensão é subtraído do valor de Alta tensão.

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

Tipos de mensagens

O protocolo prevê a utilização de quatro tipos de comandos na troca de informações via barramento CAN.

I - barramento CAN;

II - resistor de resistência;

III – interface.

No processo de recepção e transmissão de informações, é alocado um determinado tempo para uma operação. Se falhar, um quadro de erro será gerado. O quadro de erro também dura um certo período de tempo. A unidade defeituosa é automaticamente desconectada do barramento quando acumulada grande quantidade 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 um 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.

É dada importância fundamental à variável indicadora. Se a mensagem não contiver informações de horário, ela será aceita pelo sistema após o recebimento.

Quando um computador do sistema de comunicação solicita um indicador de status de parâmetro, ele é enviado em ordem de prioridade.

Resolução de Contenção de Ônibus

Quando os sinais no barramento chegam a vários controladores, o sistema escolhe em que ordem cada um será processado. Dois ou mais dispositivos podem começar a funcionar quase simultaneamente. Para garantir que não surja conflito, é realizado monitoramento. O barramento CAN de um carro moderno realiza esta operação enquanto envia uma mensagem.

Existe uma gradação de mensagens de acordo com a prioridade e a gradação recessiva. A informação que possuir o menor valor numérico do campo de arbitragem vencerá quando ocorrer conflito no barramento. Os demais transmissores tentarão enviar seus frames posteriormente se nada mudar.

No processo de transmissão da informação, o tempo nela especificado não é perdido mesmo que haja uma situação de conflito no sistema.

Componentes físicos

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

Os chips transceptores são frequentemente encontrados na Philips, bem como na 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 chega a 40 m. O barramento CAN (também conhecido como CAN-BUS) está equipado com um terminador na extremidade.

Para isso, resistores de 120 Ohm são instalados nas extremidades dos condutores. Isto 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 divergir da clássica e variar de 108 a 132 Ohms.

Tecnologia iCAN

Olhando para os pneus veículo, deve-se prestar atenção ao programa de bloqueio do motor.

Para isso foi desenvolvida a troca de dados através do barramento CAN, módulo iCAN. Ele se conecta ao barramento digital e é responsável pelo comando correspondente.

É pequeno e cabe em qualquer compartimento de pneu. Quando o carro começa a se mover, o iCAN envia um comando aos blocos correspondentes e o motor para. A vantagem deste programa é a ausência de interrupção do sinal. A unidade eletrônica é instruída, após o que a mensagem desabilita o funcionamento dos atuadores correspondentes.

Este tipo de bloqueio é caracterizado pelo maior sigilo e, portanto, confiabilidade. Neste caso, os erros não são registrados na memória da ECU. O barramento CAN fornece todas as informações sobre a velocidade e movimento do veículo para este módulo.

Proteção anti-roubo

O módulo iCAN é instalado em qualquer nó onde estejam localizados os chicotes, onde o barramento esteja instalado. Devido às dimensões mínimas e algoritmo especial de ações, identifique o bloqueio métodos convencionais ao cometer um roubo é quase impossível.

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

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

Tendo se familiarizado com a estrutura 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 seu design. No entanto, todas as funções nele incluídas garantirão uma condução mais eficiente, segura e confortável.

Os desenvolvimentos existentes ajudarão a garantir a proteção dos veículos mesmo contra roubo. Graças a isso, bem como a um conjunto de outras funções, o barramento CAN é popular e procurado.

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Sistemas eletrônicos de bordo em automóveis de passageiros 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, o carro deve ter uma rede de comunicação confiável. No início dos anos 80 do século 20, a Bosch e a desenvolvedora Intel propuseram uma nova interface de rede - Controller Area Network, popularmente chamada de Can-bus.

1 Sobre o princípio de funcionamento da interface de rede CAN-bus

O can-bus em um carro é projetado para fornecer conexão a qualquer dispositivo eletrônico capaz de transmitir e receber determinadas informações. Assim, dados sobre o estado técnico dos sistemas e sinais de controle passam por cabo de par trançado em formato digital. Este regime permitiu reduzir Influência negativa campos eletromagnéticos externos e aumentam significativamente a velocidade de transferência de dados através do protocolo (as regras pelas quais as unidades de controle de vários sistemas são capazes de trocar informações).

Além disso, os sistemas automotivos DIY 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, que são capazes de fornecer comunicação através de vários protocolos, por exemplo, entre a unidade de controle do motor e o equipamento de diagnóstico, sistema de alarme. É a presença do Kan-bus no carro que permite ao proprietário identificar falhas e erros do controlador com as próprias mãos, utilizando equipamentos especiais de diagnóstico.






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

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

Hoje, dois tipos de transceptores são reconhecidos - Alta Velocidade e Tolerante a Falhas. O primeiro tipo é o mais comum e atende à norma (ISO 11898-2), permite transferir dados em velocidades de até 1 MB por segundo. O segundo tipo de transceptores permite criar uma rede economizadora de energia com uma velocidade de transmissão de até 120 Kb/s, enquanto tais transmissores não são sensíveis a quaisquer danos no próprio barramento.

2 Recursos da rede

Deve ser entendido que os dados são transmitidos pela rede CAN na forma de frames. Os mais importantes deles são o campo identificador (Identifire) e o sistema de dados (Data). O tipo de mensagem mais comumente usado no Kanbus é Data Frame. Este tipo de transferência de dados consiste em um chamado campo de arbitragem e determina a prioridade de transferência de dados no caso de vários nós do sistema transmitirem dados simultaneamente para o barramento CAN.




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

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3 Interface CAN e diagnóstico do sistema

Os sistemas de controle CAN não só possuem diferentes resistências de carga, mas também velocidade diferente transmissão de mensagens. Este facto dificulta o processamento de mensagens semelhantes dentro da rede de bordo. Para simplificar o diagnóstico, os carros modernos usam uma interface de gateway (conversor de resistência), que é projetada como uma unidade de controle separada ou integrada na ECU do motor do carro.




Tal conversor também é projetado para inserir ou emitir certas informações de diagnóstico através do fio da linha “K”, que é conectado durante o diagnóstico ou alteração dos parâmetros operacionais da rede ao conector de diagnóstico ou diretamente ao conversor.

É importante observar que atualmente não existem padrões específicos para conectores de rede Can. Portanto, cada protocolo determina seu próprio tipo de conectores no barramento CAN, dependendo da carga e demais parâmetros.

Assim, ao realizar trabalhos de diagnóstico com as próprias mãos, é utilizado um conector unificado do tipo OBD1 ou OBD2, que pode ser encontrado na maioria dos carros estrangeiros modernos e carros nacionais. No entanto, alguns modelos de automóveis, por ex. Volkswagen Golf 5V, Audi S4, não tem gateway. Além disso, o layout das unidades de controle e do barramento CAN é individual para cada marca e modelo de carro. Para diagnosticar um sistema CAN com as próprias mãos, você utiliza um equipamento especial, que consiste em um osciloscópio, um analisador CAN e um multímetro digital.

O trabalho de solução de problemas começa com a remoção da tensão da rede (remoção do terminal negativo da bateria). A seguir, é determinada a mudança na resistência entre os fios do barramento. Os tipos mais comuns de mau funcionamento do barramento CAN em um carro são curto-circuito ou quebra de linha, falha de resistores de carga e diminuição no nível de transmissão de mensagens entre os elementos da rede. Em alguns casos, não é possível identificar um mau funcionamento sem usar um analisador Can.

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