Съвременният автомобил е оборудван с електронни блокове за управление на различни системи: двигател, антиблокираща спирачна система, каросерия и други. По същество тези единици са микрокомпютри.
За да разберете какво е CAN шина в колата, представете си, че в колата е организирана локална мрежа, към която са свързани тези микрокомпютри - така че да работят в комплекс.
Това е подобно на това как офис компютрите са свързани към мрежа, така че служителите могат лесно да вземат информация един от друг, а шефът има възможност да следи бързо работата на служителите в офиса.
Бордовият компютър и диагностичната система действат като шеф в колата.
История на развитието и обединението на мрежата на контролера
BOSCH, провеждаща изследвания в областта на автоматизацията през 80 -те години на миналия век, предложи комуникационен стандарт за микроконтролер, който може да се използва в автомобилната индустрия.
Стандартът CAN се прилага не само в автомобилите. В момента се използва в концепцията за „интелигентен дом“, индустриална автоматизация и др.
Приложено към автомобилно инженерствостандартът CAN (Controller Area Network) е адаптиран към шината с физическия слой. Той е организиран с помощта на усукана двойка проводници, по които преминават пакети от сигнали с различна полярност.
Този стандарт получи международната класификация ISO 11898. Кадър (пакет) включва 11-битов информационен сигнал (или 29-битов в разширен режим).
Като цяло, CAN шината не е задължително да бъде реализирана с помощта на усукана двойка проводници. Това може да бъде както оптичен, така и радио канал.
Може да се предположи, че с въвеждането на безпилотни превозни средства CAN шината се трансформира в мобилен интерфейс за предаване на информация за една, а може би и за комплекс от автомобили.
CAN шина за превозни средства: какво е това и как работи
Автобусът е локална мрежа, чрез която се обменя информация между блокове за управление на различни системи на превозни средства. По този начин управляващият блок, например на автомобилен двигател, в допълнение към основния микроконтролер, обслужващ двигателя, приема наличието на CAN контролер, който генерира импулси на две шини: CAN-висока и CAN-ниска (H и L ).
Тези сигнали се предават по проводници (усукана двойка) от трансивъра. Приемо -предавателите или трансивърите са предназначени за:
- усилване на сигналите,
- осигуряване на шумозащита на предаваните импулси;
- регулиране на битрейта;
- защита на линията в случай на повреда на CAN шината.
Сега в автомобилната техника се използват следните видове трансивери - високоскоростни и повредени. Високоскоростният предавател осигурява относително висока скорост на пренос на данни - до 1 мегабит в секунда. Вторият тип предавател има по -ниска скорост на предаване на данни - до 120 килобита в секунда. От друга страна, тя е по -малко чувствителна (толерантна към грешки) към качеството на CAN шината и позволява отклонения на нейните параметри.
Диаграма на организацията за обмен на данни
Структурната схема на свързване на различни превозни средства към CAN шината може да бъде изобразена по следния начин:
За да съответстват на всички устройства, тоест за организиране на оптимални условия и скорост на приемане - предаване, изходните импеданси на предавателите трябва да бъдат приблизително еднакви.
В случай на прекъсване или повреда на някой от блоковете за управление на системите на превозното средство, съпротивлението на шината се променя, съпоставянето на импеданса се разрушава, което води до значително намаляване на скоростта на шината. Такива нарушения могат да доведат до пълна загуба на комуникация по CAN шината.
Някои превозни средства използват отделен модул на шлюз за отстраняване на проблеми с синхронизирането на CAN.
Всяко съобщение, предадено по CAN шината, има свой собствен идентификатор, например "температура на охлаждащата течност" и код, съответстващ на неговата стойност, като "98,7 градуса по Целзий". Това не са непременно абсолютни стойности, в повечето случаи това са относителни двоични единици, които допълнително се преобразуват в управляващи и контролни сигнали.
Същите данни се използват от диагностични инструменти за наблюдение и обработка на информация за основните системи на автомобила.
Основните режими на работа на CAN шината:
- активен (запалването е включено);
- спи (с изключено запалване);
- събуждане и заспиване (при включване и изключване на запалването).
По време на спящ режим потреблението на ток в шината е минимално. В този случай обаче сигналите за състоянието на отваряне на врати и прозорци и други системи, свързани с охранителните функции на автомобила, се предават по шината (с по -ниска честота).
Повечето съвременни диагностични устройства осигуряват режим за диагностициране на грешки чрез CAN шината. Технически това се организира чрез директно свързване на проводниците към диагностичния конектор.
Предимства и недостатъци на използването на CAN шина в автомобил
Като начало, ако стандартът CAN не беше предложен през 80 -те години на миналия век, различен тип взаимодействие между автомобилните системи непременно щеше да заеме неговото място.
Възможно е, разбира се, да се поставят всички блокове за управление на системите на превозното средство в един суперблок, в който взаимодействието на различни системи може да бъде осигурено програмно. Такива опити са направени от френски производители. Въпреки това, с увеличаване на функционалността и производителността, вероятността от повреди се увеличава значително. Неизправности, като например чистачките, могат да причинят неуспех на двигателя.
Основните предимства на използването на CAN шина:
- способността за провеждане на оперативен контрол и;
- комбиниране на информационни потоци в един канал против заглушаване;
- универсалност, допринасяща за унифицирането на диагностичните процеси;
- свързаност системи за сигурностчрез CAN шина (няма нужда да дърпате окабеляването към всеки управляващ елемент).
Недостатъци на CAN шината:
- ниска надеждност;
- повреда на един от блоковете за управление може да доведе до пълна неработоспособност на CAN връзката.
Отстраняване на неизправности
На таблото за управление на автомобила няма индикатор за неизправност на CAN. Възможно е да се прецени, че работата на CAN шината е влошена от непреки показатели:
- едновременно светят няколко индикаторни лампи за неизправности на таблото;
- индикаторите за температурата на охлаждащата течност, нивата на горивото са изчезнали;
На първо място, трябва да извършите диагностика. Ако показва неизправност на CAN шина, трябва да започнете отстраняването на проблема.
Последователност на работа:
- Намерете проводниците на шината с усукана двойка. Те често са черни (високи) и оранжево-кафяви (ниски) на цвят.
- Проверете при включено запалване с помощта на мултицет за напрежението върху проводниците. Нивата не трябва да бъдат 0 или повече от 11 волта (обикновено около 4,5 волта).
- Изключете запалването, извадете клемата батерия... Измерете съпротивлението между проводниците. Ако се стреми към нула, тогава има късо съединение в шината, ако до безкрайност - отворена верига.
- Продължете да търсите отворено или късо съединение.
- Ако има съмнение, че затварянето на шината се дължи на повреда на контролен блок, можете последователно да изключите блоковете за управление и да наблюдавате съпротивлението и функционалността на шината.
Неизправността на CAN шината се отнася до сложни неизправности на електрическото оборудване на автомобила. Ако собственикът на колата няма необходимите умения за ремонт на електричество, тогава е по -добре да използвате услугите на специалист.
Администратор
18702
За да разберем принципите на CAN шината, решихме да напишем / преведем редица статии по тази тема, както обикновено, въз основа на материали от чужди източници.
Един от такива източници, който, както ни се стори, съвсем подходящо илюстрира принципите на CAN шината, беше видео представяне на образователния продукт CANBASIC от Igendi Engineering (http://canbasic.com).
Добре дошли на представянето на новия продукт CANBASIC, система за обучение (дъска), посветена на функционирането на CAN шината.
Ще започнем с основите на изграждането на CAN автобусна мрежа. Диаграмата показва кола с нейната система за осветление.
Показано е конвенционално окабеляване, при което всяка лампа е директно свързана с някакъв контакт на превключвател или спирачен педал.
Подобна функционалност сега се показва с помощта на технологията CAN bus. Предни и задни осветителни устройствасвързани към управляващи модули. Мониторните модули са свързани паралелно със същите проводници на шината.
Този малък пример показва, че обемът на окабеляването намалява. На всичкото отгоре контролните модули могат да открият изгорели лампи и да информират водача за това.
Автомобилът в посочения изглед съдържа четири модула за управление и ясно отразява конструкцията на системата за обучение CANBASIC (дъска)
В горното има четири автобусни възела (CAN възли).
Предният модул управлява предните светлини.
Аларменият блок следи вътрешността на автомобила.
Основният контролен модул свързва всички системи превозно средствоза диагностика.
Задният модул управлява задните светлини.
На тренировъчната дъска CANBASIC можете да видите маршрутизацията (местоположението) на трите сигнала, Power, CAN-Hi и Ground, свързващи се в контролния модул.
В повечето превозни средства се нуждаете от OBD-USB конвертор, за да свържете основния контролен модул към компютър с помощта на диагностичен софтуер.
Платката CANBASIC вече съдържа OBD-USB конвертор и може да бъде директно свързана към компютър.
Платката се захранва от USB интерфейса, така че не са необходими допълнителни кабели.
Шините се използват за прехвърляне на много данни. Как работи?
Как работи CAN шината
Тези данни се предават последователно. Ето един пример.
Лицето с лампата, предавателят, иска да изпрати известна информация на лицето с телескопа, приемника (приемника). Той иска да прехвърля данни.
За да направят това, те се съгласиха, че приемникът следи състоянието на лампата на всеки 10 секунди.
Изглежда така:
След 80 секунди:
Сега са предадени 8 бита данни със скорост 0,1 бита в секунда (т.е. 1 бит за 10 секунди). Това се нарича серийно предаване на данни.
За да се използва този подход в автомобилно приложение, интервалът от време се намалява от 10 секунди до 0,000006 секунди. За предаване на информация чрез промяна на нивото на напрежение на шината за данни.
За измерване на електрическите сигнали на CAN шината се използва осцилоскоп. Две измервателни подложки на платката CANBASIC ви позволяват да измервате този сигнал.
Разделителната способност на осцилоскопа се намалява, за да се покаже пълното CAN съобщение.
В резултат на това единични битове CAN вече не могат да бъдат разпознати. За да се реши този проблем, модулът CANBASIC е оборудван с цифров осцилоскоп за съхранение.
Поставяме модула CANBASIC в свободен USB конектор, след което той автоматично ще бъде открит. Софтуер CANBASIC може да бъде пуснат в момента.
Можете да видите изгледа на софтуерния осцилоскоп с прикрепени битови стойности. Данните, прехвърлени в предишния пример, са показани в червено.
За да обясним други части на CAN съобщението, ние оцветяваме CAN рамката и прикачваме описания към нея.
Всяка цветна част от CAN съобщение съответства на поле за въвеждане на същия цвят. Областта, маркирана в червено, съдържа информация за потребителски данни, която може да бъде посочена в битов, нибъл или шестнадесетичен формат.
Жълтата област определя количеството потребителски данни. Уникален идентификатор може да бъде зададен в зелената зона.
Синята област ви позволява да зададете CAN съобщението за отдалечената заявка. Това означава, че ще се очаква отговор от друг CAN възел. (Самите разработчици на системата препоръчват да не се използват отдалечени заявки по редица причини, водещи до системни проблеми, но ще има друга статия за това.)
Много системи с CAN шина са защитени от смущения от втори CAN-LO канал за предаване на данни, който е обърнат по отношение на CAN-HI сигнала (т.е. същия сигнал, само с противоположния знак).
Шест последователни бита с едно и също ниво определят края на CAN рамката.
По стечение на обстоятелствата други части от CAN рамката могат да съдържат повече от пет последователни бита със същото ниво.
За да се избегне този битов знак, ако се появят пет последователни бита със същото ниво, противоположният бит се вмъква в края на CAN рамката. Тези битове се наричат неща (битове за боклук). CAN приемниците (приемници на сигнали) игнорират тези битове.
С помощта на полетата за въвеждане могат да бъдат посочени всички данни на CH кадър и следователно всяко CH съобщение може да бъде изпратено.
Вмъкнатите данни незабавно се актуализират в CAN рамката, в този пример дължината на данните ще бъде променена от един байт на 8 байта и изместена назад един байт.
Описателният текст показва, че мигачът ще се управлява с идентификатора “2C1” и битовете за данни 0 и 1. Всички битове за данни се нулират на 0.
Идентификаторът е зададен на "2C1". За да активирате мигача, битът за данни трябва да бъде настроен от 0 до 1.
В салонния режим можете да управлявате целия модул с прости щраквания на мишката. CAN данните се задават автоматично според желаното действие.
Лампите за мигачи могат да бъдат монтирани на късите светлини, за да работят като DRL. Яркостта ще се контролира чрез широчинно -импулсна модулация (ШИМ), в съответствие с възможностите на съвременната диодна технология.
Сега можем да активираме фаровете за къси светлини, фарове за мъгла, стоп светлини и дълги светлини.
Когато късите светлини са изключени, фаровете за мъгла също се изключват. Логиката за управление на светлинната система CANBASIC съвпада с автомобилите Марки на Фолксваген... Функциите за запалване и връщане към дома също са включени.
Със сигнален възел можете да прочетете сигнала на сензора след иницииране на отдалечена заявка.
В режим на отдалечена заявка, вторият CAN кадър ще бъде получен и показан под изпратения CAN кадър.
Байтът от данни CAN вече съдържа резултата от измерването на сензора. Придвижвайки пръста си по -близо до сензора, можете да промените измерената стойност.
Бутонът за пауза замразява текущия CAN кадър и позволява точен анализ.
Както вече беше показано, различни части от CAN рамката могат да бъдат скрити.
Освен това се поддържа скриването на всеки бит в CH-рамката.
Това е много полезно, ако искате да използвате CAN рамковото представяне във вашите собствени документи, като например лист за упражнения.
Автомобилните електрически вериги нарастват по размер и сложност с всяка изминала година. При първите произведени автомобили запалването работи от магнито и изобщо няма батерия и генератор. Фаровете използваха ацетиленови горелки.
През 1975 г. дължината на проводниците в автомобила електрическа схемае равна на няколкостотин метра и е сравнима с електричеството на леки самолети.
Желанието за опростяване на окабеляването беше следното: имате нужда само от един проводник, свържете всички потребители към него и свържете устройство за управление към всеки. Прекарайте през този проводник електрически ток към потребителите и сигналите за управление на устройството.
Видео
До 1991 г., благодарение на цифровия пробив, Bosch и Intel създадоха CAN (Controller Area Network) интерфейс за многопроцесорни системи. бордови компютри... В електрониката такава система се нарича "шина".
В последователна шина данните се предават импулсно по импулс по усукана двойка (два проводника), а в паралелна шина данните се предават по няколко проводника едновременно.
С по -висока производителност, паралелната шина усложнява окабеляването на автомобила. Последователната шина предава информация до 1 Mbit / s.
Различните блокове споделят данни, правилото, по което това се случва, се нарича протокол. Протоколът може да изпраща команди до различни блокове, да изисква данни от един или всички от тях. В допълнение към конкретно повикване към устройството, протоколът може да зададе важността и командите. Например командата за включване на вентилатора за охлаждане на двигателя ще има предимство пред командата за спускане на страничния прозорец.
Минимизирането на съвременната електроника даде възможност да се организира производството на евтини модули за управление и комуникационни системи. В автомобилната мрежа те могат да бъдат комбинирани във вериги, звезди и пръстени.
Информацията отива в двете посоки, например чрез включване на лампата дълги светлини, сигналът на арматурното табло ще светне - включен или не.
Системата за управление на двигателя избира най -добрия режим, като получава данни от всички устройства във веригата, системата за осветление ще включва или изключва фаровете, навигационната система ще начертава или променя маршрута и т.н.
Благодарение на този протокол диагностиката на двигателя и други устройства на автомобила е опростена.
Желанието да има само един проводник в колата не се сбъдна, но CAN модулът и протоколът за пренос на данни повишиха надеждността на системата и опростиха окабеляването.
Видео
CAN шина - какво е това?
CAN - шина ("can bus") е система за управление на всички електрически устройства и цифрова комуникация в автомобил, която може да получава информация от устройства, да обменя данни между тях, както и да ги контролира. Данни за техническо състояниеи управляващите сигнали преминават в цифров вид по усукана двойка поради специален протокол. От бордова мрежана автомобила, захранването се подава към всеки потребител, но всички те са свързани паралелно. Тази опция увеличи надеждността на цялата електрическа верига, намали броя на проводниците и опрости монтажа.
Появата на цифрови автобуси в автомобилите се случи по -късно, след като електронните компоненти започнаха широко да се въвеждат в тях. По това време те се нуждаеха само от цифров „изход“, с който да „комуникират“ диагностично оборудване-нискоскоростните серийни интерфейси като ISO 9141-2 (K-Line) бяха достатъчни за това. Очевидното усложнение на бордовата електроника с прехода към CAN архитектура се превърна в нейното опростяване.
Всъщност, защо да имате отделен сензор за скорост, ако ABS устройството вече има информация за скоростта на въртене на всяко колело? Достатъчно е да прехвърлите тази информация в таблото и в блока за управление на двигателя. За системите за сигурност това е още по-важно: например контролерът на въздушните възглавници вече е в състояние сам да изключи двигателя при сблъсък, като изпрати съответната команда до ECU на двигателя и изключи максимално бордовите вериги чрез изпращане на команда до блока за управление на мощността. Преди това, за безопасност, беше необходимо да се използват ненадеждни мерки, като например инерционни превключватели и щитове на клемата на акумулатора ( Собствениците на BMWвече сме запознати с неговите „бъгове“).
Обаче беше невъзможно да се осъществи пълноценна „комуникация“ на контролните единици въз основа на старите принципи. Количеството данни и тяхното значение се увеличиха с порядък, тоест беше необходима шина, която не само може да работи с висока скорост и да бъде защитена от смущения, но и осигурява минимални закъснения при предаване. За автомобил, който се движи с висока скорост, дори милисекундите вече могат да играят решаваща роля. Решение за задоволяване на такива изисквания вече съществува в индустрията - говорим за CAN BUS (Controller Area Network).
Същността на CAN шината
Цифровата CAN шина не е специфичен физически протокол. Принципът на действие на CAN шината, разработен от Bosch през осемдесетте години, позволява тя да бъде внедрена с всякакъв вид предаване - дори по проводник, поне чрез влакно, поне по радио. CAN шината работи с хардуерна поддръжка за приоритети на блока и възможност за "по -важните" да прекъсват предаването на "по -малко важните".
За тази цел е въведена концепцията за доминиращи и рецесивни битове: просто казано, протоколът CAN ще позволи на всеки блок да комуникира в точното време, спирайки предаването на данни от по -малко важни системи, като просто предава доминиращ бит, докато има рецесивен малко в автобуса. Това се случва чисто физически - например, ако "плюс" на проводника означава "един" (доминиращ бит), а липсата на сигнал означава "нула" (рецесивен бит), тогава предаването на "един" недвусмислено ще потисне "нулата".
Представете си клас в началото на урок. Учениците (контролери с нисък приоритет) говорят тихо помежду си. Но веднага щом учителят (контролер с висок приоритет) даде силна команда "Тишина в класната стая!" За разлика от училищния клас, това правило работи постоянно в CAN шината.
За какво е? Така че важните данни се предават с минимални закъснения дори с цената на факта, че маловажни данни няма да бъдат прехвърлени в шината (това отличава CAN шината от познатия Ethernet за всички на компютрите). В случай на инцидент способността на инжекционния компютър да получава информация за това от SRS контролера е несравнимо по -важна от способността на таблото за управление да получи следващия пакет данни за скоростта на шофиране.
В съвременните автомобили физическото разграничение между ниски и високи приоритети се е превърнало в норма. Те използват две или дори повече физически шини с ниска и висока скорост - обикновено това е „моторна“ CAN -шина и „каросерия“, потоците от данни между тях не се пресичат. Само контролерът CAN-bus е свързан към всички наведнъж, което дава възможност за „комуникация“ с всички устройства чрез един конектор.
Например, техническата документация на Volkswagen дефинира три вида CAN автобуси, които се използват:
- "Бързият" автобус, работещ със скорост от 500 килобита в секунда, интегрира двигателя, ABS, SRS и блоковете за управление на трансмисията.
- „Slow“ работи със скорост 100 kbps и комбинира блоковете от системата „Comfort“ (централно заключване, електрически прозорци и т.н.).
- Третият работи със същата скорост, но прехвърля информация само между навигация, вграден телефон и т.н. При по -стари автомобили (напр. Golf IV), шината за данни и комфортната шина бяха физически комбинирани.
Интересен факт: На Renault Loganвторото поколение и неговите "soplatformenniki" също физически имат две шини, но второто свързва изключително мултимедийната система с CAN контролера, второто съдържа едновременно ECU на двигателя, ABS контролера, въздушните възглавници и UCH .
Физически автомобилите с CAN шина го използват под формата на усукана диференциална двойка: в него и двата проводника служат за предаване на един сигнал, който се определя като разликата в напрежението на двата проводника. Това е необходимо за проста и надеждна защита от смущения. Екранираният проводник работи като антена, тоест източник на радиосмущения е в състояние да предизвика в него електромоторна сила, достатъчна, за да може смущенията да се възприемат от контролерите като наистина предаден бит информация.
Но при усукана двойка на двата проводника стойността на ЕМП на смущенията ще бъде еднаква, така че разликата в напрежението ще остане непроменена. Ето защо, за да намерите CAN шината в колата, потърсете усукана двойка проводници - най -важното е да не я бъркате с окабеляването на сензорите ABS, които също са поставени вътре в колата с усукана двойка, за да предпазят срещу намеса.
Диагностичният съединител на CAN шината не беше преоткрит: проводниците бяха изведени към свободните щифтове на вече стандартизирания в подложките, в него CAN шината се намира на щифтове 6 (CAN-H) и 14 (CAN-L).
Тъй като в колата може да има няколко CAN шини, често се практикува използването на различни нива на физически сигнал при всяка. Отново за пример вижте Документация на Volkswagen... Ето как изглежда преносът на данни в моторната шина:
Когато не се предават данни по шината или се предава рецесивен бит, на двата проводника на усуканата двойка волтметърът ще покаже 2.5 V спрямо "земята" (разликата в сигналите е нула). В момента на предаване на доминиращия бит на проводника CAN-High напрежението се повишава до 3,5 V, докато при CAN-Low пада до един и половина. Разликата е 2 волта и означава "един".
Всичко изглежда различно в автобуса Comfort:
Тук "нула" е, напротив, 5 -волтова разлика, а напрежението на ниския проводник е по -високо, отколкото на високото. "Единица" е промяна в разликата в напрежението до 2,2 V.
CAN шината се проверява на физическо ниво с помощта на осцилоскоп, който ви позволява да видите реалното преминаване на сигнали върху усукана двойка: естествено е невъзможно да се "види" редуването на импулси с такава дължина с обикновен тестер.
"Декодирането" на CAN -шината на автомобила също се извършва от специализирано устройство - анализатор. Тя позволява извеждането на пакети данни от шината при предаването им.
Сами разбирате, че диагностиката на CAN шината на ниво "аматьор" без подходящо оборудване и познания няма смисъл и е просто невъзможна. Максимумът, който може да се направи с „импровизирани“ средства за проверка на kan-шината, е да се измери напрежението и съпротивлението на проводниците, сравнявайки ги с референтните за конкретна кола и конкретна шина. Това е важно - по -горе дадохме конкретен пример, че дори на една и съща кола може да има сериозна разлика между гумите.
Неизправности
Въпреки че CAN интерфейсът е добре защитен от смущения, електрическите проблеми се превърнаха в сериозен проблем за него. Взаимосвързаността на блоковете в една мрежа го направи уязвим. CAN-интерфейсът на автомобилите се превърна в истински кошмар за нискоквалифицирани автоелектрици поради една от неговите характеристики: силните скокове на напрежението (например през зимата) могат не само да "затворят" открита грешка в CAN шината, но и да запълнят паметта на контролери със спорадични грешки от случаен характер.
В резултат на това на таблото светва цял "гирлянд" от индикатори. И докато начинаещ се почеса по главата в шок: "но какво е това?", Компетентният диагностик първо ще сложи нормална батерия.
Чисто електрическите проблеми са прекъсвания на проводниците на шината, късо съединение към маса или плюс. Принципът на диференциално предаване в случай на счупване на някой от проводниците или "грешен" сигнал по него става нереализуем. Най -лошото от всичко е късото съединение на проводника, защото "парализира" цялата шина.
Представете си обикновена моторна шина под формата на проводник, върху който няколко блока „седят в един ред“ - контролер на двигателя, ABS контролер, таблои диагностичен конектор. Счупването на конектора не е ужасно за колата - всички устройства ще продължат да предават информация помежду си в нормален режим, само диагностиката ще стане невъзможна. Ако прекъснем проводника между ABS контролера и панела, ще можем да го видим само със скенера в шината, той няма да показва нито скоростта, нито оборотите на двигателя.
Но ако има почивка между ECU на двигателя и ABS машина, най -вероятно вече няма да стартира: устройството, без да „вижда“ необходимия му контролер (информацията за скоростта се взема предвид при изчисляване на времето за инжектиране и времето за запалване), ще премине в авариен режим.
Ако не прережете проводниците, а просто постоянно прилагате „плюс“ или „земя“ към един от тях, колата ще „отиде до нокаута“, тъй като никой от блоковете няма да може да предава данни към другия. Ето защо златно правилоавтомобилен електротехник, преведен на руски от цензора, звучи като „не се кривете в автобуса“, а редица автомобилни производители забраняват свързването на несертифицирани към CAN шината допълнителни устройствапродукция на трети страни (например аларма).
За щастие, свързването на CAN-шина, сигнализираща не за конектор към конектор, а забивайки се директно в шината на автомобила, дава възможност на „извития“ инсталатор да обърка проводниците на места. След това колата няма просто да откаже да стартира - ако има бордови контролер за управление на веригата, който разпределя мощността, дори запалването не е факт, че ще се включи.
За да управляват системите последователно и хармонично, за да гарантират качеството и функционалността на предаването на данни, използват много автомобилни компании модерна системаизвестен като CAN шина. Принципът на неговата организация заслужава подробно разглеждане.
основни характеристики
Визуално CAN шината изглежда като асинхронна последователност. Информацията му се предава по два усукани проводника, радиоканал или оптична оптика.
Няколко устройства могат да управляват шината едновременно. Броят им не е ограничен, а обменът на информация е програмиран до 1 Mbit / s.
CAN шината в съвременните автомобили се регулира от спецификацията "CAN Sorcjfication версия 2.0".
Той има два раздела. Протокол А описва прехвърлянето на информация с помощта на 11-битова система за пренос на данни. Част B изпълнява тези функции, когато използва 29-битовата версия.
CAN има лични възли на часовника. Всеки от тях изпраща сигнали до всички системи едновременно. Приемащите устройства, свързани към шината, определят дали сигналът е от тяхната компетентност. Всяка система има хардуерно филтриране на съобщения, адресирани до нея.
Сортове и етикетиране
Един от най -известните днес е CAN шината, разработена от Робърт Бош. CAN BUS (системата е известна под това име) е последователна, където импулсът се подава след импулса. Нарича се серийна шина. Ако информацията се предава по няколко проводника, това е паралелна шина.
I - блокове за управление;
II - системни комуникации.
Въз основа на разновидностите на идентификаторите на CAN шината има два вида маркиране.
В случай, че възелът поддържа 11-битов формат за обмен на информация и не показва грешки в сигналите на 29-битовия идентификатор, той се маркира „CAN2,0A Активен, CAN2,0B Пасивен“.
Когато тези генератори използват и двата типа идентификатори, шината се обозначава с „CAN2,0B Active“.
Има възли, които поддържат комуникация в 11-битов формат и когато видят 29-битов идентификатор в системата, те дават съобщение за грешка. В съвременните автомобили такива CAN шини не се използват, защото системата трябва да бъде логична и последователна.
Системата работи при два вида скорости на предаване на сигнал - 125, 250 kbit / s. Първите са предназначени за спомагателни устройства (прозорци, осветление), а вторите осигуряват основното управление (автоматична трансмисия, двигател, ABS).
Предаване на сигнал
Физически проводникът на CAN шината на модерен автомобил е направен от два компонента. Първият е черен и се нарича CAN-High. Вторият проводник, оранжево-кафяв, се нарича CAN-Low. Благодарение на представената комуникационна структура масата на проводниците е премахната от веригата на автомобила. При производството на превозни средства това позволява да се намали теглото на продукта с до 50 кг.
Общото натоварване на мрежата се състои от различни блокови съпротивления, които са част от протокол, наречен CAN шина.
Скоростите на предаване и приемане на всяка система също са различни. Следователно се осигурява обработка на съобщения от различни типове. Според описанието на CAN шината тази функция се изпълнява от преобразувател на сигнал. Нарича се електронен шлюз.
Това устройство се намира в дизайна на контролния блок, но може да бъде направено под формата на отделно устройство.
Представеният интерфейс се използва и за извеждане и вход на диагностични сигнали. За това е предвидено наличието на единен OBD блок. Това е специален конектор за системна диагностика.
Разновидности на функциите на шината
Съществува различни видовепредставено устройство.
- KAN-шина на силовия агрегат. Това е бърз канал, който предава съобщения със скорост 500 kbps. Основната му задача е в комуникацията на блокове за управление, например трансмисионен двигател.
- Системата "Comfort" е по -бавен канал, който предава данни със скорост 100 kbps. Той свързва всички устройства в системата Comfort.
- Командната програма за информация за шината също предава сигнали бавно (100 kbit / s). Основната му цел е да осигури комуникация между сервизни системи, като телефон и навигация.
При изучаване на въпроса какво е CAN шина, може да изглежда, че по брой програми тя е подобна на самолетна система. Въпреки това, за да се гарантира качество, безопасност и комфорт по време на шофиране, никакви програми няма да бъдат излишни.
Смущения в шината
Всички блокове за управление са свързани към CAN шината чрез трансивъри. Те имат приемници на съобщения, които са селективни усилватели.
Описанието на CAN шината предвижда получаване на съобщения по високите и ниските проводници до диференциалния усилвател, където те се обработват и изпращат към блока за управление.
Усилвателят открива този изход като разлика в напрежението между високите и ниските проводници. Този подход елиминира влиянието на външни смущения.
За да разберете какво представлява KAN-шината и нейната структура, трябва да запомните външния й вид. Това са два проводника, усукани заедно.
Тъй като шумният сигнал отива към двата проводника наведнъж, по време на обработката стойността на ниското напрежение се изважда от високото напрежение.
Това прави CAN шината надеждна система.
Видове съобщения
Протоколът предвижда използването на четири типа команди при обмена на информация чрез CAN шината.
I - CAN шина;
II - резистор на съпротивление;
III - интерфейс.
В процеса на получаване и предаване на информация се отделя определено време за една операция. Ако излезе, се генерира рамка за грешка. Рамката за грешки също трае известно време. Дефектният блок автоматично се изключва от шината, когато се натрупат голям брой грешки.
Функционалност на системата
За да разберете какво е CAN шина, трябва да разберете нейното функционално предназначение.
Той е предназначен за предаване на кадри в реално време, които съдържат информация за стойността (например промяна в скоростта) или за настъпването на събитие от един предавателен възел към програмни приемници.
Командата се състои от 3 раздела: име, стойност на събитието, променливо време за наблюдение.
Ключовата стойност е прикрепена към променливата на индикатора. Ако в съобщението няма данни за времето, това съобщение се приема от системата при получаването му.
Когато компютърът на комуникационната система поиска индикатор за състоянието на параметър, той се изпраща в приоритетен ред.
Разрешаване на автобусни конфликти
Когато сигналите, пристигащи в шината, пристигат до няколко контролера, системата избира в какъв ред всеки ще бъде обработен. Две или повече устройства могат да започнат да работят почти едновременно. За да се избегне конфликт, се извършва мониторинг. CAN шината на модерен автомобил изпълнява тази операция в процеса на изпращане на съобщение.
Има градация на съобщенията според приоритета и рецесивна градация. Информацията с най -ниския цифров израз на арбитражното поле печели, когато възникне конфликт в шината. Останалите предаватели ще се опитат да изпратят кадрите си по -късно, ако нищо не се промени.
В процеса на прехвърляне на информация посоченото в нея време не се губи дори при наличие на конфликтно състояние на системата.
Физически компоненти
Устройството на шината се състои, освен от кабела, от няколко елемента.
Приемо -предавателните микросхеми често се срещат от Philips, както и от Siliconix, Bosch, Infineon.
За да разберете какво е CAN шина, трябва да проучите нейните компоненти. Максимална дължинапроводник със скорост 1 Mbit / s достига 40 м. CAN шината (известна още като CAN-BUS) е надарена с терминатор в края.
За да направите това, 120 ома резистори са инсталирани в края на проводниците. Това е за да се премахнат отраженията на съобщенията в края на шината и да се гарантира, че шината получава правилните нива на ток.
Самият проводник, в зависимост от конструкцията, може да бъде екраниран или неекраниран. Терминалното съпротивление може да се отклонява от класическото и да бъде в диапазона от 108 до 132 ома.
ICAN технология
Трябва да се има предвид програмата за блокиране на двигателя при разглеждане на гумите на автомобила.
За тази цел е разработен обмен на данни чрез CAN шината, модула iCAN. Той се свързва с цифровата шина и отговаря за съответната команда.
Той има малки размери и може да бъде прикрепен към всяка част на шината. Когато колата започне да се движи, iCAN изпраща команда до съответните единици и двигателят спира. Предимството на тази програма е, че няма прекъсване на сигнала. Има инструкция електронен блок, съобщението след това деактивира функционирането на съответните задвижвания.
Този вид блокиране се характеризира с най -висока секретност и следователно надеждност. В този случай грешките не се записват в паметта на ECU. CAN шината предоставя цялата информация за скоростта и движението на превозното средство към този модул.
Защита срещу кражба
Модулът iCAN е инсталиран във всеки възел, където се намират сноповете, на мястото, където е инсталирана шината. Поради минималните размери и специалния алгоритъм на действия е почти невъзможно да се идентифицира блокирането по конвенционални методи при извършване на кражба.
Външно този модул е маскиран като различни сензори за наблюдение, което също прави невъзможно откриването. При желание е възможно да се конфигурира работата на устройството за автоматична защита на прозорците и огледалата на автомобила.
Ако автомобилът има двигател за автоматично стартиране, iCAN няма да пречи на работата му, тъй като се задейства, когато превозното средство започне да се движи.
След като се запознаете с устройството и принципите на обмен на данни, с които е снабдена CAN шината, става ясно защо всичко модерни автомобилиприлагат тези технологии при разработването на контрол на превозни средства.
Представената технология е доста сложна по своята структура. Въпреки това, всички включени в него функции ще гарантират най -ефективното, безопасно и комфортно шофиране.
Съществуващите разработки ще помогнат за предпазване на автомобила дори от кражба. Благодарение на това, както и на набор от други функции, CAN шината е популярна и търсена.
