⦁ مقدمه
در گذشته، صنعت خودرو در حال حاضر عملکردهای اضافی را که فقط برای عملکرد سیستم های خودرو لازم است، بر اساس اجزای مکانیکی و هیدرولیکی در نظر گرفته بود.
سالها، تحقیقاتی با هدف افزودن عملکردهای جدید، با توجه به تکامل سیستم های الکتریکی و الکترونیکی در رابطه با هزینه و اندازه، عوامل تعیین کننده برای توسعه عملکردهای جدید خودرو انجام شده است..
با این حال، برای برآوردن نیازهای عملکردهای اضافی در سیستم های خودرو، استفاده از دستگاه های ریزپردازنده، شبکه های ارتباطی و توسعه نرم افزار رشد کرده است. حوزه محاسبات در توسعه محصولات جدید در سیستم های خودروسازی مهم و حتی به یک عامل متمایز تبدیل شده است.
صنعت خودرو یکی از ذینفعان بزرگ فناوری است که منجر به کاهش وزن، مدیریت ترافیک اطلاعات، سرگرمی، سهولت تشخیص، تعمیر و نگهداری و طیف گسترده ای از عملکردهای راحتی، راحتی و ایمنی برای کاربر شده است..
تکامل سیستم های الکترونیکی در وسایل نقلیه را می توان به چند مرحله تقسیم کرد، در حال حاضر در الکترونیک داخلی و نحوه مدیریت یا تسهیل عملیات لازم در خودرو است.
برای درک نحوه عملکرد وسایل نقلیه امروزی، دانش مکانیک کافی نیست. دانستن الکتریسیته اولیه و از این رو اصول سیستم های الکتریکی و الکترونیکی ضروری است.
CAN Bus (شبکه منطقه کنترل) یا شبکه ارتباطی داده توسط شرکت آلمانی بوش توسعه یافت و در اواسط دهه 1980 در دسترس قرار گرفت. شکل زیر ساختار اصلی یک شبکه ارتباطی را نشان می دهد.
کاربرد اولیه آن در اتوبوس و کامیون انجام شد. در حال حاضر، از آن در صنعت، در وسایل نقلیه خودرو، کشتی‌ها و تراکتورها و غیره استفاده می‌شود.
2- مفاهیم
CAN
شبکه منطقه کنترل، شبکه کنترل‌کننده‌های منطقه یا سیستم چندگانه، که اطلاعات زیادی را از طریق یک کانال انتقال به گردش در می‌آورد.
BUS
حجم زیادی از اطلاعات را منتقل می کند.
Multiplexing
به معنای انتقال دو یا چند اطلاعات به طور همزمان از طریق یک مسیر واحد، در مورد ما، از طریق کابل است.
معماری الکترونیک و الکترونیک تعبیه شده
اصطلاح Embedded Electronics نشان دهنده هر و همه سیستم های الکتریکی و الکترونیکی نصب شده بر روی یک برنامه تلفن همراه است، خواه ماشین، کشتی یا هواپیما باشد.برای سالها، صنعت خودرو از سیستم‌های الکترونیکی برای کنترل عملکردهای مختلف موجود در خودروهای سواری و تجاری استفاده کرده است.
3- قبل از مالتی پلکس کردن
خودرویی که در سال 1960 راه اندازی شد، که به لوازم جانبی زیادی مجهز نبود، حاوی حدود 200 متر کابل برق و صدها اتصال است.
چهل سال بعد، در سال 2000، یک وسیله نقلیه لوکس تر به حدود 2000 متر کابل برای کارکردن سیستم های الکترونیکی خود نیاز داشت.
روش اتصال سنسور دما و ماژول های مختلف که به اطلاعات آن نیاز دارند.
توجه داشته باشید که در این نوع اتصال، هر ماژول نیاز به اتصال فیزیکی به سنسور دما دارد، یعنی با افزایش تعداد لوازم جانبی و فناوری تعبیه شده، تعداد کابل ها نیز افزایش یافته و در عرض ده سال میزان کابل‌ها می‌توانند خودرو را به یک کلاف کابلی تبدیل کنند، این امر گنجاندن فناوری‌های جدید را غیرممکن می‌کند.
مهندسی خودرو به دنبال جایگزینی برای تغییر این واقعیت بود و راه حلی پیدا کرد که در عین حال، میزان کابل ها، هزینه این ماده را کاهش داد و همچنین قابلیت اطمینان محصول را افزایش داد و در نهایت تشخیص را تسهیل کرد. از خرابی های احتمالی و در تعمیر سیستم ها، نام همه این ها Multiplexing است.
4. مالتیپلکسی
در پروژه‌های الکترونیک خودرو که از مالتی پلکس کردن توسعه یافته‌اند، تعداد کابل‌ها به طور متوسط از ۲۵۰۰ متر به ۱۰۰۰ متر در مقایسه با مدل قبلی، بدون شبکه مالتی پلکس کاهش یافت.
Multiplexing به معنای انتقال دو یا چند قطعه اطلاعات به طور همزمان، از طریق یک مسیر واحد، در مورد ما، از طریق کابل است.
Multiplexing امکاناتی را برای تکامل در زمینه الکترونیک روی برد ایجاد می کند، زیرا اصل عملکرد آن به طور قابل توجهی مقدار کابل ها، حسگرها، اتصالات و واحدهای کنترل را حذف می کند.
برای قیاس با اینترنت، برای جستجوی اطلاعات در یک سایت خاص، کاربر اینترنت باید ابزار فیزیکی (رایانه و اتصال)، دسترسی به ارائه دهنده و همچنین یک کد دسترسی به نام آدرس الکترونیکی داشته باشد.
سپس اتصال سنسور دما را نمایش می دهد، اما این بار طبق برنامه مالتی پلکسی.
در این پیکربندی، فقط نیاز به یک اتصال فیزیکی بین سنسور دما و ماژول موتور وجود دارد، زیرا اطلاعات دما از طریق گذرگاه به ماژول‌های دیگر در دسترس خواهد بود، که تعداد سنسورها را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد. و کابل.
4.1 دروازه
در یک وسیله نقلیه، شبکه چندگانه از طریق یک "دروازه" مرکزی الکترونیکی به هم متصل می شود، که می تواند ماژول بدنه یا ماژول پانل باشد، برای مثال، که اطلاعات شبکه را از حسگرها، محرک ها و کنترل دریافت، پردازش و توزیع می کند. واحدها
این سوئیچ الکترونیکی را می توان با یک ارائه دهنده اینترنت مقایسه کرد. اطلاعاتی که از واحدهای کنترل به دست می‌آید کدگذاری می‌شود، یعنی با آدرس الکترونیکی اینترنت مقایسه می‌شود، گویی که واحدهای کنترل از طریق یک سنسور (وب‌سایت)، از طریق واحد کنترل الکترونیکی (ارائه‌دهنده اینترنت) به اطلاعات دسترسی پیدا کرده‌اند. مسئولیت انتشار کد دیجیتال (آدرس الکترونیکی) را بر عهده بگیرید.
مسیرهای ارتباطی شبکه مالتی پلکس می تواند از کابل های مسی، فیبر نوری، امواج رادیویی و غیره ساخته شود که از طریق آنها سیگنال های الکتریکی (ولتاژ، جریان)، امواج الکترومغناطیسی یا نور حرکت می کنند.
شکل زیر جزئیات ماژول با عملکرد دروازه را نشان می دهد.
توجه داشته باشید که در ماژول گیت‌وی، علاوه بر منبع تغذیه مثبت و منفی، مشترک سایر ماژول‌ها، فرستنده گیرنده B-CAN را برای دریافت شبکه CAN با سرعت کم و فرستنده F-CAN به با شبکه CAN پرسرعت ارتباط برقرار کنید.ماژول دروازه امکان تبادل اطلاعات بین شبکه های کم سرعت و بالا را فراهم می کند.
5. تکامل سیستم
اجزای زیادی در یک وسیله نقلیه وجود دارد که برای انتقال آنها به اطلاعات سایر منابع متکی هستند. شبکه ارتباط داده، وسیله ای امن و مقرون به صرفه برای اتصال اجزای مختلف خودرو فراهم می کند تا با یکدیگر «صحبت کنند» و اطلاعات را به اشتراک بگذارند
تنوع اجزایی که اطلاعات را با یکدیگر مبادله می کنند تا خودرو با سیستم های مختلفش به درستی کار کند.
⦁ انواع معماری
⦁ در مرکز
هنگامی که برنامه های خاصی را تجزیه و تحلیل می کنیم، یک ECU واحد را می یابیم که مسئول دریافت تمام سیگنال های ورودی (مانند سنسورها و سوئیچ های فرمان)، پردازش آنها و فرمان دادن به خروجی های کنترل سیستم مربوطه (مانند محرک ها و رله ها) است.
Logo ساختار این نوع پیوند بین اجزا را نمایش می دهد.
⦁ معمولی یا همتا به همتا
سیستم کنترل معمولی نقطه به نقطه انجام می شود، یعنی هر ماژول باید به همه ماژول های دیگر خودرو متصل شود تا با یکدیگر "صحبت" کنند و اطلاعات را به اشتراک بگذارند. معرفی دقیق وسیله نقلیه ای که با این شکل ارتباطی کار می کند.
⦁ معماری توزیع شده (اتوبوس)
می توان در یک سیستم کنترل از چندین ماژول کنترل به هم پیوسته استفاده کرد و اجرای عملکردهای مختلف موجود در خودرو را بین آنها تقسیم کرد.
A نمودار شماتیکی را نشان می دهد که این مفهوم معماری را نشان می دهد.
6. مزایای معماری توزیع شده (اتوبوس)
این نوع معماری چندین مزیت دارد.
صنعت خودرو یکی از ذینفعان بزرگ این فناوری است که منجر به کاهش وزن، مدیریت ترافیک اطلاعات، سرگرمی، سهولت تشخیص و نگهداری و طیف وسیعی از عملکردهای راحتی، راحتی و ایمنی کاربر نهایی شده است.شکل، معماری توزیع شده از کانکتور تشخیصی را نشان می دهد که به دروازه ای می رسد که به شبکه های پرسرعت (F-CAN) و کم سرعت (B-CAN) متصل می شود و تبادل اطلاعات بین ماژول های مختلف را ارتقا می دهد.
7. جزئیات شبکه با سرعت بالا CAN BUS
شبکه CAN پرسرعت (شبکه منطقه کنترلر) نمونه خوبی از یک شبکه ارتباطی داده بین ماژول های کنترلی است که برای عملکرد خودرو حیاتی هستند.
این شبکه از دو کابل در هم تنیده تشکیل شده است، همانطور که در شکل بالا نشان داده شده است، پیکربندی کافی برای جلوگیری از تداخل میدان های مغناطیسی، حفاظت لازم برای قطعات الکترونیکی حساس به چنین تداخلی.
در صورت تعمیر، باید مشخصات حداقل 10 دور در هر 31 سانتی متر که در هر مکانی در طول کابل اندازه گیری شود، رعایت شود. قطر خارجی کابل های بافته نباید از 6 میلی متر تجاوز کند.
مقاومت های انتهای خط
برخی از معماری های شبکه CAN دارای دو بلوک مقاومت (پایان یا انتهای خط) با مقادیر 120 اهم (یا به صورت سری، 60+60 اهم) هستند که به شبکه متصل می شوند تا انتشار کامل را تضمین کنند. سیگنال های الکتریکی روی کابل های شبکه.
این مقاومت ها، یکی در هر انتهای شبکه، انعکاس سیگنال ها را در BUS داده و عملکرد صحیح شبکه CAN را تضمین می کنند و نویز را حذف می کنند.
امکان بررسی سریع تداوم شبکه با اندازه‌گیری مقاومت بین کابل‌های CAN-High (CAN-High) و CAN-Low (CAN-Low) بدون وجود ولتاژ در شبکه وجود دارد. واحدهای کنترل متصل هستند.
اندازه‌گیری مقاومت بین پایه‌های 6 (CAN - زیاد) و پایه 14 (CAN - کم) روی کانکتور عیب‌یابی، با ترمینال منفی باتری جدا شده، باید تقریباً 60 اهم باشد.
معرفی اندازه گیری انجام شده با مولتی متر روی پایه های 6 و 14 کانکتور تشخیصی با باس با پیوستگی کامل.
نکته مهم 1: برخی از معماری‌های شبکه ارتباطی از مقاومت‌های پایانی استفاده نمی‌کنند، بنابراین، ضروری است که تکنسین به دنبال دانستن جزئیات درباره سیستم خودرویی باشد که تشخیص را انجام می‌دهد.
پروتکل ارتباطی
برای برقراری ارتباط بین تمام عناصر شبکه چندگانه، لازم است یک زبان ارتباطی مشترک به نام پروتکل داده ایجاد شود.
پروتکل داده یا پروتکل ارتباطی همه قوانین ارتباط داده بین تجهیزات را تعریف می کند. این قوانین عبارتند از: حالت انتقال (آنالوگ یا دیجیتال)، نوع کد، آدرس، ترتیب ارسال، تشخیص خطا، اولویت اطلاعات و غیره.
پروتکل CAN یک پروتکل ارتباطی داده سریال همگام شده است. همگام سازی بین ماژول های متصل به شبکه در رابطه با شروع هر فریم راه اندازی شده به آن انجام می شود، رویدادی که در بازه های زمانی مشخص و منظم رخ می دهد.
پروتکل CAN در کاربردهای الکترونیکی تعبیه شده، همانطور که توضیح داده شد، به یک جفت هادی پیچ خورده به نام داده BUS نیاز دارد تا از تداخل الکترومغناطیسی مزاحم که از خود کابل گذرگاه داده یا از منابع دیگر در وسیله نقلیه مانند مدارهای برق ایجاد می شود، جلوگیری شود. ، جرقه، تلفن همراه یا رادیو.
هر یک از هادی های شبکه CAN دارای سطوح منطقی متفاوتی است که CAN-High (CAN_High) و CAN-Low (CAN_Low) نامیده می شود و بنابراین مجموع ولتاژها در هر زمان ثابت است و اثرات الکترومغناطیسی هر دو را به حداقل می رساند..
نمونه‌ای از رفتار سیگنال از کابل‌های پیچ خورده شبکه پرسرعت CAN را نشان می‌دهد.
طبق آنچه می بینیم، سیستم می تواند دو حالت مختلف را در نظر بگیرد: اگر تفاوت بین ولتاژهای CAN-High و CAN-Low برابر با صفر باشد، سیستم بیت 1 را فرض می کند و زمانی که اختلاف ولتاژ ولتاژ وجود دارد. برابر یا بزرگتر از 2 ولت است، بیت را 0 (صفر) فرض می کند.
درک این منطق عملیاتی ضروری است، زیرا می توانیم با مولتی متر یا اسیلوسکوپ بررسی کنیم که آیا شبکه به درستی کار می کند.
برای مثال، هنگام اندازه گیری ولتاژ در پایه های 6 و 14، مقادیر تقریبی زیر را خواهیم داشت که نشان دهنده یک شبکه کاملاً کارآمد است:
با مشاهده، می بینیم که ولتاژ روی پایه 6 (CAN-High) بالاتر از ولتاژ اندازه گیری شده در پایه 14 (CAN-Low) است که نشان دهنده عملکرد خوب شبکه است. به یاد داشته باشید که با مولتی متر نمی توانیم ولتاژ لحظه ای شبکه را اندازه گیری کنیم، زیرا این مقدار به سرعت تغییر می کند و مولتی متر نمی تواند این تغییرات را دنبال کند، نتیجه روی صفحه نمایش شما میانگینی از مقادیر است، زیرا به طور متوسط 4 کار می کند. اندازه گیری در ثانیه.
نکته مهم 2: برخی از سیستم ها فقط پس از نصب اسکنر در کانکتور عیب یاب، شبکه را "بیدار می کنند" یا فعال می کنند، بنابراین ضروری است که تعمیرکار ویژگی های خاص شبکه ارتباطی اعمال شده بر روی خودرو را بداند. که در حال انجام تجزیه و تحلیل است.
در قسمت دوم این مقاله، ویژگی‌های سیگنال شبکه پرسرعت CAN را با استفاده از اسیلوسکوپ ارائه می‌کنیم، علاوه بر آن، تشخیص‌های مختلف خرابی شبکه را از طریق موارد واقعی تجربه شده در کارگاه و نشان می‌دهیم. توسط شرکای ما در دسترس قرار گرفته است.
دفعه بعد می بینمت!!!
