در وسایل نقلیه امروزی، نیاز زیادی به اشتراک گذاری اطلاعات بین ماژول های الکترونیکی مختلف وجود دارد تا عملکرد عالی سیستم های مختلف آنها را ارتقاء بخشد. با این حال، این تنها از طریق مشارکت بین بوش و اینتل، که در سال 1987 پروتکل CAN-bus را برای صنعت خودرو توسعه داد، ممکن شد.
شبکه CAN – شبکه کنترلی یا شبکه کنترل‌کننده‌های منطقه، که به عنوان سیستم چندگانه نیز شناخته می‌شود، که با گردش اطلاعات زیادی بین سیستم‌های مختلف از طریق یک کانال انتقال داده، که توسط دو کابل انجام می‌شود، از فناوری الکتریکی قدیمی متمایز می‌شود..
کلمه BUS به توانایی حمل حجم زیادی از اطلاعات مربوط می شود. CAN-bus شبکه ای متشکل از چندین ماژول کنترل الکترونیکی است که با استفاده از داده های سریال با یکدیگر ارتباط برقرار می کنند.
شکل 1 استفاده از شبکه CAN را نشان می دهد و در این حالت فقط یک ماژول اطلاعات را از سنسورهای چرخش و دما (که با رنگ خاکستری مشخص شده است) دریافت می کند و از طریق شبکه به ماژول دیگر ارسال می کند.
عملیات سیستم
اگرچه هدف این مقاله توضیح دقیق نحوه عملکرد شبکه CAN نیست، اما قصد داریم نظرات مختصری را برای انجام تشخیص این روزنامه در ستون تکنیک ها بیان کنیم که در آن ویژگی های خاص وجود دارد. و ویژگی های این سیستم به صورت کاملا آموزشی توضیح داده شد.
پروتکل CAN بر اساس اصل چند استاد کار می کند، یعنی همه ماژول های الکترونیکی حق دسترسی یکسان به گذرگاه دارند و هیچ سرور یا مستر واحدی وجود ندارد. یکی از مزایای این نوع شبکه این است که اگر یکی از ماژول ها مشکل داشته باشد، بقیه به طور عادی به کار خود ادامه می دهند.
در حالی که یک واحد الکترونیکی اطلاعات را منتقل می کند، بقیه به سادگی این اطلاعات را در اتوبوس می خوانند. بنابراین، وقتی یکی «صحبت می‌کند»، دیگران «گوش می‌کنند». اگر اطلاعات برای یک ماژول مهم نباشد، گوش می دهد اما به خاطر نمی آورد. اگر اطلاعات برای یک ماژول مهم باشد، داده ها را می شنود و حفظ می کند. شکل زیر نمونه ای از معماری شبکه CAN، ماژول هایی که آن را تشکیل می دهند و رابط پیوند داده (DLC) را نشان می دهد.
شبکه های ارتباطی داده راهی ایمن و مقرون به صرفه را برای اجزای مختلف خودرو فراهم می کنند تا با یکدیگر «صحبت کنند» و اطلاعات را به اشتراک بگذارند.
شکل 3 و 4 به ترتیب پیکربندی یک سیستم الکترونیکی معمولی و یک سیستم الکترونیکی را نشان می دهد که از شبکه ارتباطی داده استفاده می کند.
توجه داشته باشید که استفاده از شبکه های ارتباطی داده در سیستم الکترونیک خودرو دارای مزایای زیر است:
• کاهش تعداد کابل؛
• کاهش وزن؛
• کاهش هزینه با حذف کابل‌ها، حسگرها و کانکتورها؛
• افزایش قابلیت اطمینان محصول؛
• تسهیل تشخیص و تعمیر؛
• مجاز به افزایش تعداد ماژول ها.
در عمل، سازندگان وسایل نقلیه اساساً از دو نوع اتوبوس استفاده می کنند: پرسرعت و کم سرعت، که در مقایسه با یکدیگر، به دلیل سرعت انتقال داده، ویژگی های سیگنال و رفتار، ماهیت متفاوتی دارند. تضمین تبادل سریع و کارآمد اطلاعات بین دستگاه ها.
شبکه CAN با سرعت کم
اتوبوس کم سرعت در برنامه هایی استفاده می شود که در آنها به سرعت داده بالا نیاز نیست، که امکان استفاده از اجزای کمتر پیچیده را فراهم می کند. معمولاً برای عملکردهای کنترل‌شده توسط اپراتور استفاده می‌شود که نیازهای زمان پاسخ کمتر از موارد مورد نیاز برای کنترل دینامیکی خودرو است.
شبکه داده سریال کم سرعت از یک گذرگاه تشکیل شده است که توسط یک سیم پشتیبانی می شود و یک درایو کمکی ولتاژ بالا دارد. در طول کارکرد خودرو، نمادهای داده (1 و 0) به صورت متوالی در سطح عادی 33.3 کیلوبیت بر ثانیه ارسال می شوند. برای برنامه نویسی کامپوننت، می توان از یک حالت ویژه با سرعت داده بالا 83.3 کیلوبیت بر ثانیه استفاده کرد.
شکل 5 سیگنال شبکه CAN با سرعت کم را با استفاده از اسیلوسکوپ نشان می دهد، سیگنال از طریق پین 1 اتصال دهنده پیوند داده (DLC) گرفته شده است.
شبکه CAN پرسرعت
شبکه CAN با سرعت بالا زمانی استفاده می شود که داده ها باید با سرعت کافی مبادله شوند تا تاخیر بین وقوع تغییر مقدار حسگر و دریافت این اطلاعات توسط یک دستگاه کنترل به حداقل برسد. از یک جفت کابل پیچ خورده تشکیل شده است که با نام های CAN-High و CAN-Low شناخته می شوند و در انتها، بین CAN-High و CAN-Low، مقاومت های پایانی 120 Ω یا دو مقاومت سری 60 Ω وجود دارد…
داده ها به صورت متوالی با سرعت 500 کیلوبیت در ثانیه ارسال می شوند. حالات منطقی با اختلاف ولتاژ بین CAN-High CAN-Low نشان داده می شود.
حالت منطقی '1' زمانی رخ می دهد که CAN-High و CAN-Low فعال نشده باشند. دو مدار سیگنال در یک ولتاژ هستند. اختلاف ولتاژ باید تقریباً 0 ولت باشد؛
حالت منطقی '0' زمانی رخ می دهد که CAN-High و CAN-Low فعال شوند. در این حالت مجموع ولتاژ آنها باید تقریباً 5 ولت باشد. در شکل بعدی مقاومت های پایانی و مقدار مقاومت بین CAN-High و CAN-Low را می بینیم.
شبکه CAN با سرعت بالا از کابل های به هم پیوسته همانطور که در شکل زیر نشان داده شده است برای جلوگیری از تداخل الکترومغناطیسی استفاده می کند که می تواند بر انتقال داده ها تأثیر بگذارد و باعث ناهنجاری های مختلف سیستم شود.
شکل بعدی سیگنال شبکه پرسرعت CAN را نشان می دهد که توسط یک اسیلوسکوپ از طریق پایه های 6 و 14 اتصال دهنده پیوند داده (DLC) دریافت می شود.
ویژگی اساسی سیگنال هایی که از کابل های CAN-High و CAN-low درهم می آیند، که به ترتیب با کانال های 1 (آبی) و 2 (قرمز) نشان داده می شوند، انعکاس بین آنها است. اگر این آینه‌کاری در کل قاب مشاهده نشود، نشان‌دهنده‌ی قوی خرابی در ارتباط بین ماژول‌ها است و در نتیجه کد عیب خاصی تولید می‌شود که تعمیرکار را در مراحل عیب‌یابی راهنمایی می‌کند.
اتصال پیوند داده (DLC)
رابط پیوند داده (DLC) یک کانکتور 16 حفره استاندارد شده است. طراحی و محل اتصال توسط یک استاندارد صنعتی دیکته می شود و شما باید موارد زیر را ارائه دهید:
• ترمینال 1- ترمینال ارتباطات با سرعت کم شبکه CAN؛
• ترمینال 2 - پایانه ارتباطی کلاس 2؛
• ترمینال 4 - ترمینال زمینی ابزار تشخیصی؛
• ترمینال 5 - ترمینال زمینی سیگنال مشترک؛
• ترمینال 6- ترمینال (+) گذرگاه داده سریال شبکه پرسرعت CAN؛
• ترمینال 14- ترمینال (-) گذرگاه داده سریال شبکه پرسرعت CAN؛
• پایانه 16- قدرت ابزار تشخیصی، ترمینال ولتاژ مثبت باتری.
شکل 9 محل قرارگیری پین روی کانکتور DLC را نشان می دهد.
کدهای خطا از نوع Uxxxx
این کدها برای تسهیل تشخیص و تعمیر شبکه های ارتباطی موجود در وسایل نقلیه در نظر گرفته شده است. آنها به شناسایی نقطه شروع برای تشخیص شبکه های CAN (سرعت بالا و پایین) کمک می کنند، از طریق آنها تعمیرکار قادر خواهد بود عملکرد کانکتورها و مهارهای الکتریکی را که بخشی از سیستم هستند تجزیه و تحلیل کند.
برای چند نمونه از کدهای نوع Uxxxx با معنی آنها شکل 10 را ببینید:
System Diagnostics
پس از تشریح شبکه‌های ارتباطی بین ماژول‌ها، رابط پیوند داده (DLC) و در نهایت کدهای خطای نوع Uxxxx، نوبت به اعمال روش‌های عیب‌یابی رسید تا به تعمیرکار در مواجهه با خرابی کمک کند. در این نوع سیستم
تشخیص با سرعت کم شبکه مولتی متر CAN از طریق کانکتور DLC
روش 1. با استفاده از یک اسیلوسکوپ در محدوده ولتاژ مستقیم (VDC)، اندازه گیری را روی پایه 1 اتصال دهنده پیوند داده (DLC) انجام دهید. پس از روشن کردن احتراق یا روشن کردن خودرو، مقدار ولتاژ سیگنال فعال می شود و حدود 4.0 ولت خواهد بود و ممکن است کمی بیشتر از این مقدار باشد، همانطور که در شکل 11 نشان داده شده است.
روش 2. با استفاده از یک مولتی متر در مقیاس ولتاژ پیوسته (VDC)، احتراق را روشن کنید یا خودرو را روشن کنید و بین پایه های 1 و 5 در رابط پیوند داده اندازه گیری کنید. (DLC)، مقدار یافت شده باید بین 1.8 تا 2.5 ولت باشد.
شکل های 12 و 13 به ترتیب اتصال کابل های مولتی متر به کانکتور DLC و مقدار ولتاژ نمایش داده شده بر روی نمایشگر آن را نشان می دهند.
تشخیص با مولتی متر CAN شبکه سرعت بالا از طریق کانکتور DLC
برای انجام تشخیص شبکه CAN با سرعت بالا، با استفاده از یک مولتی متر، دو اندازه گیری روی کانکتور DLC انجام می شود که در زیر توضیح داده می شود:
اولین اندازه گیری - پیکربندی مولتی متر برای اندازه گیری مقاومت الکتریکی و سپس قرار دادن پروب های آن در پایه های 6 و 14 کانکتور DLC، مقدار یافت شده باید حدود 60 اهم باشد، اما ، اگر هر گونه ناهنجاری در سیستم وجود داشته باشد، این مقدار حدود 120 اهم خواهد بود، که یک مدار باز را در جایی در شبکه شناسایی می کند.
توجه: این اندازه گیری باید با قطع باتری خودرو انجام شود، در غیر این صورت مولتی متر آسیب می بیند و/یا مقداری متفاوت از مقدار مشخص شده نمایش داده می شود و در نتیجه باعث خطا در تشخیص می شود.
همانطور که در شکل های 14، 15 و 16 در زیر نشان داده شده است:
اندازه گیری دوم - با احتراق خاموش، ولتاژ پایه های 6 و 14 کانکتور DLC را اندازه گیری کنید، ببینید آیا مقادیر یافت شده عملاً یکسان هستند یا خیر. اختلاف ولتاژ بین آنها باید تقریباً 0 ولت باشد.اکنون با احتراق روشن، بررسی کنید که مجموع ولتاژهای موجود در پایه‌های 6 و 14 تقریباً 5 ولت باشد.
اگر این مقدار پیدا نشد، نشانه ای از معیوب بودن شبکه پرسرعت CAN است.
شکل های بعدی، اتصال پروب های مولتی متر به کانکتور DLC و مقدار ولتاژ نمایش داده شده روی نمایشگر را با جزئیات نشان می دهد.
با احتراق خاموش - با رعایت مقادیر ولتاژ از پایه های 6 و 14، مقدار ولتاژ یکسانی دارند، یعنی 2.1 ولت و تفاوت بین آنها 0 ولت است؛ نشان می دهد که سیستم به خوبی کار می کند (عکس های 17 تا 20).
با احتراق روشن - با تجزیه و تحلیل مقادیر یافت شده، می بینیم که مجموع آنها تقریباً 5 ولت بوده است. تأیید اینکه سیستم در وضعیت کار عالی است (عکس‌های 21 تا 24).
برای همه این ایده‌های ارائه شده، مشاهده می‌کنیم که ظهور شبکه‌های وسایل نقلیه نقطه عطفی واقعی در صنعت خودرو بود، زیرا توسعه فناوری وسایل نقلیه فعلی را فراهم کرد.همچنین شاهد عملکرد آن، انواع معماری پایه و همچنین کدهای خطای خاص این سیستم بودیم. و مهمتر از همه، ما روش های تشخیصی را ارائه می دهیم و سعی می کنیم در هنگام مواجهه با خرابی های این سیستم در کار روزمره تعمیرکار، زندگی را تا حد امکان برای تعمیرکار آسان کنیم.
دفعه بعد می بینمت.
