Мультиплексная проводка автомобиля – что такое Смарт-коннект и нужен ли он, а также подключение и зачем используется Smart-Connect при установке

Содержание

11.4. Мультиплексная система проводки

Развитие электроники позволяет значительно упростить схему бортовой сети автомобиля, сократить число жгутов и снизить массу соединительных проводов. Мультиплексная система проводки предусматривает подведение ко всем уст­ройствам, входящим в систему, двух общих шин — силовой, по которой к потре­бителям подводится «плюс» питающей сети, и управляющей, по которой прохо­дит сигнал на включение или выключение, зашифрованный в двоичном коде. Сигнал формируется в мультиплексоре при нажатии соответствующего выклю­чателя. Демультиплексор потребителя, получив сигнал, расшифровывает его и, если он соответствует коду включения этого потребителя, подключает его к пи­тающей сети. Подобным же образом происходит отключение потребителей.

Электронный блок осуществляет синхронизацию прохождения сигналов.

Управляющая шина может представлять собой световод в системе оптиче­ской связи. В этом случае управляющий сигнал преобразуется из электрическо­го в световой.

11.5. Техническое обслуживание бортовой сети

Нарушение электропроводки на автомобиле чревато весьма серьезными пос­ледствиями, вплоть до возникнования пожара. Поэтому при эксплуатации сле­дует соблюдать некоторые правила — не допускать попадания на жгуты, соеди­нители, отдельные провода воды, масла, топлива или электролита, периодиче­ски очищать изоляцию проводов от грязи, проверять проводку на наличие нару­шения изоляции и изолировать поврежденные места, либо заменять повреж­денный провод, предотвращать контактирование проводов с нагретыми дета­лями двигателя, проверять затяжку винтовых соединений, наличие коррозии на них, а также в штекерных соединениях.

Многократное рассоединение штекерных соединений может привести к паде­нию напряжения в них. Поэтому рассоединять лишний раз штекерное соедине­ние не следует. Все соединения должны быть помещены в защитные чехлы.

При отказе в работе потребителя прежде всего следует убедиться, нет ли на­рушения его питающей линии. Для этого следует замерить напряжение на по­требителе вольтметром. Место обрыва провода или любого другого элемента цепи можно определить его шунтированием. Для этого конец дополнительного провода соединяют с выводом потребителя, а второй конец подсоединяют пос­ледовательно к разъемам цепи, двигаясь по направлению к источнику тока. Включение потребителя в работу фиксирует нарушение контакта в цепи, шун­тируемой дополнительным проводом. Следует проверить также соединение по­требителя с «массой». Место обрыва подобным способом можно определить контрольной лампой, вольтметром или замером сопротивления тестером. В ос­новном нарушение электропроводки происходит из-за нарушения контакта в штекерных соединениях, поэтому желательно периодически проверять падение напряжения в них.

В местах крепления проводов скобами, у острых металлических кромок, в ме­стах оголения наконечников возможны замыкания проводов на «массу». Место короткого замыкания можно определить замером сопротивления тестером. При срабатывании предохранителя прежде всего следует выяснить причину сраба­тывания, и лишь потом заменять предохранитель.

В плавких предохранителях запрещается устанавливать нестандартные вставки, запрещается также принудительно удерживать кнопку биметалличе­ского предохранителя при проверке цепи на короткое замыкание, так как пере­грев может привести к потере упругих свойств биметалла.

Проверку реле или контакторов можно произвести, подсоединив контрольную лампу через их контакты и подведя напряжение к обмотке. Погасание при этом лампы у реле с размыкающими контактами или загорание у реле с замыкающи­ми контактами фиксирует исправное состояние. Подгорание контактов реле или контакторов можно устранить, зачистив их мелкой шкуркой и промыв бензином или спиртом.

Предметный указатель

Электрооборудование автомобилей 2

Электропроводка автомобиля

просмотров 9 661 Google+

Однопроводная схема

Электропроводка автомобиля выполняется по так называемой однопроводной схеме, то есть к потребителям питание подходит по одному плюсовому проводу. Вторым, минусовым, проводом при этом является корпус автомобиля. Но последнее время в автомобилестроении применяется всё больше и больше пластика. По этому к потребителям сейчас уже подходит не один, а два провода, при этом минусовой провод крепится к кузову автомобиля в ближайшем месте.

На старых автомобилях электропроводка представляла собой провода, проходящие по всему автомобилю обмотанный лентой и собранных в пучок. В настоящее время электропроводка автомобиля состоит из нескольких частей проложенных в разных частях автомобиля. Соединяются эти части на разных автомобилях по разному, но в основном по средствам штекерных разъёмов непосредственно между собой. Так же есть способ соединения всех частей вместе на блоке предохранителей или монтажном блоке. Эти способы соединения могут применяться совместно.

Особенности электропроводки большегрузных автомобилей

На большинстве автомобилей проводка состоит из, так называемых, круглых жгутов. Эти жгуты образуются путём сбора отдельных проводов в один жгут перемотанный изолентой, киперной лентой или другим материалом. Современные жгуты укладываются в гофрированные пластиковые трубки, что несколько лучше защищает от повреждения изоляции. Кроме круглых жгутов применяются плоские жгуты. В этом случае провода укладываются на основу в виде полосы и сверху заклеивается ещё одной полосой, чаще прозрачной. Такие жгуты к сожалению не получили широкого распространения, хотя они очень удобны в ремонте электропроводки автомобиля и не имеют больших последствий при сгорании изоляции из-за короткого замыкания в проводе.

Мультиплексная проводка

Развитие электроники позволило отказаться от применения отдельных проводов, соединяющих органы управления и потребители. Не так давно появилась мультиплексная система электропроводки. Она представляет собой две шины, соединяющие все потребители и органы управления. Одна из них имеет большое сечение и по ней подходит питание ко всем приборам. Вторая имеет не большое сечение и по ней проходит управляющий сигнал от органов управления на включение или выключение того или иного потребителя. При воздействии на любой выключатель его мультиплексор формирует сигнал на включение или выключение соответствующего потребителя зашифрованный двоичным кодом. Проходя по управляющей шине код улавливается демультиплексором, расшифровывается им, и если он соответствует данному потребителю, то он включается или выключается. В этой системе есть ещё один электронный блок осуществляющий синхронизацию прохождения сигналов. В качестве управляющей шины может быть применён световод. В этом случае сигнал передаётся при помощи световых импульсов.


«Если Вы заметили ошибку в тексте, пожалуйста выделите это место мышкой и нажмите CТRL+ENTER»

admin 11/10/2012«Если Вы заметили ошибку в тексте, пожалуйста выделите это место мышкой и нажмите CTRL+ENTER» «Если статья была Вам полезна, поделитесь ссылкой на неё в соцсетях»

Автомобильная проводка — Госстандарт

Однопроводная схема

Электропроводка автомобиля выполняется по так называемой однопроводной схеме, то есть к потребителям питание подходит по одному плюсовому проводу. Вторым, минусовым, проводом при этом является корпус автомобиля. Но последнее время в автомобилестроении применяется всё больше и больше пластика. По этому к потребителям сейчас уже подходит не один, а два провода, при этом минусовой провод крепится к кузову автомобиля в ближайшем месте.

На старых автомобилях электропроводка представляла собой провода, проходящие по всему автомобилю обмотанный лентой и собранных в пучок. В настоящее время электропроводка автомобиля состоит из нескольких частей проложенных в разных частях автомобиля. Соединяются эти части на разных автомобилях по разному, но в основном посредством штекерных разъёмов непосредственно между собой. Так же есть способ соединения всех частей вместе на блоке предохранителей или монтажном блоке. Эти способы соединения могут применяться совместно.

Типы жгутов

На большинстве автомобилей проводка состоит из, так называемых, круглых жгутов. Эти жгуты образуются путём сбора отдельных проводов в один жгут перемотанный изолентой, киперной лентой или другим материалом. Современные жгуты укладываются в гофрированные пластиковые трубки, что несколько лучше защищает от повреждения изоляции. Кроме круглых жгутов применяются плоские жгуты. В этом случае провода укладываются на основу в виде полосы и сверху заклеивается ещё одной полосой, чаще прозрачной. Такие жгуты к сожалению не получили широкого распространения, хотя они очень удобны в ремонте электропроводки автомобиля и не имеют больших последствий при сгорании изоляции из-за короткого замыкания в проводе.

Мультиплексная проводка

Развитие электроники позволило отказаться от применения отдельных проводов, соединяющих органы управления и потребители. Не так давно появилась мультиплексная система электропроводки. Она представляет собой две шины, соединяющие все потребители и органы управления. Одна из них имеет большое сечение и по ней подходит питание ко всем приборам. Вторая имеет не большое сечение и по ней проходит управляющий сигнал от органов управления на включение или выключение того или иного потребителя. При воздействии на любой выключатель его мультиплексор формирует сигнал на включение или выключение соответствующего потребителя зашифрованный двоичным кодом. Проходя по управляющей шине код улавливается демультиплексором, расшифровывается им, и если он соответствует данному потребителю, то он включается или выключается. В этой системе есть ещё один электронный блок осуществляющий синхронизацию прохождения сигналов. В качестве управляющей шины может быть применён световод. В этом случае сигнал передаётся при помощи световых импульсов.

Общие характеристики автомобильной проводки

Для выполнения бортовой сети низкого напряжения на автомобилях применяют многожильные провода марки ПГВА (провод гибкий в полихлорвиниловой изоляции, автомобильный) с различной расцветкой. Полихлорвиниловая изоляция — эластичная, не разрушается нефтепродуктами, хорошо противостоит истиранию и надежна в работе при температуре от —40 до +50 С. Разнообразная расцветка проводов необходима для нахождения их на всем протяжении в оплетенном пучке, определения проводов при монтаже и при выявлении их неисправностей.

Сечения проводов, применяемых в электрических сетях автомобилей, рассчитывают и выбирают по допустимой плотности тока из условий максимально допустимого нагрева проводов (температура нагрева не должна превышать 60 °С) и по допустимому падению напряжения в проводе данного потребителя. Для потребителей небольшой мощности сечение проводов не рассчитывается, а берется минимальным (0,5—1,0 мм2), исходя из соображений механической прочности.

Провода являются одним из уязвимых мест в электрооборудовании автомобиля и при недостаточно надежном креплении их возникают различные неисправности в системах, отдельных приборах и аппаратах. Провода должны крепиться плотно, так как при тряске их изоляция в местах крепления быстро перетирается, что является причиной замыкания проводов на корпус автомобиля.

Провода являются одним из уязвимых мест в электрооборудовании автомобиля и при недостаточно надежном креплении их возникают различные неисправности в системах, отдельных приборах и аппаратах. Провода должны крепиться плотно, так как при тряске их изоляция в местах крепления быстро перетирается, что является причиной замыкания проводов на корпус автомобиля.

При креплении к зажимам нельзя допускать натяжения проводов, иначе вследствие вибрации может произойти их обрыв, но нельзя допускать и большого их провисания.

Для удобства монтажа провода группируют в пучки и оплетают хлопчатобумажной изоляцией. Пучки проводов на кабине и раме автомобиля крепят при помощи металлических скоб, под внутреннюю поверхность которых во избежание перетирания изоляции подкладывают мягкие прокладки из резины, плотной ткани или другого материала.

Наконечники проводов должны быть хорошо облужены и очищены. При креплении наконечника провода к зажиму следует установить наконечник на зажим, поставить луженую контактную, а затем пружинящую шайбы и только потом затянуть крепление. При таком креплении уменьшается падение напряжения в местах соединения проводников и предотвращается самоотвертывание.

На автомобилях  для удобства соединения проводов между собой и подсоединения их к зажимам электрических машин, аппаратов и приборов электрооборудования применяются разъемные соединения на различное количество контактов. Гильзы и штифты разъемных соединений выполняются пружинящими, с продольными прорезями, что обеспечивает надежные контакты в цепях бортовой сети электрооборудования автомобиля. 

 

 

Мультиплексные системы автомобилей — PDF Free Download

Интерфейсы системы ParsecNET

Интерфейсы системы ParsecNET Интерфейсы системы ParsecNET Общие положения Данный документ адресован в первую очередь проектировщикам и монтажникам с целью обеспечить на этапах проектирования и монтажа систем выполнение условий для

Подробнее

14.6 Цифровая шина данных CAN

14.6 Цифровая шина данных CAN 14.6 Цифровая шина данных CAN Цифровая шина данных CAN Общие сведения Порядок обмена данными по шине CAN В Датчик 1 CAN Шина обмена данными М Исполнительные элементы I III (сервомеханизмы) N Блоки управления/контроллеры

Подробнее

PW-5000 Основная плата контроллера

PW-5000 Основная плата контроллера PW-5000 Основная плата контроллера Инструкция по установке PW5KIC Security House Export Основная плата контроллера PW-5000 Введение Основная плата контроллера PW5KIC (рис. ) является главным элементом

Подробнее

Возможность использования ресурсов

Возможность использования ресурсов Лекция 2 Возможность использования ресурсов Связь компьютера с периферийными устройствами Интерфейс в широком смысле формально определенная логическая и физическая границы между взаимодействующими независимыми

Подробнее

МАЯК-ВВ 304С ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ

МАЯК-ВВ 304С ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ МАЯК-ВВ 304С ТЕХНИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ 2 СОДЕРЖАНИЕ 1 НАЗНАЧЕНИЕ…3 2 ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ СОСТАВ…4 3 ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ…5 4 УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ…6 ПРИЛОЖЕНИЕ А…7 ПРИЛОЖЕНИЕ Б…8 ПРИЛОЖЕНИЕ

Подробнее

Интерфейс RS-485: описание, подключение

Интерфейс RS-485: описание, подключение Интерфейс RS-485: описание, подключение Стандарт RS-485 это номер стандарта, впервые принятого Ассоциацией электронной промышленности (EIA). Cейчас этот стандарт назывется TIA/EIA-485 Electrical Characteristics

Подробнее

МАРАФОН CAN-технология

МАРАФОН CAN-технология МАРАФОН CAN-технология http://can.marathon.ru Обучение современным технологиям автоматизации и CANтехнология. Учебный комплект для освоения СAN/CANopen Чепурнов Александр Сергеевич [email protected] CAN-технология

Подробнее

Драйвер (декодер) DMX512 LM-C002

Драйвер (декодер) DMX512 LM-C002 применяется для управления различными светодиодными изделиями (линейками, лентами, модулями, и т д). Драйвер преобразовывает цифровой сигнал стандарта DMX 512 в аналоговый сигнал. Драйвер имеет три независимых

Подробнее

С мультиплексной сетью

Техническая нота 3654A XCXX Базовый документ Руководство по ремонту 325 С мультиплексной сетью ДИАГНОСТИКА МУЛЬТИПЛЕКСНОЙ СЕТИ 77 11 315 593 Выпуск 2 — МАЙ 2002 г. EDITION RUSSE «Методы ремонта, рекомендуемые

Подробнее

В, постоянное код типа устройства

В, постоянное код типа устройства Контроллер объекта КО предназначен для двухстороннего преобразования интерфейса подключения к внешней системе сбора данных Ethernet в интерфейс подключения объектового оборудования RS-485 и имеет встроенные

Подробнее

RS485 MODBUS Модуль 8TR

RS485 MODBUS Модуль 8TR Расширяющий модуль 8 симисторовых выходов Версия 1.1 04.11.2013 сделано для Благодарим Вас за выбор нашего продукта. Эта инструкция облегчит Вам правильное эксплуатацию описываемого устройства. обслуживание

Подробнее

Рекомендации по установке

Рекомендации по установке модели BT-82 Standard BT-82 Optimal Рекомендации по установке Содержание Общие положения………………………………………………. 3 Подключение к электрооборудованию автомобиля……………….

Подробнее

Коммуникационный модуль СЕРЕБРУМ

Коммуникационный модуль СЕРЕБРУМ Общество с ограниченной ответственностью «Торговый дом «СЕРЕБРУМ» УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор ООО «ТД «СЕРЕБРУМ» Т.Ю. Муравьева СЕРЕБРУМ KNOT Руководство по эксплуатации Санкт-Петербург, 2019 г. Содержание

Подробнее

TOYOTA AURIS (КОМПЛЕКТАЦИЯ SMART ENTRY, АКПП).

TOYOTA AURIS (КОМПЛЕКТАЦИЯ SMART ENTRY, АКПП). Подключение и установка системы тревожной сигнализации транспортного средства Scher-Khan Magicar 10 на автомобиль TOYOTA AURIS (КОМПЛЕКТАЦИЯ SMART ENTRY, АКПП). Оглавление: Устанавливаемые компоненты:…

Подробнее

TOYOTA AURIS (КОМПЛЕКТАЦИЯ SMART ENTRY, АКПП).

TOYOTA AURIS (КОМПЛЕКТАЦИЯ SMART ENTRY, АКПП). Подключение и установка системы тревожной сигнализации транспортного средства Scher-Khan Magicar 9 на автомобиль TOYOTA AURIS (КОМПЛЕКТАЦИЯ SMART ENTRY, АКПП). Оглавление: Устанавливаемые компоненты:…

Подробнее

RS485 MODBUS Модуль 6TE

RS485 MODBUS Модуль 6TE Версия 1.3 05.11.2013 сделано для Благодарим Вас за выбор нашего продукта. Эта инструкция облегчит Вам правильное эксплуатацию описываемого устройства. обслуживание и исправную Информация включенная в

Подробнее

Протоколы передачи данных Лекция 7

Протоколы передачи данных Лекция 7 Протоколы передачи данных Лекция 7 Структура лекции Модуляция сигнала Модель OSI Протокол передачи данных RS-485 RS-232 HART 2 Немного теории из курса физики и информатики 3 Модуляция Модуляция сигнала

Подробнее

Инструкция. Подключение к CAN-шине

Инструкция. Подключение к CAN-шине Требуемые инструменты, приборы, материалы Для подключения терминала GalileoSky (далее — терминал) к CAN-шине транспортных средств (далее — ТС) необходимо иметь: 1. Электромонтажный инструмент. Рисунок

Подробнее

Преобразователь интерфейса RS-232 в RS-485

Преобразователь интерфейса RS-232 в RS-485 Преобразователь интерфейса RS-232 в RS-485 Руководство пользователя DA-70161 I. Краткое описание Для осуществления дистанционного обмена цифровыми данными между компьютерами с преобразователями с различными

Подробнее

RS485 MODBUS Module 16I

RS485 MODBUS Module 16I RS485 MODBUS Module 16I Версия 1.1 05.11.2013 сделано для Благодарим Вас за выбор нашего продукта. Эта инструкция облегчит Вам правильное эксплуатацию описываемого устройства. обслуживание и исправную

Подробнее

RS485 MODBUS Модуль 6RO

RS485 MODBUS Модуль 6RO сделано для Благодарим Вас за выбор нашего продукта. Эта инструкция облегчит Вам правильное эксплуатацию описываемого устройства. обслуживание и исправную Информация включенная в данной инструкции были

Подробнее

Описание системы LanDrive

Описание системы LanDrive Описание системы LanDrive LanDrive — это универсальная классическая шинная распределенная система управления. Предназначена для управления внутренним и уличным освещением, силовыми нагрузками, электроприборами,

Подробнее

Обмен данными посредством шины CAN II

Обмен данными посредством шины CAN II Сервис Пособие по программе самообразования 269 Обмен данными посредством шины CAN II Шина данных CAN силового агрегата Шина данных CAN системы «Комфорт» и информационно-командной системы Ввиду применения

Подробнее

RS485 MODBUS Модуль 8AO

RS485 MODBUS Модуль 8AO Расширяющий модуль 8 аналоговых выходов сделано для Благодарим Вас за выбор нашего продукта. Эта инструкция облегчит Вам правильное эксплуатацию описываемого устройства. обслуживание и исправную Информация

Подробнее

RS485 MODBUS Модуль 8I8O

RS485 MODBUS Модуль 8I8O Расширяющий модуль 8 цифровых входов, 8 цифровых выходов Версия 1.2 05.11.2013 сделано для Благодарим Вас за выбор нашего продукта. Эта инструкция облегчит Вам правильное эксплуатацию описываемого устройства.

Подробнее

Автомобильные мультиплексные системы передачи информации — Студопедия.Нет

За последние 20 лет значительно возросла сложность автомо­бильной электропроводки. Сегодня разработка и изготовление автомобильного жгута проводов является проблемой из-за его размеров и массы. В современном автомобиле может быть более 1200 отдельных проводов. Большое число проводов и соединений ухуд­шает надежность. По стоимости автомобильный жгут проводов за­нимает четвертое место после кузова, двигателя и трансмиссии.

Растет число систем автомобиля, имеющих автотронное управле­ние, таких как:

— управление двигателем;

— антиблокировочные системы;

— управление коробкой передач;

— управление клапанами;

— активная подвеска и т.д.

Эти системы в той или иной степени связаны друг с другом. Выходные сигналы некоторых датчиков могут использоваться не­ сколькими электронными системами. Можно применять один компьютер для управления всеми автомобильными системами (но на текущий момент и в ближайшем будущем это экономически нецелесообразно). Начинает претворяться в жизнь другое техниче­ское решение, когда контроллеры отдельных ЭБУ связываются друг к другом коммуникационной шиной для обмена данными. Датчики и исполнительные механизмы, подключенные к данной шине через специальные согласующие устройства, становятся до­ступными для всех ЭБУ. Это решение представляет собой лока­льную вычислительную сеть (ЛВС) на борту автомобиля.

Термин «мультиплексный» широко используется в автомо­бильной промышленности. Обычно его относят к последователь­ным каналам передачи данных между различными электронными устройствами автомобиля. Несколько проводов, по которым пере­ даются управляющие сигналы, заменяются шиной для обмена данными. Уменьшение количества проводов в электропроводке автомобиля — одна из причин разработки мультиплексных систем. Другая причина — необходимость объединения в ЛВС контролле­ров различных ЭБУ для эффективной работы и диагностики.

Мультиплексные системы значительно отличаются от обычных:

1) в обычных системах электропроводки информация и питание передаются по одним и тем же проводам. В мультиплексных си­стемах сигналы и электропитание разделены;

2) в мультиплексных системах управляющие ключи непосред­ственно не включают и не выключают электропитание нагрузок;

3) в некоторых случаях электронная схема узла должна посто­янно считывать состояние управляющего ключа, даже когда боль­шая часть электрооборудования обесточена. Например, положение ключа центрального замка дверей должно определяться и при пар­ковке, когда многие системы выключены из соображений энерго­сбережения. Любая промышленная сеть, в том числе автомобильная, пред­ставляет собой совокупность датчиков, исполнительных механиз­мов, вычислительных устройств и органов управления, объединен­ных системой передачи данных и взаимодействующих по правилам, задаваемым протоколом. Протокол — центральный элемент, опреде­ляющий характеристики и возможности связанных им систем.

SAE разделяет автомобильные сети на три класса: А, В и С, от­личающиеся скоростью передачи данных и областями применения (таблица 2.4). Причем к сетям класса С предъявляются особо жесткие требования, поскольку они по одному каналу связи обслуживают наиболее ответственные системы автомобиля, а передаваемые по ним сообщения могут быть как периодическими, так и случайны­ ми. Такие сети должны быть не только надежными и защищенны­ми от внешних воздействий, но и обеспечивать возможность расстановки приоритетов различным сообщениям, сигнализировать об ошибках в передаче управляющих сигналов, иметь скорость реакции на важное сообщение определенной длительности.

 

Таблица 2.4 Классификация автомобильных сетей

Класс сети Скорость передачи Область применения данных
A 10 кбит/с Системы комфорта
B 10-125 кбит/с Самодиагностика
C 125 кбит/с–1 Мбит/с Системы управления двигателем, тормозами, коробкой передач, АБС и т.д.

 

Автомобильные системы, независимо от их класса, могут выпол­няться (и выполняются) по одной из трех топологических схем сетей: «звезда», «кольцо» и «шина» (рисунок 2.4а).

Рисунок 2.4а – Топологические схемы автомобильных мультиплексных систем: а – звезда; б – кольцо; в – шина.

В схеме «звезда» есть центральный узел, связанный с каждым устройством системы отдельным каналом связи, т.е. для связи двух или более таких устройств необходимо, чтобы информация прошла через «центр». Плюс у схемы один — простота протоколов обмена информацией, недостатков, к сожалению, гораздо больше, и они явно перекрывают этот плюс. В их числе: большое время задержки и значительное число проводов; ограниченное число коммутируемых устройств; низкая надежность из-за наличия цен­ трального узла. Схема используется редко.

В схеме «кольцо» все устройства равноправны, так как после­довательно объединены в кольцо. Значит, передаваемые сигналы должны проходить по нескольким звеньям, этим обусловлены и недостатки схемы: потеря работоспособности при разрыве цепи или выходе из строя одного устройства; большая задержка и ее увеличение при добавлении нового звена.

Схема «шина» позволяет устройствам функционировать в об­щей среде передачи данных, используя широковещательную пере­дачу; не требует доработок при подключении дополнительных устройств; в ней возможна реализация любого типа доступа к сре­де передачи данных, а время их передачи невелико. Самая важная задача протокола здесь – решение вопросов доступа в среду пере­дачи данных.

Очевидно, что для автомобиля предпочтительнее именно эта схема: она экономит провода, обеспечивает высокую надежность системы управления.

Схема «шина» реализует доступ трех типов: основной узел по определенным правилам опрашивает дочерние узлы; получив от синхронизирующего пакета сигнал, отправляет данные тому до­чернему узлу, который соответствует полученному от пакета сиг­налу; получив сигнал от дочернего узла, открывает последнему доступ в сеть. Первые два типа доступа называются централизованными, третий – децентрализованным. Он особенно эффективен, так как не тратит время на «холостые» опросы, т.е. обеспечивает мгновенное реагирование на высокоприоритетное сообщение.

Протокол CAN был разработан инженерами фирмы R. BoschGmbH для применения на автомобилях. Протокол соответствует международным стандартам ISO 11898 и ISO 11519 и использу­ется несколькими производителями электронного оборудования. Протокол CAN признан автомобильными производителями США и Европы, применяется на современных легковых автомобилях, грузовиках, автобусах, сельскохозяйственном транспорте, в мор­ском оборудовании, для автоматизации производства.

Протокол CAN поддерживает метод доступа CSMA/CD-A к се­ти с равноранговыми узлами. Пакет данных имеет размер не более 8 байт и передается по последовательной шине, 15-битовый цик­лический контроль избыточности обеспечивает высокий уровень целостности данных. Каждый узел состоит из двух составляющих. Это собственно CAN-контроллер, который обеспечивает взаимодействие с сетью и реализует протокол, и микропроцессор (CPU) (рисунок 2.4б).

Рисунок. 2.4б – Структура сети CAN.

 

На рисунке 2.4впредставлена схема включения и битовые уровни протокола CAN в соответствии с международным стандартом ISO 11898, на рисунке 2.4г – в соответствии с международным стандартом ISO 11519.

 

Рисунок 2.4в–Схема включения и битовые уровни по ISO 11898.

 

Рисунок 2.4г – Схема включения и битовые уровни по ISO 11519.

Используемый в настоящее время протокол CAN версии v2.0 состоит из двух частей: версия v2.0A со стандартным форматом кадра и v2.0B с расширенным форматом кадра. Версия v2.0A идентична предыдущей версии vl.2 и использует 11-битовое поле идентификатора. В версии v2.0B поле идентификатора — 29 бит. Расширенный формат кадра необходим для совместимости с су­ществующим коммуникационным протоколом Л 850. Функции протокола CAN реализуются в микропроцессоре со встроенным контроллером CAN. Первыми на рынке появились контроллеры CAN с внешними драйверами для шины. В настоящее время про­ изводятся несколько типов CAN-контроллеров, которые можно разделить на три группы в зависимости от поддержки ими расши­ренного формата кадра:

— контроллеры v2.0A. Поддерживают только стандартный фор­ мат, не могут работать в сети, где передаются кадры расширенного формата;

— контроллеры v2.0B, пассивные. Поддерживают только стан­дартный формат, но могут работать в сети, где передаются и кадры расширенного формата;

— контроллеры v2.0B, активные. Поддерживают операции с кад­рами стандартного и расширенного форматов.

Контроллеры CAN классифицируются также на полные и базо­вые в зависимости от организации буферизации данных.

Полный CAN-контроллер имеет некоторое количество (обычно 14) специализированных буферов для временного хранения сооб­щений. При инициализации CAN-контроллера можно сконфигурировать его, указав, какой кадр будет поступать в какой буфер.

Большинство европейских автомобилестроительных фирм в си­стемах управления двигателем, безопасности и обеспечения ком­ форта применяют сетевой протокол CAN. Причем в ближайшие годы, как ожидается, на базе данного протокола будет введен единый интерфейс и для систем компьютерной диагностики. Таким образом, на каждом западноевропейском автомобиле в скором времени будет по крайней мере один узел данной сети. И это вполне объяснимо. Протокол CAN обладает важнейшим достоин­ством: идентификаторы сообщений используются не только для алгоритма разрешений коллизий, но и для описания сообщений, когда применяется не прямая адресация данных, а лишь отмечает­ся характер информации, представленной в сообщении (например, «давление масла»). Поэтому большинство автомобилестроителей выбрали этот протокол для построения сетей именно класса С.

Физически CAN представляет собой последовательную асин­хронную шину, данные которой передаются или по витой паре, или по оптоволокну, или по радиоканалу. Шинoй могут управлять сразу несколько устройств. Теорети­чески число подсоединяемых к ней устройств не ограничено. Ско­рость передачи данных задается программно (не более 1 Мбит/с).

В настоящее время действующей спецификацией для протокола CAN служит «СAN Specificationversion 2,0», состоящая из двух частей: А и В, первая описывает обмен данными по сети с исполь­зованием 11-битного идентификатора, а вторая — 29-битного. Если узел CAN поддерживает обмен данными только с использованием 11-битного идентификатора, не выдавая при этом ошибки наоб­ мен данными с использованием 29-битного идентификатора, то его обозначают «CAN2.0A Active, CAN2.0B Passive»; если с ис­ пользованием и 11-битного, и 29-битного идентификаторов — то «CAN2.0B Active».

Существуют также узлы, которые поддерживают обмен данны­ми с использованием только 11-битного идентификатора, а при обнаружении в сети данных с 29-битным идентификатором выда­ют ошибку. Но на автомобилях устанавливают, естественно, толь­ко согласованные системы. Они работают в двух сетях, имеющих разные (250 и 125 кбит/с) скорости передачи данных. Первыеоб­служивают основные системы управления (двигатель, автоматиче­ская коробка передач, АБС и т.д.), вторые – вспомогательные (стеклоподъемники, освещение и пр.).

Сеть CAN состоит из узлов с собственными тактовыми генера­торами. Любой ее узел посылает сообщение всем системам, подсо­единенным к шине, а получатели решают, относится ли данное сообщение к ним. Для этого предусмотрена аппаратная реализация фильтрации сообщений. Протокол CAN обладает исключительно развитой системой обна­ружения ошибок и сигнализации о них, включающей поразрядный контроль, прямое заполнение битового потока, проверку пакета со­ общений CRC-полиномом, контроль формы пакета сообщений, под­тверждение верного приема пакета данных. В итоге общая вероят­ность ненахождения ошибки не превышает 4,7 • 10-11. Кроме того, имеющаяся система арбитража протокола CAN исключает потерю информации и времени при «столкновениях» на шине.

Поле арбитража CAN-кадра (поле идентификатора сообщений) используется в CAN для разрешения коллизий доступа к шине мето­дом недеструктивного арбитража.

Суть метода недеструктивного ар­битража заключается в следующем (рисунок 2.4д): в случае, когда несколь­ко контроллеров начинают одновременную передачу CAN–кадра в сеть, каждый из них сравнивает бит, который собирается передать на шину, с битом, который пытается передать на шину конкурирующий контроллер. Если значения этих битов равны, оба контроллера пере­ дают следующий бит, и так происходит до тех пор, пока значения передаваемых битов не окажутся различными. Теперь контроллер, который передавал логический ноль (более приоритетный сигнал), будет продолжать передачу, а другой (другие) контроллер прервет свою передачу до того времени, пока шина вновь не освободится. Конечно, если шина в данный момент занята, то контроллер не начнет передачу до момента ее освобождения.

 

 

Рисунок. 2.4д – Побитовый арбитраж на шине CAN.

 

Как было сказано выше, поле идентификатора сообщений со­ставляет 11 или 29 бит. Возможны два основных способа работы протокола: по собы­тиям и временным меткам. В CAN реализован именно первый спо­соб. Однако ЕС одновременно финансировал и программу иссле­дования по второму способу — коммуникационному протоколу для высоконадежных приложений ТТР («временно-пусковой» прото­кол).

Над ним работали DaimlerChrysler, BritishAeropac, FIAT, Ford, Marelli, Bosch, Volvo и Венский технический университет. Разработанная архитектура ТТА признана эффективной для кри­тичных по безопасности систем (автомобильных, железнодорож­ных, авиационных).

Архитектуры систем на основе протоколов ТТР и CAN в целом сходны. Обе системы подразделяются на ряд подсистем (класте­ров, т.е. распределенных компьютерных систем), и наборы узлов, объединенных последовательным каналом. Для выполнения функ­ций, которые невозможно реализовать на одном узле (таких как точная координация работы двигателя, тормозов и др.), узлы об­мениваются сообщениями через последовательный коммуникаци­онный канал. Каждый узел, в свою очередь, состоит из трех элементов: ком­пьютера, коммуникационного контроллера и подсистемы ввода-вывода для связи с датчиками и элементами управления. Все эти элементы связаны между собой двумя интерфейсами: коммуника­ционным интерфейсом сети (CNI) между компьютером и комму­никационным контроллером и управляемым интерфейсом объекта (COI) между компьютером и подсистемой ввода-вывода процесса.

На рисунке 2.4е схематично показано подключение линейного драй­вера коммуникационного контроллера к скоростной шине.

Рисунок 2.4е – Подключение драйвера к шине.

 

Когда логический уровень сигнала на входе Тх «1», оба транзи­стора в выходном каскаде закрыты, выход драйвера находится в высокоимпендансном состоянии, шина — в состоянии недомини­рующего уровня, дифференциальное напряжение примерно равно нолю, напряжение смещения около 2,5 В (см. рисунок 2.4в).

При подаче сигнала «О» на вход Тх оба транзистора отпирают­ся, дифференциальное напряжение становится около 2,5 В, шина переходит в состояние доминирующего уровня.

Наличие цепи смещающего напряжения гарантирует смену полярностей сигналов на входах компаратора «К» при переходе ши­ны от одного состояния к другому.

Компьютер узла содержит центральный процессор управления (ЦПУ), память, часы реального времени и собственную операци­онную систему, а также прикладное программное обеспечение. Он принимает и передает данные от и в CNI и COI, исполняет приложения реального времени в заданные временные интервалы.

Коммуникационный контроллер в случае протокола ТТР обра­зован коммуникационным каналом и совокупностью управляемых временем коммуникационных контроллеров кластера, каждый из которых держит в памяти диспетчер-таблицу, определяющую в какую точку данное сообщение послано или в какой точке ожида­ется его получение. Коммуникационный контроллер CAN, управ­ляемый событиями, такой таблицы не имеет, поскольку передача сообщения инициируется командой с компьютера узла.

Назначение коммуникационной системы – передавать (в мас­штабе реального времени) сообщения либо о значении параметра (переменной состояния, например скорости), либо о возникнове­нии события от узла-передатчика одному или нескольким узлам- приемникам этого кластера. Сообщение состоит из трех частей: имени переменной состояния или события; наблюдаемого значе­ния переменной состояния; времени наблюдения за переменной состояния или события. Ключевое место в нем занимает значение переменной состояния или события. Причем сообщение может не содержать значения времени, и тогда это значение принимается по факту приема сообщения.

Как видим, протоколы CAN и ТТЛ базируются на понятиях «событие» и «состояние». Но следует иметь в виду, что в ряде случаев информацию о новом состоянии можно упаковывать в со­ общение о событии, которое посылается только при изменении состояния.

Итак, протокол CAN есть коммуникационная система, управля­емая сообщениями, которые посылаются, если компьютер узла запрашивает передачу сообщения и канал не занят. Но если другие узлы в данный конкретный момент времени тоже хотят послать сообщение, то посылается сообщение с наибольшим приоритетом.

Протокол ТТР – система, управляемая временем. Доступ к фи­зической среде управляется бесконфликтной стратегией TDMA (разделенный во времени множественный доступ). Каждый узел получает уникальный временной слот в цикле TDMA. Каждый контроллер ТТР содержит таблицу диспетчеризации (список де­скрипторов сообщений, MEDI) с информацией о том, какой узел имеет право послать и какое сообщение в конкретный момент времени, два дублированных канала коммуникации (для того,что­ бы не допустить возможную потерю информации).

Система, основанная на протоколе ТТР, обладает большой ве­личиной возможного потока данных (до 4 Мбит/с), надежностью (за счет дублирования коммуникационного канала) и строгим ре­гламентом работы во времени, который позволяет заранее опреде­лить свойства системы. Вероятно, что будущее именно за данной системой: она, как предполагается, будет управлять всеми жиз­ненными функциями автомобилей (электронным рулем, акселера­тором, тормозами и другими высокоприоритетными устройства­ ми). Это особенно актуально в свете того, что на протяжении по­следних лет демонстрируются многочисленные концептуальные автомобили и даже ходовые макеты, которые не имеют механиче­ских связей между органами управления и исполнительными ме­ханизмами. Однако на современном этапе развития возможен только частичный мультиплекс, когда сетевая схема состоит из набора элементов, включающих датчики и устройства, подключенные к распределительному устройству посредством проводов[4].

Мультиплексная проводка. «Мужчинам до 16 об автомобиле»

 

МЕНЬШЕ ПРОВОДОВ — БОЛЬШЕ КОМАНД

Латинский термин «Мультиплекс» в переводе означает «сложный, многократный». Применительно к автомобилям мультиплексным называют устройство, позволяющее передавать информацию по одному и тому же проводу нескольким различным устройствам! Грубо говоря, к трем совершенно разным лампочкам может подходить один и тот же провод, но включаться при этом будут не все разом, а именно нужная!

Когда общая длина проводов приблизилась к километру, а их масса достигла центнера, появилась идея обойтись всего двумя проводами, не считая питающего. Эти два провода скручены между собой и называются витой парой. По ним подаются команды от компьютера включить то или иное устройство. Они же передают сигналы в компьютер от многочисленных датчиков. Скрутка же позволяет максимально защитить передаваемую по ним информацию от влияния помех.

Поскольку сами потребители — например, лампочки — команд не понимают, пришлось устанавливать дополнительные управляющие устройства — контроллеры. Они ловят все команды подряд, но каждый из них реагирует только на ту, которая адресована именно ему.

ЧТО ТАКОЕ ШИНА ДАННЫХ?

Витую пару, по которой все элементы автомобиля обмениваются информацией друг с другом, принято называть шиной данных.

Самая распространенная сегодня шина называется CAN-шина. Термин CAN (Controller Area Network) в переводе означает «локальная сеть контроллеров». Проще говоря, CAN-шина позволяет организовать обмен информацией между всеми органами автомобиля по единому закону. Не будь этой шины, пришлось бы соединять друг с дружкой блок управления двигателем и систему климат-контроля, светотехнику и противоугонное устройство, систему АБС и модуль управления дверными замками…

Зачем отдельным блокам знать друг о друге? Затем, что в современном автомобиле ни один блок не живет какой-то отдельной жизнью. Например, двигатель не должен пускаться, если водитель неплотно прикрыл дверь или не пристегнулся. Ксеноновые фары не должны гореть после того, как водитель заглушил мотор и запер машину. Противоугонная система не должна реагировать на тряску, если родители отошли по делам, а в машине остался ребенок. Автомобиль не должен ставиться на охрану, если его багажник открыт.

За последние пять лет число дополнительных электрических устройств в автомобиле увеличилось вдвое. Покупателям нужен комфорт…

Читать онлайн Мужчинам до 16 об автомобиле

Мультиплексная проводка

МЕНЬШЕ ПРОВОДОВ — БОЛЬШЕ КОМАНД

Латинский термин «Мультиплекс» в переводе означает «сложный, многократный». Применительно к автомобилям мультиплексным называют устройство, позволяющее передавать информацию по одному и тому же проводу нескольким различным устройствам! Грубо говоря, к трем совершенно разным лампочкам может подходить один и тот же провод, но включаться при этом будут не все разом, а именно нужная!

Когда общая длина проводов приблизилась к километру, а их масса достигла центнера, появилась идея обойтись всего двумя проводами, не считая питающего. Эти два провода скручены между собой и называются витой парой. По ним подаются команды от компьютера включить то или иное устройство. Они же передают сигналы в компьютер от многочисленных датчиков. Скрутка же позволяет максимально защитить передаваемую по ним информацию от влияния помех.

Поскольку сами потребители — например, лампочки — команд не понимают, пришлось устанавливать дополнительные управляющие устройства — контроллеры. Они ловят все команды подряд, но каждый из них реагирует только на ту, которая адресована именно ему.

ЧТО ТАКОЕ ШИНА ДАННЫХ?

Витую пару, по которой все элементы автомобиля обмениваются информацией друг с другом, принято называть шиной данных.

Самая распространенная сегодня шина называется CAN-шина. Термин CAN (Controller Area Network) в переводе означает «локальная сеть контроллеров». Проще говоря, CAN-шина позволяет организовать обмен информацией между всеми органами автомобиля по единому закону. Не будь этой шины, пришлось бы соединять друг с дружкой блок управления двигателем и систему климат-контроля, светотехнику и противоугонное устройство, систему АБС и модуль управления дверными замками…

Зачем отдельным блокам знать друг о друге? Затем, что в современном автомобиле ни один блок не живет какой-то отдельной жизнью. Например, двигатель не должен пускаться, если водитель неплотно прикрыл дверь или не пристегнулся. Ксеноновые фары не должны гореть после того, как водитель заглушил мотор и запер машину. Противоугонная система не должна реагировать на тряску, если родители отошли по делам, а в машине остался ребенок. Автомобиль не должен ставиться на охрану, если его багажник открыт.

За последние пять лет число дополнительных электрических устройств в автомобиле увеличилось вдвое. Покупателям нужен комфорт…

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о