Бортовые системы электроники в современных легковых и грузовых автомобилях обладают огромным количеством дополнительных устройств и исполнительных механизмов. Для того, чтобы обмен информацией между всеми устройствами был максимально эффективен, в автомобиле должна быть надежная коммуникационная сеть. В начале 80-ых годов 20 века компания Bosch и разработчик Intel предложили новый сетевой интерфейс – Controller Area Network, который в народе называется Can-шина.
Видео:Кан шина, что это? Поймет школьник! принцип работыСкачать
О принципе работы сетевого интерфейса CAN-шина
Кан-шина в автомобиле предназначена для обеспечения подключения любых электронных устройств, которые способны передавать и получать определенную информацию. Таким образом, данные о техническом состоянии систем и управляющие сигналы проходят по витой паре в цифровом формате. Такая схема позволила снизить негативное влияние внешних электромагнитных полей и существенно увеличить скорость передачи данных по протоколу (правила, по которым блоки управления различными системами способны обмениваться информацией).
Кроме того, диагностика ЭБУ различных систем автомобиля своими руками стала проще. За счет применения подобной системы в составе бортовой сети автомобиля высвободилось определенное количество проводников, которые способны обеспечивать связь по различным протоколам, например, между блоком управления двигателем и диагностическим оборудованием, системой сигнализации. Именно наличие Кан-шины в автомобиле позволяет владельцу своими руками выявлять неисправности контроллеров и ошибки с помощью специального диагностического оборудования.
CAN-шина – это специальная сеть, с помощью которой осуществляется передача и обмен данными между различными узлами управления. Каждый из узлов состоит из микропроцессора (CPU) и CAN-контроллера, с помощью которого реализуется исполняемый протокол и обеспечивается взаимодействие с сетью автомобиля. Шина Кан имеет минимум две пары проводов – CAN_L и CAN_H, по которым и передаются сигналы посредством трансиверов – приемо-передатчиков, способных усиливать сигнал от управляющих устройств сети. Кроме того, трансиверы выполняют и такие функции как:
- регулировка скорости передачи данных посредством усиления или уменьшения подачи тока;
- ограничение тока для предотвращения повреждения датчика или замыкания линий передачи;
- тепловая защита.
На сегодняшний день признаны два вида трансиверов – High Speed и Fault Tolerant. Первый тип наиболее распространен и соответствует стандарту (ISO 11898-2), он позволяет передавать данные со скоростью до 1МБ в секунду. Второй тип приемопередатчиков позволяет создать энергосберегающую сеть, со скоростью передачи до 120 Кб/сек, при этом подобные передатчики не имеют чувствительности к каким-либо повреждениям на самой шине.
Видео:Простая проверка CAN шины. Сканер не видит автомобиль через OBD2. Как правильно выбрать изоленту.Скачать
Особенности работы сети
Следует понимать, что данные по CAN-сети передаются в виде кадров. Наиболее важные из них – это поле идентификатора (Identifire) и система данных (Data). Наиболее часто используемый тип сообщения по Кан-шине – Data Frame. Данный тип передачи данных состоит из так называемого арбитражного поля и определяет приоритетную передачу данных в том случае, если сразу несколько узлов системы передают данные на CAN-шину.
Каждое из подключенных к шине устройств управления имеет свое входное сопротивление, а общая нагрузка рассчитывается из суммы всех подключенных к шине исполняемых блоков. В среднем, входное сопротивление систем управления двигателем, которые подключаются на CAN-шину, составляет 68-70 Ом, а сопротивление информационно-командной системы может составлять до 3-4 ОМ.
Видео:CAN шина👏 Как это работаетСкачать
CAN — интерфейс и диагностика системы
Системы управления CAN имеют не только различное нагрузочное сопротивление, но и разную скорость передачи сообщений. Этот факт усложняет обработку однотипных сообщений внутри бортовой сети. Для упрощения диагностики на современных автомобилях используется межсетевой интерфейс (преобразователь сопротивления), который либо выполнен в качестве отдельного управляющего блока, либо встроен в ЭБУ двигателя автомобиля.
Подобный преобразователь также предназначен для ввода или вывода определенной диагностической информации по проводу «К»-линия, который подключается во время диагностики или изменения параметров работы сети либо в диагностический разъем либо непосредственно к преобразователю.
Важно отметить, что определенных стандартов для разъемов сети Can на сегодняшний день не существует. Поэтому каждый из протоколов определяет свой тип разъемов на CAN-шине, в зависимости от нагрузки и других параметров.
Таким образом, при проведении диагностических работ своими руками используется унифицированный разъем типа OBD1 или OBD2, который можно встретить на большинстве современных иномарок и отечественных автомобилей. Однако, некоторые модели автомобилей, например Volkswagen Golf 5V, Audi S4, не имеют межсетевого интерфейса. Кроме того, схема блоков управления и CAN-шины индивидуальна для каждой марки и модели авто. Для того, чтобы провести диагностику CAN-системы своими руками, используется специальная аппаратура, которая состоит из осциллографа, анализатора CAN и цифрового мультиметра.
Читайте также: Как проверить исправность манометра давления в шинах
Работы по выявлению неисправностей начинаются со снятия напряжения сети (снятие минусовой клеммы АКБ). Далее определяется изменение сопротивления между проводами шины. Самыми распространенными видами неисправности Кан-шины в автомобиле является замыкание или обрыв линии, выход из строя резисторов нагрузки и снижение уровня передачи сообщений между элементами сети. В некоторых случаях без применения анализатора Can выявить неисправность не получается.
Основные режимы работы CAN-шины: активный (зажигание включено); спящий (при выключенном зажигании); пробуждение и засыпание (при включении и выключении зажигания). Во время спящего режима ток потребления шины минимальный. Однако при этом по шине (с меньшей частотой) передаются сигналы о состоянии открытия дверей и окон, других систем, связанных с охранными функциями автомобиля.
В большинстве современных диагностических устройств предусмотрен режим диагностирования ошибок по CAN-шине. Технически это организовано непосредственным подключением проводников к диагностическому разъему.
Преимущества и недостатки применения КАН-шины в автомобиле Начать следует с того, что, если бы в 80-х годах прошлого века не был предложен стандарт CAN, его место обязательно занял другой вид взаимодействия систем автомобиля. Можно, конечно, разместить все блоки управления системами автомобиля в едином суперблоке, в котором программно обеспечить взаимодействие разных систем. Такие попытки были у французских производителей. Однако, с увеличением функциональности и производительности значительно увеличивается вероятность отказов. Сбои, например, дворников, могут привести к отказу запуска двигателя. Основные преимущества применения CAN-шины: возможность проведения оперативного контроля и диагностики всех систем автомобиля; объединение потоков информации в едином помехозащищенном канале; универсальность, способствующая унификации процессов диагностирования; возможность подключения охранных систем по CAN-шине (нет необходимости тянуть проводку к каждому элементу контроля). Недостатки CAN-шины: невысокая надежность; повреждение одного из блоков управления может привести к полной неработоспособности CAN-соединения. Устранение неисправностей На приборной панели автомобиля отсутствует индикаторная лампа неисправности CAN. Судить о том, что работоспособность CAN-шины нарушается, можно по косвенным показателям: на приборной панели одновременно загорелись несколько индикаторных ламп неисправностей; пропали показатели температуры охлаждающей жидкости, уровни топлива; загорелся «CHECK ENGINE». Прежде всего, следует выполнить диагностику. Если она покажет на неисправность CAN-шины, следует приступить к устранению проблемы. Последовательность работ: Найти проводники витой пары шины. Часто они имеют черный (высокий уровень) и оранжево-коричневый (низкий) цвета. Проверить при включенном зажигании с помощью мультиметра напряжения на проводниках. Уровни не должны быть равны 0 или более 11 Вольт (обычно около 4,5 Вольта). Выключить зажигание, снять клемму аккумуляторной батареи. Измерить сопротивление между проводниками. Если оно будет стремиться к нулю, значит, в шине присутствует короткое замыкание, если к бесконечности – обрыв. Приступить к поиску обрыва или короткого замыкания. Если есть подозрение на то, что замыкание шины происходит по причине отказа какого-либо блока управления, можно последовательно отключать блоки управления и контролировать сопротивление и работоспособность шины. Неисправность CAN-шины относится к сложным неисправностям электрооборудования автомобиля. Если у автовладельца нет необходимых навыков ремонта электрики, то лучше воспользоваться услугами специалиста.
Читайте также: Инструмент для резки шины
CAN-шина – это электронное устройство, встроенное в электронную систему автомобиля для контроля технических характеристики и ездовых показателей. Она является обязательным элементом для оснащения автомобиля противоугонной системой, но это лишь малая часть её возможностей.
Источник: lubimauto.ru, voditeliauto.ru.
Видео:Экспресс диагностика CAN шины на автомобиле. №21Скачать
Общие сведения о шине CAN часть 1.
Общие сведения о шине CAN часть 1.
Общие сведения о шине CAN часть 1.
В этом разделе будут рассмотрены следующие вопросы:
- История шины CAN
- Технология шины CAN
- Шина CAN и помехоустойчивость
История шины CAN
Протокол CAN регламентирует сообщения, с помощью которых устройства в сети обмениваются данными. Он был первоначально разработан для применения в автомобильной промышленности.
Разработка шины CAN была запущена в начале 80-х годов. В 1986 г. система последовательной шины Controller Area Network (CAN) была представлена на конгрессе Ассоциации инженеров автомобилестроения (SAE), что ознаменовало появление одного из самых успешных когда-либо созданных сетевых протоколов.
Сегодня протокол CAN, позволяющий объединять в единое целое различные контрольные блоки и системы управления, используется во всех современных автомобилях и в других транспортных средствах, от поездов до кораблей, а также в промышленных системах управления (где он называется DeviceNet).
Шина CAN, адаптированная для применения на морских судах, известна как сеть NMEA 2000.
Протокол CAN является сегодня одним из доминирующих и возможно даже основным во всем мире инструментом системы последовательной шины, используемым для соединения всех видов приборов и оборудования в одной сети.
CAN — это широковещательный стандарт последовательной шины для соединения нескольких ведущих электронных устройств. Этот тип соединения известен как multi-master, что означает отсутствие центрального узла управления.
Каждый узел (электронное устройство) шины может отправлять и получать сообщения, но не одновременно. Сообщение состоит, прежде всего, из идентификатора (ID), который обычно выбирается для определения типа сообщения или отправителя и включает до восьми байтов данных. Он передается в шину последовательно. Все узлы (устройства) имеют процессор узла и интерфейс CAN, через который они подключаются к шине. Если шина свободна, любой узел может начать передачу. Если два и более узлов начнут отправку сообщений одновременно, сообщение с более доминирующим ID (который имеет больше доминирующих битов, то есть нулей) переписывает менее доминирующие ID других узлов. Таким образом, в конечном счете (после ID-арбитража) остается только доминирующее сообщение, которое получается всеми узлами. Приемные узлы затем определяют, представляет ли значение идентификатора какой-либо интерес для них или нет.
После завершения передачи доминирующего сообщения все «проигравшие стороны» в арбитражном процессе пытаются отправить свои сообщения еще раз. Это так называемый недеструктивный арбитраж, при котором сообщение с самым высоким приоритетом не уничтожается.
Протокол CAN является событийно-управляемым в противоположность протоколу с инициацией по времени. Архитектура шины не предполагает ограничений в отношении того, когда узлы могут отправлять сообщения в сеть.
Помехоустойчивость
Информация передается по шине как разность потенциалов между двумя сигнальными линиями CAN_H и CAN_L. Если обе линии имеют одинаковое напряжение, сигналом является рецессивный бит. Если потенциал линии CAN_H выше, чем потенциала линии CAN_L на 0,9 В, сигнал линии является доминантным битом. Никакой независимой опорной точки заземления для этих двух линий не существует. Таким образом, шина оказывается неуязвима для любых фоновых шумов.
Сигналы двух линий CAN подвергаются тем же самым электромагнитным наводкам, следовательно, разность потенциалов между этими двумя линиями будет оставаться неизменной. Поэтому шина неуязвима также для электромагнитных помех.
NMEA 2000 Network
В этом разделе будут рассмотрены следующие вопросы:
- Топология сети NMEA 2000
- Кабели сети NMEA 2000 и их длина
- Соединители сети MNEA 2000 и терминальные согласующие устройства
- Питание и заземление сети NMEA 2000
Читайте также: Шины michelin x ice north3
Сетевая топология
В кабельной системе NMEA 2000 используется топология магистрали с отводами и линиями снижения.
Чтобы сетевые кабели можно было использовать в качестве линии передачи данных и для питания постоянного тока, они должны отвечать определенным требованиям в отношении волнового сопротивления, задержки распространения и сечения провода.
В сетях NMEA 2000 должен использоваться отдельный водонепроницаемый кабель, включающий одну витую пару сигнальных проводов, одну витую пару проводов питания и провод заземления. Провод заземления экранирует сигнальные провода и провода питания от внешних радиочастотных помех, а также снижает собственное радиоизлучение кабеля.
Допускается использование трех видов кабелей: мини-кабель (Mini cable), который обычно используется для сетевой магистрали из-за способности выдерживать токи до 8 A, средний кабель (Mid cable), обычно используемый в качестве магистрали в малых сетях, и микро кабель (micro cable), обычно используемый в качестве кабельных отводов для подключения устройств к магистрали (оба последних кабеля выдерживают токи до 4 A). Чем тоньше кабель, тем большей гибкостью он обладает при установке.
Длина сетевых кабелей
Поскольку все устройства в сети должны получать одни и те же биты данных в те же самые интервалы времени, максимальной длина сети NMEA 2000 между двумя конечными точками не должна превышать 200 м, что теоретически соответствует максимальный скорости передачи данных 250 кб/с.
Ограничения проводов питания по току могут, однако, еще больше снизить максимальную длину кабеля.
Поскольку устанавливать терминальные резисторы на устройствах, подключенных к сети не требуется, длина линии снижения не должна превышать 6 м, чтобы не вызвать отражения сигналов в сеть. К сети можно подключать до 50 устройств, однако совокупная длина линий снижения в сети не может превышать 78 м.
Для подключения устройств к магистрали используются тройниковые соединители.
Объединение устройств в гирляндную цепь не допускается!
Соединители
Для подключения кабелей к устройствам или другим компонентам сети стандарта NMEA2000 используются 5-контактные промышленные соединители, превращающие сеть в систему plug.and-play.
Разводка контактов соединителя и цветовая маркировка проводов показаны ниже.
| Цвет | Наименование | Назначение |
| Модель | FCV-295 | CVS-1410 |
| Белый | CAN_H | Сигнал |
| Синий | CAN_L | Сигнал |
| Оголенный | SHIELD | Экран/заземление |
| Черный | Power-C | Общий провод питания |
| Красный | Power-S | Питание |
Cетевые оконечные устройства
Чтобы уменьшить отражения сигналов в сети, необходимо установить согласованную нагрузку
на каждом конце соединительной линии. Если сеть не будет оборудована терминальными резисторами, она не будет работать должным образом.
Терминальный резистор обычно подключается к последнему тройниковому соединителю магистрали как внутренний резистор линии, то есть резистор встраивается в разъем и подключается непосредственно к тройнику.
Терминальный резистор можно также установить в устройстве, подключенном к последнему тройнику магистрали.
Подключение питания
Рабочий диапазон напряжения питания для совместимых узлов в сети NMEA 2000 составляет 9-16 В постоянного тока.
Подключение питания к сети обычно выполняется через отвод питания. Если сеть запитывается в середине (или в любой точке, кроме концевой), кабельная система может выдерживать нагрузку, превышающую максимально допустимое значение для кабеля, при условии что максимальный ток не превышается ни в одном сегменте магистрали.
Сети с концевым питанием обычно используются при наличии в них малого числа устройств.
Подключение питания в середине применяется тогда, когда число подключенных устройств требует более высокого тока, чем в конфигурации с концевым питанием.
Сеть NMEA 2000 должна заземляться только в одном месте, чтобы избежать возникновения петель заземления, которые могут вызвать проблемы со связью в сети. Провод заземления/экран должен подключаться только к заземлению источника питания.
- Свежие записи
- Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
- Скрипят амортизаторы на машине что делать
- Из чего состоит стойка амортизатора передняя
- Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
- Для чего нужны амортизаторы в автомобиле
🔥 Видео
Как работает LIN шина автомобиля. K-Line L-Line шины данных. Лин шина автомобиля. Lin-bus networkСкачать
поиск нерабочей can шины, часть дваСкачать
Что такое CAN шинаСкачать
Подробно про CAN шинуСкачать
Для чего служит CAN-шина в сигнализацииСкачать
Как проверить CAN шину Используем симулятор ElectudeСкачать
лекция 403 CAN шина- введениеСкачать
Поиск неисправности в шине CAN мультиметром. Suzuki Grand Vitara. U1073, P1674, B1553.Скачать
Компьютерная диагностика авто. K-линия и CAN шинаСкачать
MCP2515, контроллер CAN шины с интерфейсом SPIСкачать
Мерседес разьем CAN шины, как выглядит и где?Скачать
CAN шина простыми словами на примере Nissan X-TrailСкачать
Can Bus - что это такое ? Зачем нужен ? Как настроить ?Скачать
Volvo XC60 2.0 T5 2015 - Проблемы по CAN шинеСкачать
CAN шина на осциллографе FINIRSI ADS1013DСкачать
Шина CAN. Часть 1. Разбираемся как работает CAN bus, разберем кадр данных до "костей".Скачать
