Can шина управления климатом

Шина CAN системы «Комфорт» позволяет передавать данные со скоростью 100 кбит\сек.
К такой шине могут быть подключены следующие «оконечные» приборы:

— блок управления системой Climatronic или климатической установкой
— блоки управления в дверях автомобиля
— блок управления системой «Комфорт»
— блок управления с дисплеем для радио и навигационной системы

Данная шина считается «медленной» и может иметь название Low Speed CAN .
Как и все шины CAN , она является двухпроводной.
По проводам High и Low производится обмен данными между блоками управления, например, передаются сообщения о закрытии или открытии дверей, включении или выключении плафона салона и так далее.

Форма сигнала шины CAN системы «Комфорт» :

— для удобства просмотра сигналы разнесены

Видео:Nissan x-trail, проблемы с CAN шиной. Как избавиться от проблем с климат контролем, ABS, 4WD и т.д.Скачать

В доминантном состоянии напряжение на проводе Low шины CAN падает до 1,4 В.
В рецессивном состоянии напряжение на проводе High равно 0 В а на проводе Low — 5 В.
В доминантном состоянии напряжение на проводе High шины CAN повышается до 3,6 В.

Чтобы обеспечить высокую помехоустойчивость системы Low Speed CAN, при повышении ее надежности и сниженном потреблении энергии, в конструкцию шины CAN системы «Комфорт» и информационно командной системы были введены некоторые элементы, которые отсутствуют у шины CAN силового агрегата.
Сначала было необходимо ликвидировать взаимозависимость распространяемых по проводам шины сигналов, применив для них отдельные драйверы (усилители мощности). Далее была устранена электрическая связь проводов шины CAN через нагрузочные сопротивления, как это имеет место у шины CAN силового агрегата.
В результате провода High и Low шины больше не могут влиять друг на друга и работают как независимые проводники тока.
При этом отказались от общего базового напряжения. Напряжение на проводе High при рецессивном состоянии шины равно нулю, а в доминантном состоянии оно увеличивается не менее чем до 3,6 В.
Напряжение на проводе Low при рецессивном состоянии шины равно 5 В, а в доминантном состоянии оно падает не менее чем до 1,4 В.
Поэтому после образования разности напряжений в дифференциальном усилителе рецессивный уровень сигнала равен –5 В, а доминантный уровень составляет 2,2 В. Таким образом разность напряжений при рецессивном и доминантном состояниях шины равна или больше 7,2 В.

Доминантный и рецессивный уровни чередуются.
При доминантном состоянии напряжение CAN High равно 3,6 В, а напряжение CAN Low — 1,4 В.
Масштаб: 2 В на деление по высоте, 0,1 мс на деление по ширине(фото 2)

Принцип действия трансивера шины CAN системы «Комфорт»

Принципы действия трансивера шины CAN системы «Комфорт» и информационно командной системы и трансивера шины CAN силового агрегата практически не отличаются.
Различия имеются только в уровнях сигналов и возможности перехода на передачу данных по одному проводу High или Low. Помимо этого имеется возможность обнаружения короткого замыкания между проводами шины и отключения драйвера на проводе Low при таком замыкании. В последнем случае по проводам High и Low распространяется один и тот же сигнал.
Обмен данными по проводам High и Low шины CAN производится под контролем встроенной в трансивер логической ячейки. В этой ячейке обрабатываются сигналы, передаваемые по обоим проводам шины.
Логическая ячейка способна распознавать неисправности (например, обрыв одного из проводов шины). При этом обрабатываются сигналы, поступающие только с исправного провода (однопроводная передача данных).
При исправно действующей шине обрабатывается разность сигналов, получаемых по проводам High и Low.
Помехи, действующие одновременно на оба провода этой шины, минимизируются так же надежно, как и у шины CAN силового агрегата.

Читайте также: Летние шины в петрозаводске карелимпекс

Видео:Экспресс диагностика CAN шины на автомобиле. №21Скачать

Однако, для повышения надежности, шина CAN системы «Комфорт» может работать и в том случае, когда :
— происходит обрыв одного из проводов
— при коротком замыкании или замыкании на «плюс».
В этом случае обрабатываются только те сигналы, которые передаются по исправному проводу.

Надо обратить внимание, что:

— при помощи мультиметра или омметра могут быть определены ошибки шины CAN силового агрегата под номерами 3 — 8

— неисправности 1,2,9 могут быть определены только при помощи осцилографа

— как уже говорилось выше, неисправность ISO8 у шины CAN системы «Комфорт» — не возникает.

Использование шины CAN: как программно управлять автомобилем

Видео:CAN шина👏 Как это работаетСкачать

Изменение температуры кондиционера Ford Fusion при помощи команд через шину CAN.

Автор: Ariel Nuñez
Изменение температуры кондиционера Ford Fusion при помощи команд через шину CAN.

Рисунок 1: Как при помощи приложения управлять ключевыми функциями автомобиля?
Недавно я вместе со своими друзьями из компании Voyage работал над реализацией программного управления системой кондиционирования в Ford Fusion. На данный момент Voyage занимается разработкой бюджетных самоуправляемых автомобилей. Конечная цель: чтобы каждый смог вызвать автомобиль к своей входной двери и безопасно путешествовать туда, куда вздумается. В компании Voyage считают крайне важной возможностью предоставление доступа к ключевым функциям автомобиля с заднего кресла, поскольку не за горами тот день, когда работа водителя будет полностью автоматизирована.
Зачем нужна шина CAN
Современные автомобили используют множество систем управления, которые во многих случаях функционируют подобно микро-службам в веб-разработке. Например, подушки безопасности, тормозные системы, регулирование скорости движения (круиз контроль), электроусилитель руля, аудиосистемы, управление окнами и дверями, подстройка стекл, системы зарядки для электрических автомобилей и т. д. Эти системы должны уметь осуществлять коммуникацию и считывать параметры друг друга. В 1983 в компании Bosch началась разработка шины CAN (Controller Area Network; Локальная сеть контролеров) для решения этой сложной задачи.
Можно сказать, что шина CAN представляет собой простую сеть, где каждая система автомобиля может считывать и отсылать команды. Эта шина интегрируется все сложные компоненты элегантным образом, что дает возможность реализовать всеми любимые функции автомобиля, которыми мы пользуемся.

Рисунок 2: Впервые шина CAN стала использоваться в 1988 году в БМВ 8 серии
Самоуправляемые автомобили и шина CAN
Поскольку интерес к разработке самоуправляемых автомобилей серьезно вырос, соответственно, словосочетание «шина CAN» также становится популярным. Почему? Большинство компаний, создающих самоуправляемых автомобилей, не занимаются производством с нуля, а пытаются научиться программно управлять машинами после выхода с конвейера фабрики.
Понимание внутреннего устройства шины CAN, используемой в автомобиле, позволяет инженеру формировать команды при помощи программного обеспечения. Самые нужные команды, как вы можете догадаться, связаны с управлением рулем, ускорением и торможением.

Рисунок 3: Введение в LIDAR (ключевой сенсор самоуправляемого автомобиля)
При помощи сенсоров наподобие LIDAR (light detecting and ranging; оптическая локационная система) машина способна смотреть на мир как суперчеловек. Затем компьютер внутри автомобиля на базе полученной информации принимает решения и посылается команды в шину CAN для управления рулем, ускорение и торможением.
Не каждый автомобиль способен стать самоуправляемым. И по некоторым причинам компания Voyage выбрала модель Ford Fusion (подробнее о причинах можно почитать в этой статье).
Исследование шины CAN в Ford Fusion
Перед началом исследования систем кондиционирования воздуха в Ford Fusion я открыл мою любимую книгу The Car Hacker’s Handbook. Перед погружением в суть вопроса заглянем в Главу 2, где описываются три важные концепции: протоколы шины, шина CAN и CAN-фреймы.
Шина CAN
Шина CAN начала использоваться в американских легковых машинах и небольших грузовиках с 1994 года и с 2008 года в обязательном порядке (в европейских автомобилях с 2001 года). В этой шине предусмотрено два провода: CAN high (CANH) и CAN low (CANL). Шина CAN использует дифференциальный сигналинг, суть которого заключается в том, что при поступлении сигнала на одном проводе вольтаж повышается, а на другом понижается на одну и ту же величину. Дифференциальный сигналинг используется в средах, которые должны быть малочувствительны к шуму, например, в автомобильных системах или при производстве.

Рисунок 4: Необработанный сигнал шины CAN, отображаемый на осциллографе
С другой стороны, пакеты, передаваемые по шине CAN, не стандартизированы. Каждый пакет содержит 4 ключевых элемента:

• АрбитражныйID (ArbitrationID) представляет собой широковещательно сообщение, идентифицирующее устройство, которое пытается начать коммуникацию. Любое устройство может отсылать несколько арбитражных ID. Если в единицу времени по шине отсылаются два CAN-пакета, пропускается тот, у которого ниже арбитражный ID.
• Расширение идентификатора (Identifierextension;IDE) – в случае с шиной CAN стандартной конфигурации этот бит всегда равен 0.
• Код длины данных (Datalengthcode;DLC) определяет размер данных, который варьируется от 0 до 8 байт.
• Данные. Максимальный размер данных, переносимых стандартной шиной CAN, может быть до 8 байт. В некоторых системах происходит принудительное дополнение пакета до размера 8 байт.

Видео:MCP2515, контроллер CAN шины с интерфейсом SPIСкачать

Читайте также: Чарли шин кто по национальности

Рисунок 5: Формат стандартных CAN-пакетов
CAN фреймы
Для того чтобы включить / выключить климатическую систему мы должны найти нужную шину CAN (в автомобиле таких шин несколько). В Ford Fusion есть как минимум 4 задокументированные шины. 3 шины работают на высокой скорости 500 кбит/с (High Speed CAN; HS) и 1 шина на средней скорости 125 кбит/с (Medium Speed CAN; MS).
К порту OBD-II подключено две высокоскоростные шины HS1 и HS2, однако там стоит защита, которая не позволяет подделывать команды. Вместе с Аланом из компании Voyage мы вынули порт OBD-II и нашли места соединения со всеми шинами (HS1, HS2, HS3 и MS). На задней стенке OBD-II все шины подключались к модулю шлюза (Gateway Module).

Рисунок 6: Homer – первое самоуправляемое такси от компании Voyage
Поскольку климатическая система управляется через медиа-интерфейс (SYNC), нам придется отсылать команды через среднескоростную шину (MS).
Чтение и запись CAN-пакетов осуществляется при помощи драйвера и сетевого стека SocketCAN, созданного исследовательским отделом компании Volkswagen для ядра в Linux.
Мы будем подсоединять три провода от машины (GND, MSCANH, MSCANL) к переходнику Kvaser Leaf Light HSv2 (можно купить за 300$ на Амазоне) или к CANable (продается за 25$ на Tindie) и загружать на компьютере со свежим Linux-ядром шину CAN в качестве сетевого устройства.

После загрузки запускаем команду candump can0 и начинаем отслеживать трафик:

Несмотря на то, что вышеуказанная информация эквивалентна амплитуде звукового сигнала, довольно трудно понять, что происходит, и обнаружить какие-либо закономерности. Нам нужно нечто похожее на частотный анализатор, и такой эквивалент есть в виде утилиты cansniffer. Cansniffer показывает список идентификаторов и позволяет отслеживать изменения в секции данных внутри CAN-фрейма. По мере того как мы будем изучать определенные идентификаторы, мы можем установить фильтр нужных ID, которые имеют отношение к нашей задаче.
На рисунке ниже показан пример информации, снятой при помощи cansniffer с шины MS. Мы отфильтровали все, что имеет отношение к идентификаторам 355, 356 и 358. После нажатия и отпускания кнопок, связанных с подстройкой температуры, в самом конце появляется значение 001C00000000.

Рисунок 7: Информация с шины MS, снятая при помощи утилиты cansniffer
Далее необходимо объединить функционал для управления климатической системой с компьютером, работающим внутри автомобиля. Компьютер работает на операционной системе ROS (Robot Operating System; Операционная система для роботов). Поскольку мы используем SocketCAN, то модуль socketcan_bridge серьезно упрощает задачу по преобразованию CAN-фрейма в блок информации, понимаемый операционной системой ROS.
Ниже показан пример алгоритма декодирования:

Читайте также: Ниссан икстрейл 31 кузов шины

Полученные данные хранятся в CelsiusReport.msg:

Видео:Как работает LIN шина автомобиля. K-Line L-Line шины данных. Лин шина автомобиля. Lin-bus networkСкачать

После нажатия всех нужных кнопок в машине, у нас появляется следующий список:

Затем эти строки отсылаются на узел под управлением операционной системы ROS и далее происходит трансляция в коды, понимаемые автомобилем:

Заключение
Теперь мы можем создавать и посылать те же самые коды в шину CAN, которые формируются при нажатии физических кнопок, связанных с повышением и понижением температуры, что дает возможность удаленного изменения температуры автомобиля при помощи приложения, когда мы находимся на заднем сидении автомобиля.

Рисунок 8: Удаленное управление климатической системой автомобиля
Это лишь небольшой шаг при создании самоуправляемого такси вместе со специалистами компании Voyage. Я получил массу положительных эмоций во время работы над этим проектом. Если вы тоже интересуетесь этой темой, можете ознакомиться со списком вакансий в компании Voyage.

• 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
  • Правообладателям
  • Политика конфиденциальности

  
  

  источники:

  Видео:лекция 403 CAN шина- введениеСкачать

  

  https://fasad-adelante.ru/can-shina-upravleniya-klimatom

  🌟 Видео

  Кан шина, что это? Поймет школьник! принцип работыСкачать

  

  Универсальная плата CAN шиныСкачать

  

  Как настроить магнитолу что бы отображался климат и работал мультируль. Андроид 10Скачать

  

  LIN шина - пример работы. LIN bus exampleСкачать

  

  поиск нерабочей can шины, часть дваСкачать

  

  Подробно про CAN шинуСкачать

  

  Как управлять автомобилем через CAN-шину?Скачать

  

  Урок №18. Цифровые интерфейсы современного автомобиля: шины данных CAN и LINСкачать

  

  STM32 CAN шина. Часть 1. Настройка и странности HALСкачать

  

  Простая проверка CAN шины. Сканер не видит автомобиль через OBD2. Как правильно выбрать изоленту.Скачать

  

  Компьютерная диагностика авто. K-линия и CAN шинаСкачать

  

  CAN-Hacker Как искать пакеты в CAN шине на примере Toyota Prius-C AquaСкачать

  

  #10. Как отправлять сообщения и команды в CAN-шину для управления автомобилем?Скачать

  

  CAN шина простыми словами на примере Nissan X-TrailСкачать