Moderní vozy jsou stále více přizpůsobeny specifickým potřebám lidí. Mají mnoho dalších systémů a funkcí, které jsou spojeny s potřebou přenášet určité informace. Pokud by ke každému takovému systému musely být připojeny samostatné vodiče, jako tomu bylo dříve, pak by se celý interiér proměnil v souvislou pavučinu a řidič by kvůli velkému množství vodičů jen těžko mohl vůz ovládat. Ale řešení tohoto problému bylo nalezeno - instalace Can-bus. Řidič bude moci zjistit, jaká je nyní její role.
Může pneumatika – má něco společného s běžnými pneumatikami a k čemu je potřeba?
POZORNOST! Byl nalezen zcela jednoduchý způsob, jak snížit spotřebu paliva! nevěříš mi? Automechanik s 15letou praxí tomu také nevěřil, dokud to nevyzkoušel. A nyní ušetří 35 000 rublů ročně na benzínu!
Když nezkušený řidič slyšel takovou definici jako „CAN bus“, bude si myslet, že se jedná o jiný typ pneumatik pro automobily. Ale ve skutečnosti toto zařízení nemá nic společného s běžnými pneumatikami. Toto zařízení bylo vytvořeno proto, aby nebylo potřeba instalovat do auta hromadu drátů, protože všechny systémy stroje by měly být ovládány z jednoho místa. Autobus Can umožňuje, aby byl interiér vozu pohodlný pro řidiče a cestující, protože pokud je přítomen, nebude k dispozici velké množství vodičů, umožňuje vám pohodlně ovládat všechny systémy vozu a připojit další zařízení. způsobem - sledovače, alarmy, majáky, tajemství a další. Starý model auta ještě takové zařízení nemá, způsobuje to spoustu nepříjemností. Digitální sběrnice se lépe vyrovnává s úkoly, které jsou jí přiděleny, a standardní systém s hromadou drátů je složitý a nepohodlný.
Kdy byla vyvinuta digitální sběrnice CAN a jaký je její účel?
Vývoj digitální sběrnice začal ve dvacátém století. Odpovědnost za tento projekt převzaly dvě společnosti: INTEL a BOSCH. 
Po určitém společném úsilí vyvinuli specialisté z těchto společností indikátor sítě - CAN. Byl to nový typ drátového systému, přes který se přenášejí data. Tento vývoj byl nazýván pneumatikou. Skládá se ze dvou kroucených drátů poměrně velké tloušťky a přes ně jsou přenášeny všechny potřebné informace pro každý z automobilových systémů. Existuje také sběrnice, což je kabelový svazek - nazývá se paralelní.
Pokud připojíte autoalarm ke sběrnici CAN, zvýší se možnosti bezpečnostního systému a přímý účel tohoto systému automobilu lze nazvat:
- zjednodušení mechanismu pro připojení a provoz přídavných systémů vozidla;
- možnost připojení jakýchkoli zařízení k systému automobilu;
- schopnost současně přijímat a přenášet digitální informace z několika zdrojů;
- snižuje vliv vnějších elektromagnetických polí na výkon hlavních a doplňkových systémů vozidla;
- urychluje proces přenosu dat do potřebných zařízení a systémů stroje.
Pro připojení ke sběrnici CAN musíte v systému vodičů najít oranžovou, musí být tlustá. K tomu se musíte připojit, abyste mohli navázat interakci s digitální sběrnicí. Tento systém funguje jako analyzátor a šiřitel informací, díky němu je zajištěna kvalitní a pravidelná činnost všech systémů vozidla.
Can bus - rychlostní parametry a vlastnosti přenosu dat
Princip činnosti analyzátoru sběrnice CAN spočívá v tom, že potřebuje rychle zpracovat přijaté informace a odeslat je zpět jako signál do konkrétního systému. V každém jednotlivém případě se rychlost přenosu dat pro systémy vozidla liší. Hlavní parametry rychlosti vypadají takto:
- celková přenosová rychlost informačních toků po digitální sběrnici je 1 MB/s;
- přenosová rychlost zpracovávaných informací mezi řídicími jednotkami vozidla – 500 kb/s;
- rychlost přijímání informací systémem Comfort je 100 kb/s.
Pokud je k digitální sběrnici připojen autoalarm, informace z něj dorazí co nejrychleji a příkazy zadané osobou pomocí klíčenky budou provedeny přesně a včas. Systémový analyzátor pracuje bez přerušení, a proto bude provoz všech systémů stroje vždy v dobrém provozním stavu. 
Digitální sběrnice je celá síť řadičů, které jsou spojeny do jednoho kompaktního zařízení a mají schopnost rychle přijímat nebo přenášet informace spuštěním nebo vypnutím určitých systémů. Režim sériového přenosu dat umožňuje plynulejší a korektnější fungování systému. Sběrnice CAN je mechanismus, který má typ přístupu Collision Resolving a při instalaci přídavných zařízení je třeba s touto skutečností počítat.
Mohou nastat problémy v provozu autobusu?
Kanálová nebo digitální sběrnice pracuje s mnoha systémy současně a neustále přenáší data. Ale jako v každém systému může dojít k selhání mechanismu sběrnice CAN, což způsobí, že analyzátor informací bude pracovat extrémně nesprávně. Problémy s pneumatikou mohou nastat v následujících situacích:
Při identifikaci poruchy systému je nutné hledat příčinu, protože může být skryta v dodatečném vybavení, které bylo instalováno - autoalarmy, senzory a další externí systémy. Odstraňování problémů by mělo být provedeno následovně:
- zkontrolovat fungování systému jako celku a požádat o chybovou banku;
- kontrola napětí a odporu vodičů;
- kontrola odporu odporových propojek.
Pokud se vyskytnou problémy s digitální sběrnicí a analyzátor nemůže správně fungovat, neměli byste se pokoušet tento problém vyřešit sami. Pro správnou diagnostiku a provedení nezbytných opatření je nezbytná podpora specialisty v této oblasti.
Jaké systémy obsahuje moderní auto Can bus?
Každý ví, že canbus je informační analyzátor a přístupné zařízení pro přenos příkazů do hlavních a doplňkových systémů vozidla, doplňkového vybavení - autoalarmy, senzory, trackery. Moderní digitální sběrnice zahrnuje následující systémy:
Tento seznam nezahrnuje externí systémy, které lze připojit k digitální sběrnici. Místo nich může být autoalarm nebo přídavné zařízení podobného typu. Můžete přijímat informace ze sběrnice a sledovat, jak analyzátor pracuje pomocí počítače. To vyžaduje instalaci dalšího adaptéru. Pokud je na can-bus připojen poplašný systém a navíc maják, můžete některé systémy vozidla ovládat pomocí mobilního telefonu.
Ne každý zabezpečovací systém má možnost připojení k digitální sběrnici. Pokud majitel vozu chce, aby jeho autoalarm měl další možnosti a mohl neustále na dálku ovládat systémy svého vozu, stojí za zvážení pořízení dražší a modernější verze zabezpečovacího systému. Tento typ alarmu se snadno připojuje ke sběrnici a funguje velmi efektivně.
CAN bus, jak je autoalarm připojen k digitální sběrnici
Digitální sběrnicový analyzátor si poradí nejen s vnitřními systémy a zařízeními automobilu. Připojení externích prvků – alarmů, senzorů a dalších zařízení – zvyšuje zátěž digitálního zařízení, ale jeho produktivita zůstává stejná. Autoalarm, který má adaptér pro připojení k digitální sběrnici, je instalován podle standardního schématu a pro připojení k CAN je třeba provést několik jednoduchých kroků:
- Autoalarm je připojen ke všem bodům vozu podle standardního schématu.
- Majitel vozidla hledá oranžový silný drát - vede k digitální sběrnici.
- Adaptér alarmu je připojen k vodiči digitální sběrnice automobilu.
- Provádějí se nezbytné zabezpečovací akce - instalace systému na bezpečném místě, izolace vodičů, kontrola správnosti procesu.
- Jsou nakonfigurovány kanály pro práci se systémem a je specifikován funkční rozsah.
Možnosti moderní digitální sběrnice jsou skvělé, protože otočení dvou drátů kombinuje přístup ke všem hlavním i doplňkovým systémům vozu. To pomáhá vyhnout se velkému počtu vodičů v kabině a zjednodušuje provoz celého systému. Digitální sběrnice funguje jako počítač, což je v moderním světě velmi důležité a pohodlné.
Každý rok se automobilové elektrické obvody zvětšovaly a stávaly se složitějšími v designu. Na prvních vyrobených vozech bylo zapalování poháněno magnetem, ale nebyla tam vůbec žádná baterie ani generátor. Přední světlomety používaly acetylenové svítilny.
V roce 1975 byla délka vodičů v elektrickém obvodu automobilu několik set metrů a byla srovnatelná s elektrikou lehkých letadel.
Touha zjednodušit elektrické vedení byla následující: je potřeba pouze jeden vodič, připojte k němu všechny spotřebitele a ke každému připojte ovládací zařízení. Protáhněte elektrický proud tímto vodičem ke spotřebičům a řídicím signálům zařízení.
Video
Do roku 1991 vytvořily Bosch a Intel díky průlomu v digitální technologii síťové rozhraní CAN (Controller Area Network) pro víceprocesorové systémy palubních počítačů. V elektronice se takový systém nazývá „sběrnice“.
V sériové sběrnici jsou data přenášena puls po pulsu po krouceném páru (dva vodiče) a v paralelní sběrnici data putují po několika vodičích současně.
Při větším výkonu komplikuje paralelní sběrnice elektrické vedení vozidla. Sériová sběrnice přenáší informace rychlostí až 1 Mbit/s.
Různé bloky sdílejí data, pravidlo, podle kterého se tak děje, se nazývá protokol. Protokol může posílat příkazy do různých bloků, požadovat data z jednoho nebo všech. Kromě konkrétní adresy zařízení může protokol také přiřadit důležitost příkazům. Například příkaz k zapnutí ventilátoru chlazení motoru bude mít přednost před příkazem ke spuštění bočního okna.
Minimalizace moderní elektroniky umožnila zahájit výrobu levných řídicích modulů a komunikačních systémů. V síti vozidel je lze kombinovat do řetězů, hvězd a prstenů.
Informace proudí oběma směry, například při rozsvícení dálkového světla se na přístrojové desce rozsvítí signál, zda svítí nebo ne.
Systém řízení motoru vybere nejlepší režim, přijímá data ze všech zařízení v okruhu, systém osvětlení zapne nebo vypne světlomety, navigační systém vykreslí nebo změní trasu atd.
Díky tomuto protokolu se zjednodušila diagnostika motoru a dalších zařízení vozidla.
Přání mít v autě pouze jeden vodič se sice nenaplnilo, ale modul CAN a protokol přenosu dat zvýšily spolehlivost systému a zjednodušily kabeláž.
Video
CAN bus - co to je?
CAN bus (“can bus”) je řídicí systém pro všechna elektrická zařízení a digitální komunikace v automobilu, který může přijímat informace ze zařízení, vyměňovat si mezi nimi data a také je ovládat. Data o technickém stavu a řídicí signály jsou přenášeny digitálně po kroucených dvoulinkách díky speciálnímu protokolu. Energie je dodávána z palubní sítě vozidla každému spotřebiteli, ale všechny jsou zapojeny paralelně. Tato možnost zvýšila spolehlivost celého elektrického obvodu, snížila počet vodičů a zjednodušila instalaci.
Co je sběrnice CAN?
Historie CAN začala v polovině 80. let minulého století. Bosch společně se společností Intel vyvinul nové digitální rozhraní pro přenos dat – Controller Area Network (CAN).
Analogové připojení alarmu (bez sběrnice CAN)
Proč potřebujete sběrnici CAN v autě?
Sběrnice CAN umožňuje připojit libovolný počet senzorů, ovladačů, akčních členů a dalších jednotek umístěných ve voze (například: ABS, SRS AIRBAG, systémy ESP, imobilizér, řídicí jednotka motoru, klima, převodovka, centrální zamykání, světlo, odpružení , přístrojová deska atd...) v duplexním režimu (příjem a přenos dat) rychlostí až 1 Mbit/s. Samotná plechovka sběrnice se přitom skládá pouze ze dvou vodičů (kroucená dvojlinka). Dříve bylo nutné ke spojení bloků použít stovky drátů, protože... přenos jednotky informace z bloku do bloku byl proveden po samostatném drátu.
Instalace alarmu přes CAN sběrnici
Autoalarmy s CAN modulem.
Modul CAN
Moderní autoalarmy jsou vyráběny s integrovaným CAN modulem, který umožňuje připojit autoalarm přímo na digitální CAN sběrnici vozu. Autoalarm přijímá digitální informace o stavu koncových spínačů, zámků, zapalování, ruční brzdy, tachometru atd. a může také ovládat dveřní zámky, elektricky ovládaná okna, střešní okno, standardní alarm a některé další systémy vozidla. umožňuje výrazně omezit rušení standardních elektrických rozvodů (připojení se provádí pouze na 6-8 vodičů, místo 15-20 ve verzi bez použití plechovkové sběrnice) a předchází problémům se zárukou na elektrickou výbavu vozu.
Palubní elektronické systémy v moderních osobních a nákladních vozidlech mají obrovské množství přídavných zařízení a ovladačů. Aby byla výměna informací mezi všemi zařízeními co nejefektivnější, musí mít vůz spolehlivou komunikační síť. Na počátku 80. let 20. století Bosch a vývojář Intel navrhli nové síťové rozhraní – Controller Area Network, které se lidově nazývá Can-bus.
1 O principu fungování síťového rozhraní CAN-bus
Can-bus v autě je navržen tak, aby poskytoval spojení s jakýmkoli elektronickým zařízením, které je schopné přenášet a přijímat určité informace. Data o technickém stavu systémů a řídicích signálech tak procházejí kroucenou dvojlinkou v digitálním formátu. Toto schéma umožnilo snížit negativní vliv vnějších elektromagnetických polí a výrazně zvýšit rychlost přenosu dat protokolem (pravidla, podle kterých si řídící jednotky různých systémů mohou vyměňovat informace).
Kromě toho se systémy DIY automobilů staly jednoduššími. Díky použití takového systému jako součásti palubní sítě vozidla se uvolnil určitý počet vodičů, které jsou schopny zajistit komunikaci prostřednictvím různých protokolů, například mezi řídicí jednotkou motoru a diagnostickým zařízením, bezpečnostní systém. Je to přítomnost sběrnice Kan-bus ve voze, která umožňuje majiteli identifikovat poruchy a chyby regulátoru vlastními rukama pomocí speciálního diagnostického zařízení.
sběrnice CAN–Jedná se o speciální síť, jejímž prostřednictvím jsou data přenášena a vyměňována mezi různými řídicími uzly. Každý uzel se skládá z mikroprocesoru (CPU) a řadiče CAN, pomocí kterého je implementován spustitelný protokol a je zajištěna interakce se sítí vozidla. Sběrnice Kan má minimálně dva páry vodičů - CAN_L a CAN_H, kterými jsou signály přenášeny přes transceivery - transceivery schopné zesilovat signál ze síťových řídicích zařízení. Kromě toho plní transceivery takové funkce jako:
- úprava rychlosti přenosu dat zvýšením nebo snížením aktuální dodávky;
- omezení proudu, aby se zabránilo poškození snímače nebo zkratu přenosových vedení;
- tepelná ochrana.
Dnes jsou uznávány dva typy transceiverů - vysokorychlostní a odolný proti poruchám. První typ je nejběžnější a odpovídá standardu (ISO 11898-2), umožňuje přenášet data rychlostí až 1 MB za sekundu. Druhý typ transceiverů umožňuje vytvořit energeticky úspornou síť s přenosovou rychlostí až 120 Kb/s, přičemž takové vysílače nejsou citlivé na poškození na samotné sběrnici.
2 Vlastnosti sítě
Mělo by být zřejmé, že data jsou přenášena přes síť CAN ve formě rámců. Nejdůležitější z nich jsou pole identifikátoru (Identifire) a datový systém (Data). Nejčastěji používaným typem zprávy na Kanbusu je Data Frame. Tento typ přenosu dat se skládá z tzv. arbitrážního pole a určuje prioritní přenos dat v případě, že několik systémových uzlů současně přenáší data na sběrnici CAN.
Každé z řídicích zařízení připojených ke sběrnici má svůj vlastní vstupní odpor a celkové zatížení se vypočítává ze součtu všech spustitelných bloků připojených ke sběrnici. V průměru je vstupní odpor řídicích systémů motoru, které jsou připojeny ke sběrnici CAN, 68-70 Ohmů a odpor informačního a příkazového systému může být až 3-4 Ohmy.
3 Rozhraní CAN a diagnostika systému
Řídicí systémy CAN mají nejen různé zátěžové odpory, ale také různé rychlosti přenosu zpráv. Tato skutečnost komplikuje zpracování podobných zpráv v rámci palubní sítě. Pro zjednodušení diagnostiky používají moderní automobily rozhraní brány (odporový převodník), které je buď navrženo jako samostatná řídicí jednotka, nebo je zabudováno do ECU motoru automobilu.
Takový převodník je také určen pro vstup nebo výstup určitých diagnostických informací přes vodič „K“-line, který se při diagnostice nebo změně provozních parametrů sítě připojuje buď k diagnostickému konektoru nebo přímo k převodníku.
Je důležité poznamenat, že v současné době neexistují žádné specifické normy pro síťové konektory Can. Každý protokol si tedy určuje svůj vlastní typ konektorů na sběrnici CAN v závislosti na zátěži a dalších parametrech.
Při provádění diagnostických prací vlastníma rukama se tedy používá jednotný konektor typu OBD1 nebo OBD2, který lze nalézt na většině moderních zahraničních a domácích automobilů. Některé modely aut, např. Volkswagen Golf 5V, Audi S4, nemají bránu. Rozmístění řídicích jednotek a CAN sběrnice je navíc individuální pro každou značku a model vozu. Chcete-li diagnostikovat systém CAN vlastníma rukama, používáte speciální zařízení, které se skládá z osciloskopu, analyzátoru CAN a digitálního multimetru.
Odstraňování závad začíná odpojením síťového napětí (odstraněním záporného pólu baterie). Dále se určí změna odporu mezi vodiči sběrnice. Nejčastějšími typy poruch CAN sběrnice v automobilu jsou zkrat nebo přerušení linky, porucha zatěžovacích odporů a pokles úrovně přenosu zpráv mezi prvky sítě. V některých případech není možné poruchu identifikovat bez použití analyzátoru plechovky.
Moderní automobily využívají elektronické řídicí jednotky (ECU – Electronic Control Unit) pro sledování a ovládání různých systémů strojů, jako je hydraulika, převodovka a motor.
Stejně jako lze do jedné sítě propojit počítače, lze propojit i řídicí jednotky v autě.
Výhody síťového připojení:
- Citlivější systém ovládání
- Získejte úplnější a spolehlivější data
- Detekce chyb a správa nastavení se provádí pomocí softwaru.
Například ECU motoru může komunikovat s jinými ECU vozidla přes síťový systém UMĚT.
Systém UMĚT:Controller Area Network- síť ovladačů. CAN byl vyvinut společností Robert Bosch GmbH v polovině 80. let a nyní je široce používán v automobilovém, leteckém, traktorovém a dalších průmyslových odvětvích.
Elektronický komunikační systém CAN, který spojuje všechny řídicí jednotky stroje do sítě společným kabelem (sběrnicí) a sestávající z jednoho páru vodičů, se nazývá sběrnice CAN. Zakódovaná data jsou posílána z řídicích jednotek na sběrnici CAN.
Výkres - CAN sběrnice sestávající ze 4 řídicích jednotek.
Nahoře je sběrnice CAN sestávající ze 4 řídicích jednotek. Odpovídající odpory (terminátory, rezistory) jsou instalovány na koncích společného kabelu (sběrnice). Obvykle je odpor každého rezistoru 120 Ohmů. Použití přizpůsobovacích odporů na koncích systému zabraňuje odrazu signálu na konci vedení, čímž je zajištěn normální provoz celé sítě CAN.
Přenos signálu na sběrnici CAN je realizován pomocí dvou vodičů stočených k sobě (twisted pair, Twisted Pair).
V našem případě blok č. 2 posílá jeden signál přes dva kroucené vodiče na sběrnici CAN a tento signál bude mít na každém krouceném vodiči jiné napětí. Ostatní bloky v síti čtou signál a určují, pro který blok je určen a jaký příkaz je třeba provést (bloky č. 1 a č. 4)
Stejný signál je přenášen do dvou vodičů (CAN High a CAN low) s různým napětím pomocí metody „rozdílového přenosu dat“. V klidu je napětí na vodičích CAN High a CAN low 2,5 V. Tento stav se nazývá „recesivní“ a zjednodušeně odpovídá hodnotě bitu „0“ při přechodu na aktivní „dominantu“. stavu (jakýkoli síťový prvek může takový stav vytvořit), napětí na vodiči CAN High se zvýší nejméně o 1 V až 3,5 V a CAN low se sníží také o 1 V až 1,5 V. Aby bylo možné „pochopit“ rozdíl napětí mezi CAN High a CAN low, je každá řídicí jednotka připojena ke sběrnici CAN přes transceiver, kde se rozdíl napětí U CAN Hi a U CAN Lo převádí na konečné napětí U DIFF. Rozdíl mezi CAN High a CAN low bude 2V a přijímající řídicí jednotky jej budou vnímat jako bitovou hodnotu rovnou "1". Tento „rozdílový přenos“ signálu eliminuje vliv základního napětí 2,5 V a další napěťové rázy v důsledku různých rušení na činnost řídicích jednotek. Například pokles napětí v palubní síti o 1,5 V nastane v důsledku zapojení výkonného spotřebiče do sítě: U CAN Hi a U CAN Lo v klidu 2,5 -1,5 = 1 V (U DIFF = 1 - 1 = 0 - Bitová hodnota “0”) Rozdíl při přechodu do dominantního stavu U CAN Hi = 2,5 +1 -1,5 = 2 V; U CAN Lo = 2,5 -1 -1,5 = 0 V. Celkem U DIFF = 2 - 0 = 2 V (bitová hodnota “1”), ani takto neskutečný úbytek neovlivnil provoz.
Výkres - Princip linky CAN
Takto jsou signály přenášeny přes sběrnici CAN. Tyto signály samy o sobě jsou „rámce“ (zprávy), které jsou přijímány všemi prvky sítě CAN. Informace o užitečné zátěži v rámci se skládá z identifikačního pole (identifikátoru) o délce 11 bitů (standardní formát) nebo 29 bitů (rozšířený formát, nadmnožina předchozího) a datového pole o délce 0 až 8 bajtů. Identifikační pole vypovídá o obsahu paketu a používá se k určení priority, když se několik síťových uzlů pokouší vysílat současně. Kromě užitečných informací obsahuje rámec (zpráva) také servisní informace. Je reprezentován kontrolními poli, kontrolním polem a dalšími poli. Na konci rámce je "konec pole zprávy"
Na sběrnici CAN musí být zprávy z řídicích jednotek přenášeny na společnou sběrnici, aby se pak předešlo konfliktům mezi bloky, každý uzel před odesláním rámce kontroluje síť na přenos dominantního bitu. Zařízení vysílající dominantní bit je považováno za prioritní. Zařízení tedy bude čekat na uvolnění linky CAN. Tento provozní algoritmus na jedné straně zvyšuje výkon, ale na druhé straně, pokud jedna z řídicích jednotek nefunguje správně, může být CAN sběrnice zcela „zatížena“ a ostatní jednotky nebo prvky sítě CAN nebudou schopny odesílat zprávy (linka pro ně bude vždy obsazena).
Výkres - Struktura zprávy
Na závěr příklad práce:
Přepnutím tlačítka iniciujeme příkaz řídící jednotky č. 1 k přenosu zpráv na sběrnici CAN. Blok č. 2 zprávu přijme a ve zprávě rozluští, že pro něj přišel rámeček s příkazem rozsvítit světlo. Palubní napětí je dodáváno spotřebiteli.
Výkres -Princip komunikace prostřednictvím UMĚT
Toto je princip činnosti sběrnice CAN bez specifických vybrání. Za zmínku také stojí, že sběrnice CAN může mít své vlastní charakteristiky v závislosti na aplikaci a výrobci. V článku jsem hovořil o nejběžnější sběrnici CAN, kterou najdeme v moderních nákladních a osobních automobilech, traktorech a různé speciální výbavě.
