emner:
- LIN bus generelt
- Recessiv og dominerende
- Datarammer
- Send ramme og svarramme
- LIN bus kommunikation af sædevarmeknappen
- LIN bus kommunikation af viskermotoren
- Fejl i kommunikationen med viskermotoren
- Interferens på grund af overgangsmodstand i LIN-busledningen
LIN bus generelt:
LIN-bussen (dette er en forkortelse af Local Interconnect Network) fungerer ikke som en CAN-bus med to ledninger, men med en ledning mellem to eller flere styreenheder. LIN-bussen har en master og en slave; masteren sender en besked og slaven modtager den. Mesteren er i kontakt med et af de andre netværk, som f.eks MEST bus eller CAN bus.
Mesteren kan en styreenhed eller være en simpel switch og slaven en sensor, aktuator eller en styreanordning. Det kan for eksempel være ved styring af en klimakompressor eller ved betjening af en vinduesmotor. Kontakten er masteren og vinduesmotoren er slaven.
Nogle applikationer, hvor LIN-bus bruges til kontrol, omfatter:
- Skyde-/vippetag
- Spejljustering
- Vinduesmotorer
- Dørlåse
- Elektrisk sædejustering
Billedet til højre viser, hvordan LIN-bussen kan bruges i en dør. Masteren er forbundet til gatewayen via CAN-bussen (orange og grønne ledninger). Fire slaver er knyttet til mesteren; den øverste til spejljustering, under den til dørhåndtagets elektronik og under den til venstre for låsen og til højre for vinduesmotoren.
Sammenlignet med CAN-bus er LIN-bus enkel og langsom. LIN-bussens hastighed er cirka 1 til maksimalt 20 Kbit/s (sammenlignet med CAN-bus med en maksimal hastighed på 20 Mb/s). Det gør det meget billigere at udvikle og producere delene. Fordi det ikke er vigtigt for ovenstående systemer, at de styres via et meget hurtigt netværk såsom CAN bus, er et langsomt netværk såsom LIN bus tilstrækkeligt. Ydermere er den maksimale længde af kablerne 40 meter, og der kan maksimalt tilsluttes 16 styreenheder (dvs. op til 16 slaver).
LIN-bussen er tilsluttet gateway. Gatewayen tillader kommunikation med andre typer netværk, såsom CAN- eller MOST-bussen.
Recessiv og dominerende:
Mesteren sender en besked til slaven. Denne information overføres ved hjælp af spændinger, der er 0 volt eller 12 volt. LIN-bussignalet kan måles med oscilloskopet.
Ved punkt 1 er der en spænding på 13 volt på bussen. Ved punkt 2 begynder masteren at sende en besked. Master skifter bussen til jord (punkt 3). Inden for 0,1 millisekund stiger linjen igen til 13 volt. I den tid, bussen er tilsluttet jord, finder informationsoverførsel sted.
Når spændingen på bussen er lig med batterispændingen, kaldes det recessiv. Under den recessive spænding overføres ingen information. Den recessive bit er et "0".
Først når bussen er kortsluttet til jord, vil der blive dannet et "1". Dette kaldes en dominant bit. I signalet bliver bussen dominerende og derefter recessiv flere gange. Den tid, hvor bussen er dominant eller recessiv, er også forskellig (den ene vandrette linje er bredere end den anden). Denne varierende spænding skaber et signal med etere og nuller.
Mængden af enere og nuller danner et signal, der genkendes af slaven. Kombinationen 01101100010100 kan betyde: vinduesmotor op. Den relevante vinduesmotor hæver vinduet med denne kommando. Når vinduet har nået den højeste position, vil vinduesmotoren (slaven) sende et signal til masteren om, at den holder op med at styre. I så fald bliver LIN-bussen ikke helt recessiv, men databytene i signalet ændres.
LIN-bussen bliver aldrig helt recessiv under bilbrug; der er kommunikation mellem herren og slaverne til enhver tid. Hvis slaven ikke kommunikerer, fordi LIN-busledningen er afbrudt, eller hvis slaven har et strøm- eller jordproblem og ikke kan tændes, sørger masteren for, at der gemmes en fejlkode i styreenheden.
Dato rammer:
Et LIN-bussignal består af en ramme, der består af forskellige felter. Signalet nedenfor viser, hvordan en dataramme er opbygget.
- Break-felt (Break): Break-feltet bruges til at aktivere alle tilsluttede slaver til at lytte til de næste dele af rammen. Brydefeltet består af en startbit og mindst 13 dominante bit (i den dominerende del er spændingen 0 volt), efterfulgt af en recessiv bit. Break-feltet fungerer derfor som en start-of-frame-meddelelse for alle slaver på bussen.
- Synkroniseringsfelt (Synch): på grund af de manglende krystaller i slaverne skal sendetiden fastlægges igen for hver besked. Ved at måle tiden mellem de fastlagte stigende og faldende flanker synkroniseres masteruret og dermed bestemmes transmissionshastigheden. Den interne baudrate genberegnes for hver besked.
- Identifikator (ID): identifikatoren angiver, om meddelelsen er en senderamme eller en svarramme. Sende- og svarrammerne er beskrevet i næste afsnit.
- Datafelter (Data 1 & 2): indeholder databytes og indeholder den information, der skal sendes (for eksempel den faktiske kommando fra masteren til slaven, eller sensorinformation fra slaven til masteren).
- Checksum (Check): Checksummen er et kontrolfelt, der kontrollerer om alle data er modtaget. Dataene i kontrolsum-feltet bruges til at udføre en beregning, der skal svare til de data, der modtages i datafelterne. Hvis resultatet er positivt, accepteres beskeden. Ved negativt udfald udføres fejlhåndtering. Det vil blive prøvet igen i første omgang.
- Interframe Space (IFS): LIN-bussen gøres recessiv i et antal bit, før en ny besked sendes. Efter IFS kan masteren sende en ny besked.
Bussen er recessiv i en vis tid mellem de forskellige felter. Denne tid er registreret i protokollen. Dette efterfølges af feltet Break for den næste sendte besked.
Send ramme og svarramme:
Identifikationen i meddelelsen angiver, om det er en senderamme eller en svarramme. Senderammen sendes af masteren (dette kaldes et TX-ID), og svarrammen sendes af slaven (RX-ID). Begge meddelelser indeholder felterne breakfield, synch og message ID genereret af masteren. Afhængigt af om det er en Tx- eller en Rx-ramme, fuldføres meddelelsen af masteren eller slaven. Tx- og Rx-rammerne sendes skiftevis.
LIN bus kommunikation af sædevarmeknappen:
Dette afsnit giver et eksempel på styring af sædevarmen via LIN-bus. Klimaanlæggets kontrolpanel indeholder en knap til sædevarmen. Der er tre lysdioder under knappen, der angiver, hvilken position sædevarmen er i. Et tryk på knappen flere gange vil ændre sædevarmeindstillingen (position 1 er den laveste og position 3 er den højeste position). På billedet nedenfor lyser tre LED'er for at angive den højeste indstilling af sædevarmen. Dette afsnit bruger et diagram til at forklare, hvordan man kommunikerer via LIN-bussen for at styre LED'erne, når kontakten betjenes.
Under elektrisk diagram er fra sædevarmen. Aircondition-kontrolpanelet er også G600-kontrolenheden. Sædevarmens kontakter og lysdioder til venstre og højre er synlige i kontrolpanelet. Pilene ved siden af styreenhederne angiver, at styreenheden er større end vist på diagrammet; kontrolenheden fortsætter i andre ordninger.
Når der trykkes på en sædevarmeknap på betjeningspanelet, sender den et signal via LIN-bussen til komfortelektronikstyringen (G100).
Styreenheden G100 tænder for sædevarmen ved at levere strøm til ben 21 eller 55 på stik T45. Spændingen justeres til kontaktens position (lavspænding i position 1, maksimal spænding i position 3). Et symbol for en termosensor vises ved siden af varmelegemet. Dette er en NTC-sensor, der sender temperaturen til styreenheden og dermed beskytter sædevarmeelementerne mod overophedning.
Når kontakten betjenes, vil slaven konvertere denne fysiske position af kontakten til en bitværdi. Efter at masteren har sendt en svarramme, vil slaven placere denne bitværdi i databytes (se ændringen i Data 1-rammen i billede 2). Denne bitværdi videresendes, indtil kontakten slippes. Når knappen sættes tilbage til hvilepositionen, vil signalet skifte tilbage til det oprindelige signal (billede 1).
Billede 1: signaler med knappen i hvilepositionen i svarrammen:
Billede 2: signal med knappen trykket i svarrammen:
Efter at masteren har modtaget bitværdierne fra den nedtrykte switch, styrer den LED'en i switchen ved at placere en bitværdi i databytene i transmissionsrammen. Også i dette tilfælde ændres spændingsbilledet til Data 1 eller Data 2 som i eksemplet ovenfor. Lysdioden forbliver tændt, indtil masteren sender en kommando om, at lysdioden skal slukkes.
LIN bus kommunikation af viskermotoren:
Vinduesviskermotoren styres i stigende grad via LIN-bussen. Betjeningen og fordelene i forhold til det konventionelle system er beskrevet på siden forrudeviskermotor. På denne side undersøges signalerne, og der vises scopebilleder af fejl, der kan opstå.
Som beskrevet tidligere består LIN-bussen af en master og en eller flere slaver. I ovenstående diagram er ECU (central elektronikkontrolenhed) masteren, og RLS (regn/lyssensor) og RWM (viskermotor) er slaver. Scopebilledet nedenfor viser tre signaler placeret efter hinanden på LIN-bussen.
Break og Synch felterne er tydeligt synlige i hvert signal. I de efterfølgende signaler er det umuligt at afgøre, hvad de er fra, eller hvad der præcist sendes. Hvad vi ved er, at masteren angiver i feltet Identifikation, hvilken slave beskeden er beregnet til. ID-feltet angiver også, om slaven skal modtage beskeden (Transmit frame), eller om slaven skal sende en besked tilbage, det vil sige svar (Response frame). En senderamme kan kræve, at slaven skal styre aktuatoren, såsom at tænde eller slukke for viskermotoren. Med en Response-ramme kan masteren anmode om den aktuelle værdi af fugten på forruden fra regnsensoren. Denne værdi gør det muligt for masteren (ECU'en) at bestemme, med hvilken hastighed viskermotoren skal styres. De faktiske data, der skal sendes, placeres i datafelterne. Det kan for eksempel være den hastighed, som vinduesviskermotoren skal styres med. Flere datafelter kan være mulige.
Kikkertbilledet er med slukket forrudeviskermotor og i en situation, hvor der ikke registreres fugt på forruden. Ikke desto mindre foregår der kontinuerlig kommunikation mellem herren og slaverne.
ECU'en i forrudeviskermotoren genkender en ændring i en eller flere bits i dette signal om, at den skal tændes.
Fejl i kommunikationen med viskermotoren:
Når viskermotoren er frakoblet, forsøger masteren at nå slaven. Dette kan ske, når motoren har et strømforsyningsproblem, eller når LIN-busledningen er afbrudt. Masteren sender Break, Sync og ID felterne med en Response bit, men viskermotoren reagerer ikke. I så fald vil masteren gemme en DTC-fejlkode relateret til kommunikationsproblemet. En sådan fejlkode er angivet med U (User Network). Den vil også løbende forsøge at nå slaven for at genoptage kommunikationen.
For at afhjælpe denne fejl skal viskermotorens LIN-busledning kontrolleres. Der kan være kommet fugt ind i stikket, hvilket forårsager korrosion, hvilket medfører, at forbindelsen mellem ledningen og viskermotoren er blevet afbrudt. En anden mulighed er, at LIN-busledningen er afbrudt et sted i ledningsnettet.
Interferens på grund af overgangsmodstand i LIN-busledningen
Beskadigelse af en ledning, fordi den har siddet fast, har gnidet mod noget, eller når nogen har stukket i ledningen med en målesonde, kan i sidste ende føre til en overgangsmodstand, hvilket resulterer i et spændingstab. Et spændingstab i en forbrugers strømforsyningsledning sikrer, at forbrugeren har mindre spænding til at fungere korrekt. I så fald kan placeringen af overgangsmodstanden detekteres med en V4-måling.
En overgangsmodstand i en LIN-busledning får ikke den recessive spænding til at falde. Det har dog stor indflydelse på signalet. For stor overgangsmodstand kan sikre, at signalet stadig er synligt på oscilloskopet, men kvaliteten er for dårlig til god kommunikation. I så fald vil slaverne på den relevante LIN-bus ikke længere udføre noget.
Scopebilledet tjener som eksempel for de følgende to signaler, hvor der er en overgangsmodstand.
Det andet skopbillede er af et signal, hvor en overgangsmodstand har forårsaget en ændring i signalet. De stigende og faldende flanker i billedet er mere skrå og har en spids form foroven og forneden i stedet for at være flad.
Der er næsten intet tilbage af signalet fra det tredje scope-billede. Dette indebærer en endnu højere overgangsmodstand. Brydefeltet, synkroniseringsfeltet og en række brede recessive dele i signalet kan genkendes, men er ubrugelige.
Hvis scope-signalet har en savtandsdannelse, kan der være en overgangsmodstand, selvom det recessive spændingsniveau er lig med batterispændingen. Husk, at flankerne aldrig er helt lodrette, men altid let skråtstillede. Forskellen i signalerne viser dog en klar afvigelse. For at finde placeringen af den beskadigede ledning skal ledningsnettet mellem masteren og de flere slaver i mange tilfælde kontrolleres. Hvor ledningsnettet er placeret ved siden af karrosseriets sømme eller skarpe instrumentbrætdele, eller steder, hvor der kan findes spor af demonterings-/monteringsarbejde af andre dele, fortjener første opmærksomhed. Reparation af en del af ledningen, hvor skaden ofte er tilstrækkelig. Du kan også vælge at frakoble den gamle LIN-busledning i alle ender ved master og slaver og installere en helt ny LIN-busledning.
Relateret side:
