Μαθήματα:
- Γενικό λεωφορείο LIN
- Υπολειπόμενο και κυρίαρχο
- Πλαίσια δεδομένων
- Πλαίσιο μετάδοσης και πλαίσιο απόκρισης
- Επικοινωνία διαύλου LIN του κουμπιού θέρμανσης καθισμάτων
- Επικοινωνία διαύλου LIN του κινητήρα υαλοκαθαριστήρα
- Σφάλμα στην επικοινωνία με το μοτέρ των υαλοκαθαριστήρων
- Παρεμβολές λόγω αντίστασης μετάβασης στο καλώδιο διαύλου LIN
Γενικό λεωφορείο LIN:
Ο δίαυλος LIN (αυτή είναι η συντομογραφία του τοπικού δικτύου διασύνδεσης) δεν λειτουργεί όπως ένας δίαυλος CAN με δύο καλώδια, αλλά με ένα καλώδιο μεταξύ δύο ή περισσότερων μονάδων ελέγχου. Το λεωφορείο LIN έχει έναν κύριο και έναν σκλάβο. ο κύριος στέλνει ένα μήνυμα και ο σκλάβος το λαμβάνει. Το master είναι σε επαφή με ένα από τα άλλα δίκτυα, όπως το ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΟ λεωφορείο ή το CAN-bus.
Ο πλοίαρχος μπορεί α συσκευή ελέγχου ή να είναι ένας απλός διακόπτης και ο σκλάβος α αισθητήρα, ενεργοποιητή ή συσκευή ελέγχου. Αυτό θα μπορούσε, για παράδειγμα, να συμβαίνει κατά τον έλεγχο ενός συμπιεστή κλιματισμού ή κατά τη λειτουργία ενός κινητήρα παραθύρου. Ο διακόπτης είναι ο κύριος και ο κινητήρας παραθύρου είναι ο σκλάβος.
Ορισμένες εφαρμογές όπου ο δίαυλος LIN χρησιμοποιείται για έλεγχο περιλαμβάνουν:
- Συρόμενη/ανακλινόμενη οροφή
- Ρύθμιση καθρέφτη
- Κινητήρες παραθύρων
- Κλειδαριές πορτών
- Ηλεκτρική ρύθμιση καθίσματος
Η εικόνα στα δεξιά δείχνει πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί ο δίαυλος LIN σε μια πόρτα. Το master συνδέεται με την πύλη μέσω του διαύλου CAN (πορτοκαλί και πράσινο καλώδιο). Τέσσερις σκλάβοι συνδέονται με τον κύριο. το επάνω για τη ρύθμιση του καθρέφτη, κάτω από αυτό για τα ηλεκτρονικά της λαβής της πόρτας και από κάτω στα αριστερά για την κλειδαριά και στα δεξιά για το μοτέρ παραθύρου.
Σε σύγκριση με το λεωφορείο CAN, το λεωφορείο LIN είναι απλό και αργό. Η ταχύτητα του διαύλου LIN είναι περίπου 1 έως το μέγιστο 20 Kbit/s (σε σύγκριση με το δίαυλο CAN με μέγιστη ταχύτητα 20 Mb/s). Αυτό καθιστά πολύ φθηνότερο την ανάπτυξη και την παραγωγή των ανταλλακτικών. Επειδή δεν είναι σημαντικό τα παραπάνω συστήματα να ελέγχονται μέσω ενός πολύ γρήγορου δικτύου όπως ο δίαυλος CAN, αρκεί ένα αργό δίκτυο όπως ο δίαυλος LIN. Επιπλέον, το μέγιστο μήκος της καλωδίωσης είναι 40 μέτρα και μπορούν να συνδεθούν το πολύ 16 συσκευές ελέγχου (δηλαδή έως και 16 slaves).
Ο δίαυλος LIN είναι συνδεδεμένος με το πύλη. Η πύλη επιτρέπει την επικοινωνία με άλλους τύπους δικτύων, όπως ο δίαυλος CAN ή MOST.
Υπολειπόμενο και κυρίαρχο:
Ο κύριος στέλνει ένα μήνυμα στον δούλο. Αυτές οι πληροφορίες μεταδίδονται χρησιμοποιώντας τάσεις που είναι 0 βολτ ή 12 βολτ. Το σήμα διαύλου LIN μπορεί να μετρηθεί με τον παλμογράφο.
Στο σημείο 1 υπάρχει τάση 13 βολτ στο δίαυλο. Στο σημείο 2 ο κύριος αρχίζει να στέλνει ένα μήνυμα. Ο πλοίαρχος αλλάζει το λεωφορείο στη γείωση (σημείο 3). Μέσα σε 0,1 χιλιοστά του δευτερολέπτου η γραμμή ανεβαίνει ξανά στα 13 βολτ. Κατά το διάστημα που ο δίαυλος είναι συνδεδεμένος στη γείωση, πραγματοποιείται μεταφορά πληροφοριών.
Όταν η τάση στο δίαυλο είναι ίση με την τάση της μπαταρίας, ονομάζεται υπολειπόμενη. Κατά τη διάρκεια της υπολειπόμενης τάσης δεν μεταδίδεται καμία πληροφορία. Το υπολειπόμενο bit είναι "0".
Μόνο όταν ο δίαυλος βραχυκυκλωθεί στη γείωση θα σχηματιστεί ένα «1». Αυτό ονομάζεται κυρίαρχο κομμάτι. Στο σήμα ο δίαυλος γίνεται κυρίαρχος και μετά υπολειπόμενος αρκετές φορές. Ο χρόνος που ο δίαυλος είναι κυρίαρχος ή υπολειπόμενος διαφέρει επίσης (η μία οριζόντια γραμμή είναι ευρύτερη από την άλλη). Αυτή η μεταβαλλόμενη τάση δημιουργεί ένα σήμα με μονάδες και μηδενικά.
Το ποσό των μονάδων και μηδενικών σχηματίζει ένα σήμα που αναγνωρίζεται από τον slave. Ο συνδυασμός 01101100010100 μπορεί να σημαίνει: μοτέρ παραθύρου επάνω. Το σχετικό μοτέρ παραθύρου θα σηκώσει το παράθυρο με αυτήν την εντολή. Όταν το παράθυρο φτάσει στην υψηλότερη θέση, ο κινητήρας παραθύρου (ο slave) θα στείλει ένα σήμα στον κύριο ότι σταματά να ελέγχει. Σε αυτή την περίπτωση, ο δίαυλος LIN δεν γίνεται εντελώς υπολειπόμενος, αλλά τα byte δεδομένων στο σήμα αλλάζουν.
Ο δίαυλος LIN δεν γίνεται ποτέ εντελώς υπολειπόμενος κατά τη χρήση του αυτοκινήτου. υπάρχει επικοινωνία μεταξύ του κυρίου και των σκλάβων ανά πάσα στιγμή. Εάν το slave δεν επικοινωνεί επειδή έχει διακοπεί το καλώδιο του διαύλου LIN ή εάν το slave έχει πρόβλημα τροφοδοσίας ή γείωσης και δεν μπορεί να ενεργοποιηθεί, ο κύριος θα διασφαλίσει ότι ένας κωδικός σφάλματος έχει αποθηκευτεί στη μονάδα ελέγχου.
Πλαίσια ημερομηνίας:
Ένα σήμα διαύλου LIN αποτελείται από ένα πλαίσιο που αποτελείται από διαφορετικά πεδία. Το παρακάτω σήμα δείχνει πώς κατασκευάζεται ένα πλαίσιο δεδομένων.
- Πεδίο διακοπής (Break): Το πεδίο Break χρησιμοποιείται για την ενεργοποίηση όλων των συνδεδεμένων εξαρτημάτων για ακρόαση των επόμενων τμημάτων του καρέ. Το πεδίο διακοπής αποτελείται από ένα bit έναρξης και τουλάχιστον 13 κυρίαρχα bit (στο κυρίαρχο τμήμα η τάση είναι 0 volt), ακολουθούμενα από ένα υπολειπόμενο bit. Το πεδίο Break επομένως χρησιμεύει ως μήνυμα έναρξης του πλαισίου για όλους τους slaves στο λεωφορείο.
- Πεδίο συγχρονισμού (Synch): λόγω των κρυστάλλων που λείπουν στα slaves, ο χρόνος μετάδοσης πρέπει να προσδιορίζεται ξανά για κάθε μήνυμα. Μετρώντας το χρόνο μεταξύ των καθορισμένων ακμών ανόδου και πτώσης, το κύριο ρολόι συγχρονίζεται και έτσι προσδιορίζεται η ταχύτητα μετάδοσης. Ο εσωτερικός ρυθμός baud υπολογίζεται εκ νέου για κάθε μήνυμα.
- Αναγνωριστικό (ID): το αναγνωριστικό υποδεικνύει εάν το μήνυμα είναι πλαίσιο μετάδοσης ή πλαίσιο απόκρισης. Τα πλαίσια μετάδοσης και απόκρισης περιγράφονται στην επόμενη ενότητα.
- Πεδία δεδομένων (Δεδομένα 1 & 2): περιέχουν τα byte δεδομένων και περιέχουν τις πληροφορίες που πρέπει να σταλούν (για παράδειγμα την πραγματική εντολή από τον κύριο στον υποτελή ή πληροφορίες αισθητήρα από τον υποτελή στον κύριο).
- Άθροισμα ελέγχου (Έλεγχος): Το άθροισμα ελέγχου είναι ένα πεδίο ελέγχου που ελέγχει εάν έχουν ληφθεί όλα τα δεδομένα. Τα δεδομένα στο πεδίο αθροίσματος ελέγχου χρησιμοποιούνται για την εκτέλεση ενός υπολογισμού που πρέπει να αντιστοιχεί στα δεδομένα που λαμβάνονται στα πεδία δεδομένων. Εάν το αποτέλεσμα είναι θετικό, το μήνυμα γίνεται αποδεκτό. Σε περίπτωση αρνητικού αποτελέσματος, πραγματοποιείται χειρισμός σφαλμάτων. Θα δοκιμαστεί ξανά στην αρχή.
- Interframe Space (IFS): ο δίαυλος LIN γίνεται υπολειπόμενος για έναν αριθμό bit πριν σταλεί ένα νέο μήνυμα. Μετά το IFS, ο κύριος μπορεί να στείλει ένα νέο μήνυμα.
Το λεωφορείο είναι υπολειπόμενο για ορισμένο χρονικό διάστημα μεταξύ των διαφορετικών πεδίων. Ο χρόνος αυτός καταγράφεται στο πρωτόκολλο. Ακολουθεί το πεδίο Break του επόμενου σταλμένου μηνύματος.
Πλαίσιο μετάδοσης και πλαίσιο απόκρισης:
Το αναγνωριστικό στο μήνυμα υποδεικνύει εάν είναι πλαίσιο μετάδοσης ή πλαίσιο απόκρισης. Το πλαίσιο μετάδοσης αποστέλλεται από τον κύριο (αυτό ονομάζεται TX-ID) και το πλαίσιο απόκρισης αποστέλλεται από τον υποτελή (RX-ID). Και τα δύο μηνύματα περιέχουν τα πεδία πεδίου διακοπής, συγχρονισμού και αναγνωριστικού μηνύματος που δημιουργούνται από το κύριο. Ανάλογα με το αν πρόκειται για πλαίσιο Tx ή Rx, το μήνυμα ολοκληρώνεται από τον κύριο ή τον υποτελή. Τα πλαίσια Tx και Rx αποστέλλονται εναλλάξ.
Επικοινωνία διαύλου LIN του κουμπιού θέρμανσης καθισμάτων:
Αυτή η ενότητα δίνει ένα παράδειγμα ελέγχου της θέρμανσης του καθίσματος μέσω διαύλου LIN. Ο πίνακας ελέγχου του κλιματισμού περιέχει ένα κουμπί για τη θέρμανση του καθίσματος. Υπάρχουν τρία LED κάτω από το κουμπί που υποδεικνύουν σε ποια θέση βρίσκεται η θέρμανση του καθίσματος. Πατώντας πολλές φορές το κουμπί θα αλλάξει η ρύθμιση θέρμανσης καθίσματος (η θέση 1 είναι η χαμηλότερη και η θέση 3 η υψηλότερη θέση). Στην παρακάτω εικόνα, τρεις λυχνίες LED ανάβουν για να υποδείξουν την υψηλότερη ρύθμιση της θέρμανσης του καθίσματος. Αυτή η ενότητα χρησιμοποιεί ένα διάγραμμα για να εξηγήσει τον τρόπο επικοινωνίας μέσω του διαύλου LIN για τον έλεγχο των LED όταν λειτουργεί ο διακόπτης.
Παρακάτω ηλεκτρικό διάγραμμα είναι από τη θέρμανση καθισμάτων. Ο πίνακας ελέγχου του κλιματισμού είναι επίσης η μονάδα ελέγχου G600. Οι διακόπτες και τα LED της θέρμανσης καθισμάτων αριστερά και δεξιά είναι ορατά στον πίνακα ελέγχου. Τα βέλη δίπλα στις μονάδες ελέγχου υποδεικνύουν ότι η μονάδα ελέγχου είναι μεγαλύτερη από αυτή που φαίνεται στο διάγραμμα. η μονάδα ελέγχου συνεχίζει σε άλλα σχήματα.
Όταν πατηθεί ένα κουμπί θέρμανσης καθίσματος στον πίνακα ελέγχου, στέλνει ένα σήμα μέσω του διαύλου LIN στη μονάδα ελέγχου ηλεκτρονικών συστημάτων άνεσης (G100).
Η μονάδα ελέγχου G100 θα ενεργοποιήσει τη θέρμανση του καθίσματος τροφοδοτώντας με ρεύμα τον ακροδέκτη 21 ή 55 στον σύνδεσμο T45. Η τάση ρυθμίζεται στη θέση του διακόπτη (χαμηλή τάση στη θέση 1, μέγιστη τάση στη θέση 3). Ένα σύμβολο ενός θερμοαισθητήρα εμφανίζεται δίπλα στο θερμαντικό στοιχείο. Αυτός είναι ένας αισθητήρας NTC που στέλνει τη θερμοκρασία στη μονάδα ελέγχου και έτσι προστατεύει τα θερμαντικά στοιχεία του καθίσματος από υπερθέρμανση.
Κατά τη λειτουργία του διακόπτη, ο εξαρτημένος θα μετατρέψει αυτήν τη φυσική θέση του διακόπτη σε μια τιμή bit. Αφού ο κύριος στείλει ένα πλαίσιο απόκρισης, ο εξαρτημένος θα τοποθετήσει αυτήν την τιμή bit στα byte δεδομένων (δείτε την αλλαγή στο πλαίσιο Δεδομένα 1 στην εικόνα 2). Αυτή η τιμή bit προωθείται μέχρι να απελευθερωθεί ο διακόπτης. Όταν το κουμπί επιστρέψει στη θέση ηρεμίας, το σήμα θα αλλάξει ξανά στο αρχικό σήμα (εικόνα 1).
Εικόνα 1: σήμα με το κουμπί στη θέση ανάπαυσης στο πλαίσιο απόκρισης:
Εικόνα 2: σήμα με πατημένο το κουμπί στο πλαίσιο απόκρισης:
Αφού το master λάβει τις τιμές bit από τον πατημένο διακόπτη, ελέγχει το LED στον διακόπτη τοποθετώντας μια τιμή bit στα byte δεδομένων του πλαισίου εκπομπής. Και σε αυτήν την περίπτωση, η εικόνα της τάσης αλλάζει σε Δεδομένα 1 ή Δεδομένα 2 όπως στο παραπάνω παράδειγμα. Η λυχνία LED παραμένει αναμμένη έως ότου η κύρια μονάδα στείλει μια εντολή ότι η λυχνία LED πρέπει να απενεργοποιηθεί.
Επικοινωνία διαύλου LIN του κινητήρα υαλοκαθαριστήρα:
Ο κινητήρας του υαλοκαθαριστήρα ελέγχεται όλο και περισσότερο μέσω του διαύλου LIN. Η λειτουργία και τα πλεονεκτήματα σε σύγκριση με το συμβατικό σύστημα περιγράφονται στη σελίδα μοτέρ υαλοκαθαριστήρα. Σε αυτή τη σελίδα εξετάζονται τα σήματα και εμφανίζονται εικόνες εύρους δυσλειτουργιών που μπορεί να προκύψουν.
Όπως περιγράφηκε προηγουμένως, ο δίαυλος LIN αποτελείται από έναν κύριο και έναν ή περισσότερους slaves. Στο παραπάνω διάγραμμα, η ECU (κεντρική μονάδα ελέγχου ηλεκτρονικών) είναι ο κύριος και το RLS (αισθητήρας βροχής/φωτός) και το RWM (μοτέρ υαλοκαθαριστήρα) είναι οι σκλάβοι. Η παρακάτω εικόνα εμβέλειας δείχνει τρία σήματα τοποθετημένα το ένα μετά το άλλο στο δίαυλο LIN.
Τα πεδία Break και Synch είναι ευδιάκριτα σε κάθε σήμα. Στα επόμενα σήματα είναι αδύνατο να προσδιοριστεί από τι προέρχονται ή τι ακριβώς αποστέλλεται. Αυτό που γνωρίζουμε είναι ότι ο κύριος υποδεικνύει στο πεδίο Αναγνώριση για ποιο slave προορίζεται το μήνυμα. Το πεδίο ID υποδεικνύει επίσης εάν η υποτελής μονάδα πρέπει να λάβει το μήνυμα (Πλαίσιο μετάδοσης) ή εάν η υποτελής μονάδα πρέπει να στείλει ένα μήνυμα πίσω, δηλαδή να απαντήσει (πλαίσιο απόκρισης). Ένα πλαίσιο μετάδοσης θα μπορούσε να απαιτήσει από το slave τον έλεγχο του ενεργοποιητή, όπως η ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση του κινητήρα του υαλοκαθαριστήρα. Με ένα πλαίσιο απόκρισης, ο πλοίαρχος μπορεί να ζητήσει την τρέχουσα τιμή της υγρασίας στο παρμπρίζ από τον αισθητήρα βροχής. Αυτή η τιμή επιτρέπει στον κύριο (το ECU) να καθορίσει σε ποια ταχύτητα πρέπει να ελέγχεται ο κινητήρας των υαλοκαθαριστήρων. Τα πραγματικά δεδομένα που θα σταλούν τοποθετούνται στα πεδία Δεδομένα. Αυτή θα μπορούσε, για παράδειγμα, να είναι η ταχύτητα με την οποία θα πρέπει να ελέγχεται ο κινητήρας του υαλοκαθαριστήρα. Μπορεί να είναι δυνατά πολλά πεδία δεδομένων.
Η εικόνα εύρους είναι με το μοτέρ υαλοκαθαριστήρα σβηστό και σε μια κατάσταση όπου δεν υπάρχει υγρασία στο παρμπρίζ. Ωστόσο, η συνεχής επικοινωνία λαμβάνει χώρα μεταξύ του αφέντη και των σκλάβων.
Η ECU στον κινητήρα του υαλοκαθαριστήρα αναγνωρίζει μια αλλαγή σε ένα ή περισσότερα bit σε αυτό το σήμα ότι πρέπει να ενεργοποιηθεί.
Σφάλμα επικοινωνίας με τον κινητήρα του υαλοκαθαριστήρα:
Όταν αποσυνδεθεί ο κινητήρας του υαλοκαθαριστήρα, ο πλοίαρχος προσπαθεί να φτάσει στο slave. Αυτό μπορεί να συμβεί όταν ο κινητήρας έχει πρόβλημα τροφοδοσίας ή όταν διακόπτεται το καλώδιο διαύλου LIN. Η κύρια μονάδα στέλνει τα πεδία Break, Sync και ID με ένα bit Response, αλλά ο κινητήρας υαλοκαθαριστήρα δεν ανταποκρίνεται. Σε αυτήν την περίπτωση, η κύρια μονάδα θα αποθηκεύσει έναν κωδικό σφάλματος DTC που σχετίζεται με το πρόβλημα επικοινωνίας. Ένας τέτοιος κωδικός σφάλματος υποδεικνύεται από το U (Δίκτυο χρηστών). Επίσης, θα προσπαθεί συνεχώς να προσεγγίσει τον δούλο για να ξαναρχίσει την επικοινωνία.
Για να επιλύσετε αυτό το σφάλμα, πρέπει να ελεγχθεί το καλώδιο διαύλου LIN του κινητήρα του υαλοκαθαριστήρα. Μπορεί να έχει εισχωρήσει υγρασία στο βύσμα, προκαλώντας διάβρωση, προκαλώντας διακοπή της σύνδεσης μεταξύ του καλωδίου και του κινητήρα του υαλοκαθαριστήρα. Μια άλλη πιθανότητα είναι ότι το καλώδιο διαύλου LIN έχει διακοπεί κάπου στην πλεξούδα καλωδίωσης.
Παρεμβολές λόγω αντίστασης μετάβασης στο καλώδιο διαύλου LIN
Η ζημιά σε ένα καλώδιο επειδή έχει κολλήσει, έχει τρίψει πάνω σε κάτι ή όταν κάποιος έχει τρυπήσει το καλώδιο με έναν αισθητήρα μέτρησης, μπορεί τελικά να οδηγήσει σε αντίσταση μετάβασης, με αποτέλεσμα απώλεια τάσης. Μια απώλεια τάσης σε ένα καλώδιο τροφοδοσίας ενός καταναλωτή διασφαλίζει ότι ο καταναλωτής έχει λιγότερη τάση για να λειτουργήσει σωστά. Σε αυτήν την περίπτωση, η θέση της αντίστασης μετάβασης μπορεί να ανιχνευθεί με μια μέτρηση V4.
Μια αντίσταση μετάβασης σε ένα καλώδιο διαύλου LIN δεν προκαλεί πτώση της υπολειπόμενης τάσης. Ωστόσο, έχει μεγάλη επιρροή στο σήμα. Η πολύ μεγάλη αντίσταση μετάβασης μπορεί να διασφαλίσει ότι το σήμα εξακολουθεί να είναι ορατό στον παλμογράφο, αλλά η ποιότητα είναι πολύ κακή για καλή επικοινωνία. Σε αυτήν την περίπτωση, οι σκλάβοι του σχετικού διαύλου LIN δεν θα εκτελούν πλέον τίποτα.
Η εικόνα εύρους χρησιμεύει ως παράδειγμα για τα ακόλουθα δύο σήματα όπου υπάρχει αντίσταση μετάβασης.
Η δεύτερη εικόνα εύρους είναι ένα σήμα όπου μια αντίσταση μετάβασης έχει προκαλέσει μια αλλαγή στο σήμα. Οι πλευρές που ανεβαίνουν και πέφτουν στην εικόνα είναι πιο λοξές και έχουν μυτερό σχήμα στο πάνω και στο κάτω μέρος αντί να είναι πεπλατυσμένες.
Δεν έχει απομείνει σχεδόν τίποτα από το σήμα από την τρίτη εικόνα εμβέλειας. Αυτό συνεπάγεται ακόμη υψηλότερη αντίσταση μετάβασης. Το πεδίο διακοπής, το πεδίο συγχρονισμού και μια σειρά από μεγάλα υπολειπόμενα μέρη στο σήμα μπορούν να αναγνωριστούν, αλλά δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν.
Εάν το σήμα εμβέλειας έχει σχηματισμό πριονιού, μπορεί να υπάρχει αντίσταση μετάβασης, ακόμα κι αν το επίπεδο υπολειπόμενης τάσης είναι ίσο με την τάση της μπαταρίας. Λάβετε υπόψη ότι οι πλευρές δεν είναι ποτέ ακριβώς κάθετες, αλλά πάντα ελαφρώς λοξές. Ωστόσο, η διαφορά στα σήματα δείχνει μια σαφή απόκλιση. Για να βρείτε τη θέση του κατεστραμμένου καλωδίου, σε πολλές περιπτώσεις θα πρέπει να ελεγχθεί η πλεξούδα καλωδίωσης μεταξύ του πλοιάρχου και των πολλαπλών υποτελών. Όπου η πλεξούδα καλωδίωσης βρίσκεται δίπλα σε ραφές του αμαξώματος ή αιχμηρά μέρη του ταμπλό ή σημεία όπου μπορούν να βρεθούν ίχνη αποσυναρμολόγησης/συναρμολόγησης άλλων εξαρτημάτων, αξίζει την πρώτη προσοχή. Επισκευή μέρους του σύρματος όπου η ζημιά είναι συχνά επαρκής. Μπορείτε επίσης να επιλέξετε να αποσυνδέσετε το παλιό καλώδιο διαύλου LIN σε όλα τα άκρα στο κύριο και τα slaves και να εγκαταστήσετε ένα εντελώς νέο καλώδιο διαύλου LIN.
Σχετική σελίδα:
