Asignaturas:
- Introducción
- Diagnóstico señales bus CAN velocidad baja/media
- Diagnóstico señales bus CAN alta velocidad
- Diagnóstico con el multímetro
Introducción:
Si se sospecha que hay un mal funcionamiento en el bus CAN, se puede realizar un diagnóstico midiendo, entre otras cosas, los niveles de tensión en los cables.
Al principio, el contenido del mensaje del bus CAN no es importante. Podemos realizar medidas en los cables del bus CAN tanto con el multímetro como con el osciloscopio. Las mediciones con el multímetro sí tienen una limitación; al medir las tensiones sólo se indica un valor medio. El multímetro es suficiente hasta cierto punto para medir una interrupción o un cortocircuito. El osciloscopio es necesario para medir los niveles de voltaje y evaluar si la señal tiene un camino limpio.
En la página se explica cómo funciona un sistema de bus CAN y cómo se estructuran los mensajes. Puede transportar. Esta página se centra en la medición del bus CAN con el osciloscopio y el multímetro y se describen posibles fallos y causas.
Diagnóstico señales bus CAN velocidad baja/media:
Con un osciloscopio de dos canales, el CAN alto y el CAN bajo se pueden medir simultáneamente con respecto a tierra. Las dos imágenes de alcance siguientes muestran la señal del bus CAN del bus Comfort. A esto también se le llama “velocidad baja” o “velocidad media”. A menudo encontramos esta red en la electrónica del confort, por ejemplo en la electrónica de las puertas, el BCM, la unidad de control del aire acondicionado y el panel de instrumentos. Los voltajes son los siguientes:
- CAN-bajo: en reposo 0 voltios, activo 4 voltios;
- CAN-alto: inactivo 5 voltios, activo 1 voltio.
Cuando colocamos las líneas cero de ambos canales de medición a la misma altura de los ejes Y, las señales se fusionan. Por lo tanto, es aconsejable mover el eje Y del CAN-low hacia arriba para realizar la lectura. En la segunda imagen a continuación, las líneas cero han cambiado de altura, de modo que el perfil de voltaje de CAN alto y bajo se puede comparar correctamente.
Tenga en cuenta: las redes CAN de baja y media velocidad a menudo no están equipadas con resistencias terminales, a diferencia de la red CAN de alta velocidad. Por lo tanto, las medidas tomadas en caso de avería también son diferentes. En este apartado se muestran las posibles perturbaciones de la red de baja y media velocidad, y en el siguiente apartado se muestra la red de alta velocidad.
CAN alto en cortocircuito a tierra:
En el CAN alto hay un cortocircuito a tierra. Si el aislamiento está dañado, el cableado puede entrar en contacto con la carrocería o, en una ECU, se produce un cortocircuito a masa.
En la siguiente medición vemos una línea de voltaje constante en el canal B que es de 0 voltios.
CAN-bajo en cortocircuito a tierra:
Hay un cortocircuito a tierra en el CAN bajo. Si el aislamiento está dañado, el cableado puede entrar en contacto con la carrocería o, en una ECU, se produce un cortocircuito a masa.
En la siguiente medición vemos una línea de voltaje constante en el canal A que es de 0 voltios.
CAN-alto en cortocircuito a más:
En CAN-high hay un cierre positivo. Si el aislamiento de varios cables en un mazo de cables está dañado, los cables pueden hacer contacto entre sí o, en una ECU, se produce un cortocircuito con el positivo.
En las dos medidas siguientes vemos:
- Exceso de rango del canal: es necesario aumentar el rango de voltaje del canal B (rojo);
- En el canal B vemos (en el rango de 20 V) una línea de voltaje constante que es igual al voltaje de la batería.
CAN-bajo en cortocircuito a más:
El CAN-low tiene un circuito positivo. Si el aislamiento de varios cables en un mazo de cables está dañado, los cables pueden hacer contacto entre sí o, en una ECU, se produce un cortocircuito con el positivo.
En las dos medidas siguientes vemos:
- Exceso de rango del canal: es necesario aumentar el rango de voltaje del canal A (azul);
- En el canal A vemos (en el rango de 20 V) una línea de voltaje constante que es igual al voltaje de la batería.
CAN-alto en cortocircuito con CAN-bajo:
El CAN-bajo cambia al perfil de voltaje del CAN-alto cuando se conectan entre sí. Puede producirse un cortocircuito entre CAN alto y CAN bajo en el cableado, donde el aislamiento de ambos cables del bus CAN se ha desgastado o debido a un defecto en la placa de circuito impreso de una ECU.
En la imagen a continuación vemos la medición de dos canales donde CAN alto y bajo están en cortocircuito entre sí.
En CAN-high, la comunicación ocasionalmente cae:
La comunicación con una unidad de control en CAN high está interrumpida. Esta unidad de control ya no envía ni recibe datos a través del CAN-high, pero el CAN-low sigue funcionando. Esto significa que la comunicación y la lectura siguen siendo posibles.
Cuando se desconecta el enchufe de la unidad de control correspondiente, los datos de CAN-low también desaparecen y la diferencia entre CAN-high y CAN-low ya no es visible.
En la imagen a continuación vemos que el CAN alto permanece empotrado en un punto, mientras que los datos se envían por el CAN bajo.
En CAN-low, la comunicación ocasionalmente cae:
La comunicación con una unidad de control en CAN-low está interrumpida. Esta unidad de control ya no envía ni recibe datos a través del CAN-low, pero el CAN-high sigue funcionando. Esto significa que la comunicación y la lectura siguen siendo posibles.
Cuando se desconecta el enchufe de la unidad de control correspondiente, los datos CAN-high también desaparecen y la diferencia entre CAN-high y CAN-low ya no es visible.
En la imagen a continuación vemos que el CAN bajo permanece recesivo en un punto, mientras que los datos se envían por el CAN alto.
Diagnóstico señales bus CAN alta velocidad:
Las ECU para las que es de gran importancia una alta velocidad de comunicación están equipadas con una red CAN de alta velocidad. Esto incluye, por ejemplo, la ECU del motor de combustión, el cambio automático, el ABS/ESP/EBS y los airbags. Una red de alta velocidad siempre está equipada con resistencias terminales. Por lo tanto, los fallos en el cableado y en las ECU también provocan un perfil de tensión diferente, lo que a veces puede hacer que su diagnóstico sea más difícil que en una red de confort. Como siempre, primero se muestra una situación sin problemas antes de pasar a las fallas.
Los voltajes de una red de alta velocidad son los siguientes:
- CAN-alto: inactivo 2,5 voltios, activo 3,5;
- CAN-bajo: inactivo 2,5 voltios, activo 1,5 voltios.
Cuando CAN alto y bajo son ambos de 2,5 voltios, el bus es recesivo (en reposo). Cuando el CAN alto sube y el CAN bajo baja, el bus se vuelve dominante y se forma un bit. La siguiente imagen muestra una captura de pantalla de una señal de bus CAN de alta velocidad correcta.
Cuando se mide una señal de este tipo y se ve mucho ruido, es recomendable retirar el cargador de batería del vehículo y conectar el osciloscopio a la tierra del vehículo (los osciloscopios para automoción tienen una conexión "tierra" en la parte trasera) y la señal se puede hacer más pura con la frecuencia de muestreo. La frecuencia de muestreo suaviza la señal, por lo que si se desvía demasiado del valor estándar, la señal CAN puede distorsionarse demasiado.
Para mayor claridad, en la imagen siguiente, CAN alto es rojo y CAN bajo es azul.
CAN alto en cortocircuito a tierra:
En el CAN alto hay un cortocircuito a tierra. Si el aislamiento está dañado, el cableado puede entrar en contacto con la carrocería o, en una ECU, se produce un cortocircuito a masa.
En la medición a continuación puedes ver que CAN-high (rojo) es exactamente 0 voltios, porque tiene un cortocircuito a tierra. CAN-low (azul) está ligeramente por encima de la línea cero. Al ampliar esta señal, esto quedaría aún más claro. Debido a que CAN-high es exactamente 0 voltios y CAN-low es unas décimas de voltio más alto, podemos concluir que CAN-high tiene un cortocircuito con tierra.
CAN-bajo en cortocircuito a tierra:
Hay un cortocircuito a tierra en el CAN bajo. Si el aislamiento está dañado, el cableado puede entrar en contacto con la carrocería o, en una ECU, se produce un cortocircuito a masa.
En la siguiente medición vemos que CAN-low es 0 voltios. Aunque se ve algo de ruido, podemos ignorarlo. CAN-low está en cortocircuito a masa. Vemos que la línea de alto voltaje CAN sigue subiendo, pero eso no es suficiente para iniciar la comunicación. La imagen del alcance también muestra que CAN-low tiene siempre un voltaje más bajo que CAN-high (el rojo siempre es ligeramente más alto que el azul), lo que significa que podemos asumir que CAN-low está en cortocircuito a tierra.
CAN-alto en cortocircuito a más:
En CAN-high hay un cierre positivo. Si el aislamiento de varios cables en un mazo de cables está dañado, los cables pueden hacer contacto entre sí o, en una ECU, se produce un cortocircuito con el positivo.
En la imagen a continuación vemos un fenómeno que se asemeja a la situación en la que CAN-low tuvo un cortocircuito a tierra. CAN-high (rojo) ha aumentado hasta la tensión de a bordo de unos 12 voltios. CAN-low (azul) también ha aumentado de voltaje y todavía está intentando comunicarse bajando la señal. Como no se establece comunicación, los picos de voltaje negativos continúan repitiéndose.
CAN-bajo en cortocircuito a más:
El CAN-low tiene un circuito positivo. Si el aislamiento de varios cables en un mazo de cables está dañado, los cables pueden hacer contacto entre sí o, en una ECU, se produce un cortocircuito con el positivo.
En la siguiente medición vemos que CAN-alto y CAN-bajo son alrededor de 12 voltios. Sin embargo, el voltaje de CAN-low es aproximadamente 200 mV más alto que el de CAN-high. CAN-low ha elevado CAN-high junto con él. Esto muestra que CAN-low está en cortocircuito con el positivo.
CAN-alto en cortocircuito con CAN-bajo:
El CAN-bajo cambia al perfil de voltaje del CAN-alto cuando se conectan entre sí. Puede producirse un cortocircuito entre CAN alto y CAN bajo en el cableado, donde el aislamiento de ambos cables del bus CAN se ha desgastado o debido a un defecto en la placa de circuito impreso de una ECU.
En la imagen siguiente vemos la medición de dos canales donde CAN-alto y CAN-bajo están en cortocircuito entre sí. El voltaje en ambos canales es de 2,5 voltios.
Diagnóstico con el multímetro:
No es aconsejable medir los niveles de tensión del bus CAN con el multímetro. El multímetro muestra valores medios en muchos voltajes diferentes, por lo que no se puede realizar un diagnóstico adecuado. Para medir las tensiones se debe utilizar el osciloscopio.
Podemos utilizar el multímetro para medir las resistencias de (únicamente) una red CAN de alta velocidad con resistencias terminales. Las siguientes mediciones muestran la resistencia óhmica en tres situaciones diferentes: un sistema que funciona correctamente, un cable abierto y un cortocircuito entre CAN alto y CAN bajo. En una red baja/media (confort), las resistencias terminales rara vez se utilizan y estas mediciones no se pueden realizar.
Sin interferencias:
En la pagina CAN-bus Se describe que hay dos resistencias terminales en la red. Ambas resistencias terminales tienen una resistencia de 120 ohmios. En un sistema sin problemas mediremos una resistencia de reemplazo de 60 ohmios entre CAN alto y CAN bajo.
Tenga en cuenta: ¡solo podemos medir esto si la fuente de alimentación de todas las unidades de control está desconectada!
Interrupción:
En caso de interrupción en un cable CAN alto o CAN bajo, ya no medimos la resistencia de reemplazo de 60 ohmios. En la figura solo medimos el valor de la resistencia R2 (120 ohmios).
Cortocircuito:
En la situación en la que los cables del bus CAN se conectan entre sí (es decir, están en cortocircuito entre sí), medimos un valor de resistencia de aproximadamente 0 ohmios.
Durante la siguiente falla, ambos cables CAN se interrumpen. Ahora habrá mucha interferencia (ruido) en el autobús. Los nodos 1, 3 y 4 pueden comunicarse entre sí siempre que la interferencia y la reflexión sean demasiado grandes, provocando que los mensajes se distorsionen. Por lo tanto, los nodos 2 y 5 también pueden comunicarse entre sí sujetos al mismo problema.
Algunas redes CAN también funcionan cuando se interrumpe un cable. Los códigos de error se almacenarán y el conductor será informado con luces de advertencia mediante mensajes de varios sistemas. Estas son las redes que están equipadas con un transceptor CAN tolerante a fallos. Dependiendo del transceptor utilizado se pueden producir distintos tipos de errores sin que se pierda la comunicación entre los nodos. Estos transceptores CAN también pueden funcionar normalmente con los fallos mencionados anteriormente con cortocircuitos a más y masa (por supuesto, con varios mensajes de error).
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