فاعل، موضوع:
- اتوبوس ژنرال LIN
- مغلوب و غالب
- فریم های داده
- فریم انتقال و فریم پاسخ
- ارتباط اتوبوس LIN دکمه گرمایش صندلی
- ارتباط اتوبوس LIN موتور برف پاک کن
- خطا در ارتباط با موتور برف پاک کن
- تداخل ناشی از مقاومت انتقال در سیم باس LIN
اتوبوس LIN عمومی:
باس LIN (این مخفف Local Interconnect Network است) مانند گذرگاه CAN با دو سیم کار نمی کند، بلکه با یک سیم بین دو یا چند واحد کنترل کار می کند. اتوبوس LIN یک استاد و یک برده دارد. ارباب پیامی می فرستد و برده آن را دریافت می کند. استاد با یکی از شبکه های دیگر مانند شبکه در تماس است بیشترین اتوبوس یا اتوبوس CAN.
استاد می تواند الف دستگاه کنترل یا یک سوئیچ ساده باشد و برده الف حسی، محرک یا یک دستگاه کنترل. این می تواند، برای مثال، هنگام کنترل یک کمپرسور تهویه مطبوع یا هنگام کار با موتور پنجره باشد. کلید اصلی است و موتور پنجره برده.
برخی از برنامه هایی که در آنها از گذرگاه LIN برای کنترل استفاده می شود عبارتند از:
- سقف کشویی / کج
- تنظیم آینه
- موتورهای پنجره
- قفل های در
- تنظیم برقی صندلی
تصویر سمت راست نشان می دهد که چگونه می توان از اتوبوس LIN در یک در استفاده کرد. Master از طریق گذرگاه CAN (سیم های نارنجی و سبز) به دروازه متصل می شود. چهار برده به ارباب مرتبط هستند. بالا برای تنظیم آینه، زیر آن برای الکترونیک دستگیره در و پایین آن در سمت چپ برای قفل و در سمت راست برای موتور پنجره.
در مقایسه با باس CAN، باس LIN ساده و کند است. سرعت باس LIN تقریباً 1 تا حداکثر 20 کیلوبیت بر ثانیه است (در مقایسه با باس CAN با حداکثر سرعت 20 مگابیت بر ثانیه). این امر توسعه و تولید قطعات را بسیار ارزان تر می کند. از آنجایی که برای سیستم های فوق مهم نیست که از طریق یک شبکه بسیار سریع مانند گذرگاه CAN کنترل شوند، یک شبکه کند مانند گذرگاه LIN کافی است. علاوه بر این، حداکثر طول کابل کشی 40 متر است و حداکثر 16 دستگاه کنترل (یعنی تا 16 slave) قابل اتصال است.
باس LIN به دروازه. گیت وی امکان ارتباط با انواع دیگر شبکه ها مانند گذرگاه CAN یا MOST را فراهم می کند.
مغلوب و غالب:
ارباب به غلام پیام می دهد. این اطلاعات با استفاده از ولتاژهایی که 0 ولت یا 12 ولت هستند منتقل می شود. سیگنال باس LIN را می توان با اسیلوسکوپ اندازه گیری کرد.
در نقطه 1 ولتاژ 13 ولت در اتوبوس وجود دارد. در نقطه 2 استاد شروع به ارسال پیام می کند. مستر اتوبوس را به زمین تغییر می دهد (نقطه 3). در عرض 0,1 میلی ثانیه خط دوباره به 13 ولت افزایش می یابد. در طول مدتی که اتوبوس به زمین متصل است، انتقال اطلاعات صورت می گیرد.
زمانی که ولتاژ روی باس با ولتاژ باتری برابر باشد، مغلوب نامیده می شود. در طول کشش مغلوب، هیچ اطلاعاتی منتقل نمی شود. بیت مغلوب "0" است.
تنها زمانی که اتوبوس به زمین اتصال کوتاه کند، یک "1" تشکیل می شود. این بیت غالب نامیده می شود. در سیگنال، اتوبوس چندین بار غالب و سپس مغلوب می شود. زمان غالب یا مغلوب بودن اتوبوس نیز متفاوت است (یک خط افقی عریض تر از دیگری است). این ولتاژ متغیر یک سیگنال با یک و صفر ایجاد می کند.
مقدار یک و صفر سیگنالی را تشکیل می دهد که توسط برده تشخیص داده می شود. ترکیب 01101100010100 می تواند به این معنی باشد: موتور پنجره بالا. موتور پنجره مربوطه با این دستور پنجره را بلند می کند. هنگامی که پنجره به بالاترین موقعیت رسید، موتور پنجره (slave) سیگنالی را به master ارسال می کند که کنترل را متوقف می کند. در آن صورت، گذرگاه LIN کاملا مغلوب نمی شود، اما بایت های داده در سیگنال تغییر می کنند.
باس LIN هرگز در طول استفاده از ماشین کاملاً مغلوب نمی شود. ارتباط بین ارباب و بردگان همیشه وجود دارد. اگر slave به دلیل قطع شدن سیم باس LIN ارتباط برقرار نکند، یا اگر Slave مشکل برق یا زمین داشته باشد و نتوان آن را روشن کرد، master اطمینان حاصل می کند که یک کد خطا در واحد کنترل ذخیره شده است.
فریم های تاریخ:
سیگنال باس LIN شامل یک قاب است که از فیلدهای مختلف تشکیل شده است. سیگنال زیر نحوه ساخت یک قاب داده را نشان می دهد.
- فیلد Break (Break): فیلد Break برای فعال کردن تمام بردهای متصل برای گوش دادن به قسمت‌های بعدی فریم استفاده می‌شود. میدان شکست از یک بیت شروع و حداقل 13 بیت غالب (در قسمت غالب ولتاژ 0 ولت است) و سپس یک بیت مغلوب تشکیل شده است. بنابراین، فیلد Break به عنوان یک پیام شروع فریم برای همه بردگان در اتوبوس عمل می کند.
- فیلد همگام سازی (Synch): به دلیل وجود کریستال های مفقود در Slave ها، زمان ارسال مجدد باید برای هر پیام تعیین شود. با اندازه‌گیری زمان بین لبه‌های افزایش و سقوط تعیین‌شده، ساعت اصلی هماهنگ می‌شود و در نتیجه سرعت انتقال مشخص می‌شود. نرخ باود داخلی برای هر پیام دوباره محاسبه می شود.
- شناسه (ID): شناسه نشان می دهد که پیام یک قاب ارسال است یا یک قاب پاسخ. فریم های ارسال و پاسخ در بخش بعدی توضیح داده شده است.
- فیلدهای داده (داده 1 و 2): حاوی بایت های داده و حاوی اطلاعاتی است که باید ارسال شود (به عنوان مثال دستور واقعی از master به برده یا اطلاعات حسگر از Slave به Master).
- Checksum (Check): Checksum یک فیلد کنترلی است که بررسی می کند که آیا تمام داده ها دریافت شده اند یا خیر. داده های موجود در قسمت چک جمع برای انجام یک محاسبه استفاده می شود که باید با داده های دریافت شده در فیلدهای داده مطابقت داشته باشد. اگر نتیجه مثبت باشد، پیام پذیرفته می شود. در صورت نتیجه منفی، رسیدگی به خطا انجام می شود. در ابتدا دوباره امتحان خواهد شد.
- فضای میان فریم (IFS): گذرگاه LIN برای تعدادی بیت قبل از ارسال پیام جدید مغلوب می شود. پس از IFS، استاد می تواند یک پیام جدید ارسال کند.
اتوبوس برای مدت معینی بین فیلدهای مختلف مغلوب است. این زمان در پروتکل ثبت می شود. پس از آن فیلد Break پیام ارسال شده بعدی وجود دارد.
فریم انتقال و فریم پاسخ:
شناسه در پیام نشان می دهد که فریم ارسال است یا فریم پاسخ. فریم ارسال توسط master ارسال می شود (به این TX-ID می گویند) و فریم پاسخ توسط Slave (RX-ID) ارسال می شود. هر دو پیام حاوی فیلدهای breakfield، synch و ID پیام هستند که توسط master تولید شده اند. بسته به اینکه یک فریم Tx یا Rx باشد، پیام توسط master یا slave تکمیل می شود. فریم های Tx و Rx به طور متناوب ارسال می شوند.
ارتباط اتوبوس LIN دکمه گرمایش صندلی:
در این بخش یک مثال از کنترل گرمایش صندلی از طریق باس LIN ارائه شده است. کنترل پنل تهویه مطبوع دارای دکمه ای برای گرم کردن صندلی است. سه LED زیر دکمه وجود دارد که نشان می دهد گرمکن صندلی در کدام موقعیت قرار دارد. چند بار فشار دادن دکمه، تنظیم گرمایش صندلی را تغییر می دهد (موقعیت 1 پایین ترین و موقعیت 3 بالاترین موقعیت است). در تصویر زیر، سه LED روشن می شوند تا بالاترین میزان گرمایش صندلی را نشان دهند. این بخش از یک نمودار برای توضیح نحوه برقراری ارتباط از طریق گذرگاه LIN برای کنترل LED ها هنگام کار کردن سوئیچ استفاده می کند.
در زیر نمودار الکتریکی از گرمکن صندلی است کنترل پنل تهویه مطبوع نیز واحد کنترل G600 است. سوئیچ ها و ال ای دی های گرمکن صندلی در سمت چپ و راست در کنترل پنل قابل مشاهده است. فلش های کنار واحدهای کنترل نشان می دهد که واحد کنترل بزرگتر از آنچه در نمودار نشان داده شده است. واحد کنترل در طرح های دیگر ادامه می یابد.
هنگامی که دکمه گرمایش صندلی روی صفحه کنترل فشار داده می شود، سیگنالی را از طریق اتوبوس LIN به واحد کنترل الکترونیکی راحتی (G100) ارسال می کند.
واحد کنترل G100 با تامین برق پایه 21 یا 55 در کانکتور T45، گرمایش صندلی را روشن می کند. ولتاژ در موقعیت سوئیچ تنظیم می شود (ولتاژ پایین در موقعیت 1، ولتاژ حداکثر در موقعیت 3). نماد یک سنسور حرارتی در کنار عنصر گرمایش نشان داده شده است. این یک سنسور NTC است که دما را به واحد کنترل می فرستد و بنابراین از عناصر گرم کننده صندلی در برابر گرمای بیش از حد محافظت می کند.
هنگام کار کردن سوئیچ، Slave این موقعیت فیزیکی سوئیچ را به مقدار بیت تبدیل می کند. پس از اینکه master یک قاب پاسخ را ارسال کرد، Slave این مقدار بیت را در بایت های داده قرار می دهد (تغییر قاب Data 1 را در تصویر 2 ببینید). این مقدار بیت تا زمانی که سوئیچ آزاد شود، ارسال می شود. هنگامی که دکمه به حالت استراحت خود باز می گردد، سیگنال به سیگنال اصلی برمی گردد (تصویر 1).
تصویر 1: سیگنال با دکمه در موقعیت استراحت در قاب پاسخ:
تصویر 2: سیگنال با فشار دادن دکمه در قاب پاسخ:
پس از اینکه مستر مقادیر بیت را از سوییچ فشار داده شده دریافت کرد، با قرار دادن یک مقدار بیت در بایت های داده قاب انتقال، LED موجود در سوئیچ را کنترل می کند. در آن صورت نیز تصویر ولتاژ به داده 1 یا داده 2 مانند مثال بالا تغییر می کند. LED روشن می ماند تا زمانی که استاد دستوری مبنی بر اینکه LED باید خاموش شود را ارسال کند.
ارتباط باس LIN موتور برف پاک کن:
موتور برف پاک کن شیشه جلو به طور فزاینده ای از طریق گذرگاه LIN کنترل می شود. عملکرد و مزایای آن در مقایسه با سیستم معمولی در صفحه توضیح داده شده است موتور برف پاک کن. در این صفحه سیگنال ها مورد بررسی قرار می گیرند و تصاویر محدوده از نقص هایی که ممکن است رخ دهد نشان داده می شود.
همانطور که قبلا توضیح داده شد، گذرگاه LIN از یک Master و یک یا چند Slave تشکیل شده است. در نمودار بالا، ECU (واحد کنترل الکترونیک مرکزی) اصلی است و RLS (سنسور باران/نور) و RWM (موتور برف پاک کن) برده هستند. تصویر دامنه زیر سه سیگنال را نشان می دهد که یکی پس از دیگری در گذرگاه LIN قرار گرفته اند.
فیلدهای Break و Synch به وضوح در هر سیگنال قابل مشاهده هستند. در سیگنال های بعدی نمی توان تعیین کرد که آنها از چه چیزی هستند یا دقیقاً چه چیزی ارسال می شود. آنچه می دانیم این است که master در قسمت Identification نشان می دهد که پیام برای کدام Slave در نظر گرفته شده است. فیلد ID همچنین نشان می‌دهد که آیا برده باید پیام را دریافت کند (فریم انتقال) یا اینکه برده باید پیامی را پس بفرستد، یعنی پاسخ دهد (قاب پاسخ). یک قاب انتقال می‌تواند از Slave بخواهد که محرک را کنترل کند، مانند روشن یا خاموش کردن موتور برف پاک کن. با یک قاب Response، استاد می تواند مقدار فعلی رطوبت روی شیشه جلو را از سنسور باران درخواست کند. این مقدار به استاد (ECU) اجازه می دهد تا تعیین کند موتور برف پاک کن با چه سرعتی باید کنترل شود. داده های واقعی برای ارسال در فیلدهای Data قرار می گیرند. برای مثال، این می تواند سرعتی باشد که موتور برف پاک کن شیشه جلو باید کنترل شود. ممکن است چندین فیلد داده امکان پذیر باشد.
تصویر اسکوپ با موتور برف پاک کن خاموش و در شرایطی است که رطوبت روی شیشه جلو ثبت نشده است. با این وجود، ارتباط مستمر بین ارباب و بردگان صورت می گیرد.
ECU در موتور برف پاک کن، تغییر یک یا چند بیت را در این سیگنال تشخیص می دهد که باید روشن شود.
خطا در ارتباط با موتور برف پاک کن:
هنگامی که موتور برف پاک کن قطع می شود، استاد سعی می کند به Slave برسد. این ممکن است زمانی اتفاق بیفتد که موتور مشکل منبع تغذیه داشته باشد یا سیم باس LIN قطع شود. Master فیلدهای Break، Sync و ID را با بیت Response ارسال می کند، اما موتور پاک کن پاسخ نمی دهد. در این صورت، Master یک کد خطای DTC مربوط به مشکل ارتباط را ذخیره می کند. چنین کد خطایی با U (شبکه کاربر) نشان داده می شود. همچنین به طور مداوم سعی خواهد کرد که به بنده دسترسی پیدا کند تا ارتباط را از سر بگیرد.
برای رفع این عیب باید سیم باس LIN موتور برف پاک کن بررسی شود. ممکن است رطوبت وارد دوشاخه شده باشد که باعث خوردگی شده و باعث قطع شدن اتصال بین سیم و موتور برف پاک کن می شود. احتمال دیگر این است که سیم باس LIN در جایی از دسته سیم قطع شده باشد.
تداخل ناشی از مقاومت انتقال در سیم باس LIN
آسیب به سیم به دلیل گیرکردن، مالش آن به چیزی یا زمانی که فردی سیم را با یک کاوشگر اندازه گیری فشار داده است، در نهایت می تواند منجر به مقاومت انتقال و در نتیجه از دست دادن ولتاژ شود. کاهش ولتاژ در سیم منبع تغذیه مصرف کننده تضمین می کند که مصرف کننده ولتاژ کمتری برای عملکرد صحیح دارد. در آن صورت، محل مقاومت انتقال را می توان با اندازه گیری V4 تشخیص داد.
یک مقاومت انتقالی در یک سیم باس LIN باعث افت ولتاژ مغلوب نمی شود. با این حال، تأثیر زیادی بر سیگنال دارد. مقاومت انتقال بیش از حد بزرگ می تواند تضمین کند که سیگنال همچنان روی اسیلوسکوپ قابل مشاهده است، اما کیفیت آن برای ارتباط خوب بسیار ضعیف است. در این صورت، بردهای موجود در گذرگاه LIN مربوطه دیگر هیچ کاری انجام نخواهند داد.
تصویر دامنه به عنوان مثالی برای دو سیگنال زیر که در آن مقاومت انتقال وجود دارد، عمل می کند.
تصویر دامنه دوم سیگنالی است که در آن مقاومت انتقالی باعث تغییر در سیگنال شده است. کناره های بالا و پایین در تصویر بیشتر مایل هستند و به جای صاف شدن، در بالا و پایین حالت نوک تیز دارند.
تقریباً چیزی از سیگنال تصویر scope سوم باقی نمانده است. این شامل یک مقاومت انتقال حتی بالاتر است. میدان شکست، میدان همگام سازی و تعدادی از بخش های مغلوب گسترده در سیگنال را می توان تشخیص داد، اما غیرقابل استفاده هستند.
اگر سیگنال دامنه دارای شکل دندانه اره باشد، ممکن است مقاومت انتقالی وجود داشته باشد، حتی اگر سطح ولتاژ مغلوب برابر با ولتاژ باتری باشد. به خاطر داشته باشید که پهلوها هرگز دقیقاً عمودی نیستند، بلکه همیشه کمی مایل هستند. با این حال، تفاوت در سیگنال ها یک انحراف واضح را نشان می دهد. برای پیدا کردن محل سیم آسیب دیده، در بسیاری از موارد باید سیم کشی بین Master و Slave های متعدد بررسی شود. جاهایی که دسته سیم در کنار درزهای بدنه یا قطعات تیز داشبورد قرار دارد، یا مکان هایی که می توان آثار جداسازی و مونتاژ قطعات دیگر را پیدا کرد، شایسته توجه اولیه است. تعمیر بخشی از سیم که در آن آسیب اغلب کافی است. همچنین می‌توانید سیم باس LIN قدیمی را در تمام انتها در master و slaves جدا کنید و یک سیم باس LIN کاملاً جدید نصب کنید.
صفحه مرتبط:
