Aiheet:
- LIN-bussi kenraali
- Resessiivinen ja hallitseva
- Tietokehykset
- Lähetyskehys ja vastauskehys
- Istuinlämmityspainikkeen LIN-väyläyhteys
- Pyyhkijän moottorin LIN-väylän tiedonsiirto
- Vika tiedonsiirrossa pyyhkimen moottorin kanssa
- Häiriöt LIN-väyläjohtimen siirtymävastuksen vuoksi
LIN-bussi yleistä:
LIN-väylä (tämä on lyhenne sanoista Local Interconnect Network) ei toimi kuin CAN-väylä kahdella johdolla, vaan yhdellä johdolla kahden tai useamman ohjausyksikön välillä. LIN-väylässä on isäntä ja orja; isäntä lähettää viestin ja orja vastaanottaa sen. Isäntä on yhteydessä johonkin muuhun verkkoon, kuten verkkoon SUURIN linja-auto tai CAN-väylä.
Mestari voi a ohjauslaite tai olla yksinkertainen kytkin ja orja a anturi, toimilaite tai ohjauslaite. Tämä voi tapahtua esimerkiksi säädettäessä ilmastointikompressoria tai käytettäessä ikkunamoottoria. Kytkin on isäntä ja ikkunamoottori on orja.
Joitakin sovelluksia, joissa ohjaukseen käytetään LIN-väylää, ovat:
- Liuku/kalteva katto
- Peilin säätö
- Ikkunan moottorit
- Ovien lukot
- Sähköinen istuimen säätö
Oikeanpuoleinen kuva näyttää kuinka LIN-väylää voidaan käyttää ovessa. Isäntä on kytketty yhdyskäytävään CAN-väylän kautta (oranssi ja vihreä johdot). Neljä orjaa on yhdistetty isäntään; ylempi peilin säätöä varten, alapuolella ovenkahvan elektroniikka ja alapuolella vasemmalla lukolla ja oikealla ikkunan moottorilla.
CAN-väylään verrattuna LIN-väylä on yksinkertainen ja hidas. LIN-väylän nopeus on noin 1 - maksimi 20 Kbit/s (verrattuna CAN-väylään, jonka enimmäisnopeus on 20 Mb/s). Tämä tekee osien kehittämisestä ja valmistamisesta paljon halvempaa. Koska ei ole tärkeää, että yllä olevia järjestelmiä ohjataan erittäin nopean verkon, kuten CAN-väylän, kautta, riittää hidas verkko, kuten LIN-väylä. Lisäksi kaapeloinnin enimmäispituus on 40 metriä ja siihen voidaan liittää enintään 16 ohjauslaitetta (eli jopa 16 orjaa).
LIN-väylä on kytketty portti. Yhdyskäytävä mahdollistaa viestinnän muuntyyppisten verkkojen, kuten CAN- tai MOST-väylän, kanssa.
Resessiivinen ja hallitseva:
Isäntä lähettää viestin orjalle. Tämä tieto välitetään jännitteillä, jotka ovat 0 volttia tai 12 volttia. LIN-väylän signaali voidaan mitata oskilloskoopilla.
Kohdassa 1 väylässä on 13 voltin jännite. Kohdassa 2 isäntä alkaa lähettää viestiä. Isäntä kytkee väylän maahan (kohta 3). 0,1 millisekunnin sisällä linja nousee jälleen 13 volttiin. Sinä aikana, kun väylä on kytketty maahan, tapahtuu tiedonsiirtoa.
Kun väylän jännite on yhtä suuri kuin akun jännite, sitä kutsutaan resessiiviseksi. Resessiivisen jännityksen aikana tietoa ei välitetä. Resessiivinen bitti on "0".
Vain kun väylä on oikosuljettu maahan, muodostuu "1". Tätä kutsutaan hallitsevaksi bitiksi. Signaalissa väylä muuttuu hallitsevaksi ja sitten resessiiviseksi useita kertoja. Myös aika, jolloin väylä on hallitseva tai resessiivinen, vaihtelee (yksi vaakaviiva on leveämpi kuin toinen). Tämä vaihteleva jännite luo signaalin, jossa on ykkösiä ja nollia.
Ykkösten ja nollien määrä muodostaa signaalin, jonka orja tunnistaa. Yhdistelmä 01101100010100 voi tarkoittaa: ikkunan moottori ylös. Kyseinen ikkunamoottori nostaa ikkunan tällä komennolla. Kun ikkuna on saavuttanut korkeimman asennon, ikkunamoottori (orja) lähettää isännälle signaalin, että se lopettaa ohjauksen. Tällöin LIN-väylästä ei tule täysin resessiivistä, vaan signaalin datatavut muuttuvat.
LIN-väylä ei koskaan muutu täysin resessiiviseksi auton käytön aikana; isännän ja orjien välillä on koko ajan yhteys. Jos orja ei kommunikoi, koska LIN-väyläjohto on katkennut, tai jos orjalla on virta- tai maaongelma eikä sitä voida kytkeä päälle, isäntä varmistaa, että ohjausyksikköön on tallennettu virhekoodi.
Päivämääräkehykset:
LIN-väyläsignaali koostuu eri kentistä koostuvasta kehyksestä. Alla oleva signaali näyttää kuinka datakehys rakennetaan.
- Katkokenttä (Break): Break-kenttää käytetään aktivoimaan kaikki kytketyt orjat kuuntelemaan kehyksen seuraavia osia. Katkokenttä koostuu aloitusbitistä ja vähintään 13 dominoivasta bitistä (dominoivassa osassa jännite on 0 volttia), jota seuraa resessiivinen bitti. Break-kenttä toimii siksi kehyksen aloitusviestinä kaikille väylällä oleville orjille.
- Synkronointikenttä (Synch): orjien puuttuvien kiteiden vuoksi lähetysaika on määritettävä uudelleen jokaiselle viestille. Mittaamalla määritettyjen nousevien ja laskevien reunojen välinen aika synkronoidaan pääkellon ja siten määritetään lähetysnopeus. Sisäinen tiedonsiirtonopeus lasketaan uudelleen jokaiselle viestille.
- Tunniste (ID): Tunniste osoittaa, onko viesti lähetyskehys vai vastauskehys. Lähetys- ja vastauskehykset kuvataan seuraavassa osassa.
- Tietokentät (Data 1 & 2): sisältävät datatavut ja tiedot, jotka on lähetettävä (esimerkiksi varsinainen komento isännältä orjalle tai anturitiedot orjalta isännälle).
- Tarkistussumma (Check): Tarkistussumma on ohjauskenttä, joka tarkistaa, onko kaikki tiedot vastaanotettu. Tarkistussummakentän tiedoilla suoritetaan laskutoimitus, jonka on vastattava tietokentissä vastaanotettuja tietoja. Jos tulos on myönteinen, viesti hyväksytään. Jos tulos on negatiivinen, suoritetaan virheenkäsittely. Aluksi yritetään uudestaan.
- Interframe Space (IFS): LIN-väylä tehdään resessiiviseksi useille biteille ennen kuin uusi viesti lähetetään. IFS:n jälkeen isäntä voi lähettää uuden viestin.
Väylä on resessiivinen tietyn ajan eri kenttien välillä. Tämä aika kirjataan pöytäkirjaan. Tätä seuraa seuraavan lähetetyn viestin Break-kenttä.
Lähetyskehys ja vastauskehys:
Viestin tunniste osoittaa, onko kyseessä lähetyskehys vai vastauskehys. Isäntä lähettää lähetyskehyksen (tätä kutsutaan TX-ID:ksi) ja vastauskehyksen orja (RX-ID). Molemmat viestit sisältävät isäntälaitteen generoimat breakfield-, synch- ja message ID-kentät. Riippuen siitä, onko kyseessä Tx- vai Rx-kehys, isäntä tai orja täydentää viestin. Tx- ja Rx-kehykset lähetetään vuorotellen.
Istuinlämmityspainikkeen LIN-väylän tiedonsiirto:
Tässä osassa on esimerkki istuinlämmityksen ohjaamisesta LIN-väylän kautta. Ilmastoinnin ohjauspaneelissa on istuinlämmityksen painike. Painikkeen alla on kolme LEDiä, jotka osoittavat, missä asennossa istuinlämmitys on. Painikkeen painaminen useita kertoja muuttaa istuinlämmityksen asetusta (asento 1 on alin ja asento 3 on korkein asento). Alla olevassa kuvassa kolme LED-valoa syttyy osoittamaan istuinlämmityksen korkeinta asetusta. Tässä osiossa käytetään kaaviota, joka selittää kuinka kommunikoida LIN-väylän kautta LED-valojen ohjaamiseksi, kun kytkintä käytetään.
Alla sähkökaavio on istuinlämmityksestä. Ilmastoinnin ohjauspaneeli on myös G600-ohjausyksikkö. Istuinlämmityksen kytkimet ja LEDit vasemmalla ja oikealla näkyvät ohjauspaneelissa. Ohjausyksiköiden vieressä olevat nuolet osoittavat, että ohjausyksikkö on suurempi kuin kaaviossa näkyy; ohjausyksikkö jatkaa muissa järjestelmissä.
Kun ohjauspaneelin istuinlämmityspainiketta painetaan, se lähettää signaalin LIN-väylän kautta mukavuuselektroniikan ohjauskeskukseen (G100).
Ohjausyksikkö G100 kytkee istuinlämmityksen päälle syöttämällä virtaa liittimen T21 napaan 55 tai 45. Jännite säädetään kytkimen asentoon (matala jännite asennossa 1, maksimijännite asennossa 3). Lämmityselementin vieressä näkyy lämpöanturin symboli. Tämä on NTC-anturi, joka lähettää lämpötilan ohjausyksikköön ja suojaa siten istuimen lämmityselementtejä ylikuumenemiselta.
Kun kytkintä käytetään, orja muuntaa tämän kytkimen fyysisen asennon bittiarvoksi. Kun isäntä on lähettänyt vastauskehyksen, orja sijoittaa tämän bittiarvon datatavuihin (katso Data 1 -kehyksen muutos kuvassa 2). Tämä bittiarvo välitetään, kunnes kytkin vapautetaan. Kun painike palautetaan lepoasentoon, signaali vaihtuu takaisin alkuperäiseen signaaliin (kuva 1).
Kuva 1: signaali painikkeen ollessa lepoasennossa vastauskehyksessä:
Kuva 2: signaali painiketta painettuna vastauskehyksessä:
Kun isäntä on vastaanottanut bittiarvot painetusta kytkimestä, se ohjaa kytkimen LEDiä asettamalla bittiarvon lähetyskehyksen datatavuihin. Myös tässä tapauksessa jännitekuva muuttuu Data 1:ksi tai Dataksi 2, kuten yllä olevassa esimerkissä. LED palaa, kunnes isäntä lähettää komennon, että LED on sammutettava.
Pyyhkijän moottorin LIN-väylän tiedonsiirto:
Tuulilasinpyyhkijän moottoria ohjataan yhä enemmän LIN-väylän kautta. Toiminta ja edut perinteiseen järjestelmään verrattuna on kuvattu sivulla tuulilasinpyyhkijän moottori. Tällä sivulla signaaleja tutkitaan ja skooppikuvat näytetään mahdollisista toimintahäiriöistä.
Kuten aiemmin on kuvattu, LIN-väylä koostuu isännästä ja yhdestä tai useammasta orjasta. Yllä olevassa kaaviossa ECU (keskuselektroniikan ohjausyksikkö) on isäntä ja RLS (sade/valotunnistin) ja RWM (pyyhkijän moottori) ovat orjia. Alla olevassa kuvassa näkyy kolme signaalia, jotka on sijoitettu peräkkäin LIN-väylään.
Break- ja Synch-kentät näkyvät selvästi jokaisessa signaalissa. Seuraavissa signaaleissa on mahdotonta määrittää, mistä ne ovat peräisin tai mitä tarkalleen lähetetään. Tiedämme, että isäntä ilmoittaa Identification-kentässä, mille orjalle viesti on tarkoitettu. ID-kenttä ilmaisee myös, tuleeko orjan vastaanottaa viesti (Transmit frame) vai lähettääkö orjan viesti takaisin, eli vastata (Response frame). Lähetyskehys saattaa vaatia orjaa ohjaamaan toimilaitetta, kuten kytkemään pyyhkimen moottorin päälle tai pois päältä. Response-kehyksen avulla isäntä voi pyytää tuulilasin kosteuden nykyisen arvon sadeanturilta. Tämän arvon avulla isäntä (ECU) voi määrittää, millä nopeudella pyyhkimen moottoria tulee ohjata. Varsinaiset lähetettävät tiedot sijoitetaan Data-kenttiin. Tämä voi olla esimerkiksi nopeus, jolla tuulilasinpyyhkijän moottoria tulisi ohjata. Useita tietokenttiä voi olla mahdollista.
Skooppikuva on tuulilasinpyyhkijän moottori sammutettuna ja tilanteessa, jossa tuulilasiin ei rekisteröidy kosteutta. Siitä huolimatta isäntä- ja orjalaitteiden välillä tapahtuu jatkuvaa viestintää.
Tuulilasinpyyhkijän moottorin ECU tunnistaa tämän signaalin yhden tai useamman bitin muutoksen, että se on kytkettävä päälle.
Vika tiedonsiirrossa pyyhkimen moottorin kanssa:
Kun pyyhkimen moottori on irrotettu, isäntä yrittää tavoittaa orjalaitteen. Tämä voi tapahtua, kun moottorissa on virransyöttöongelma tai kun LIN-väylän johto on katkennut. Isäntä lähettää Break-, Sync- ja ID-kentät Response-bitillä, mutta pyyhkimen moottori ei vastaa. Siinä tapauksessa isäntä tallentaa tietoliikenneongelmaan liittyvän DTC-vikakoodin. Tällaisen virhekoodin ilmaisee U (User Network). Se myös yrittää jatkuvasti tavoittaa orjaa jatkaakseen viestintää.
Tämän vian ratkaisemiseksi pyyhkimen moottorin LIN-väylän johto on tarkistettava. Kosteutta on voinut päästä pistokkeeseen, mikä aiheuttaa korroosiota, jolloin johdon ja pyyhkimen moottorin välinen yhteys katkesi. Toinen mahdollisuus on, että LIN-väylän johto on katkennut jossain johtosarjassa.
Häiriöt LIN-väyläjohtimen siirtymävastuksen vuoksi
Johdon vaurioituminen, koska se on juuttunut, on hankautunut johonkin tai kun joku on tönäistä johtoa mittapäällä, voi lopulta johtaa siirtymäresistanssiin, joka johtaa jännitehäviöön. Jännitehäviö kuluttajan virransyöttöjohdossa varmistaa, että kuluttajalla on vähemmän jännitettä toimiakseen kunnolla. Tällöin siirtymäresistanssin sijainti voidaan havaita V4-mittauksella.
Siirtymävastus LIN-väyläjohdossa ei aiheuta resessiivisen jännitteen putoamista. Sillä on kuitenkin suuri vaikutus signaaliin. Liian suuri siirtymäresistanssi voi varmistaa, että signaali näkyy edelleen oskilloskoopissa, mutta laatu on liian huono hyvään tiedonsiirtoon. Siinä tapauksessa asianomaisen LIN-väylän orjat eivät enää suorita mitään.
Kiikarikuva toimii esimerkkinä kahdelle seuraavalle signaalille, joissa on siirtymäresistanssi.
Toinen skooppikuva on signaalista, jossa siirtymäresistanssi on aiheuttanut signaalin muutoksen. Kuvan nousevat ja laskevat kyljet ovat viistoisempia ja niillä on terävä muoto ylhäältä ja alhaalta litistetyn sijaan.
Kolmannen kiikarikuvan signaalista ei ole juuri mitään jäljellä. Tähän liittyy vielä suurempi siirtymävastus. Katkokenttä, synkronointikenttä ja joukko leveitä resessiivisiä osia signaalissa voidaan tunnistaa, mutta ne ovat käyttökelvottomia.
Jos kiikarisignaalissa on sahanhammasmuodostelma, voi esiintyä siirtymäresistanssia, vaikka resessiivinen jännitetaso on sama kuin akun jännite. Muista, että kyljet eivät ole koskaan täysin pystysuorassa, vaan aina hieman vinossa. Signaalien ero osoittaa kuitenkin selkeän poikkeaman. Vaurioituneen johtimen sijainnin löytämiseksi monissa tapauksissa isäntälaitteen ja useiden orjien välinen johtosarja on tarkistettava. Jos johtosarja sijaitsee päällirakenteen tai terävien kojelaudan osien vieressä tai paikoissa, joissa voi havaita jälkiä muiden osien purkamisesta/asennustöistä, on kiinnitettävä huomiota. Korjaus johtimen osa, jossa vauriot ovat usein riittävät. Voit myös irrottaa vanhan LIN-väylän johdon kaikista päistä isäntä- ja orjayksiköistä ja asentaa kokonaan uuden LIN-väyläjohtimen.
Aiheeseen liittyvä sivu:
