Thèmes:
- Général bus LIN
- Récessif et dominant
- Trames de données
- Trame de transmission et trame de réponse
- Communication bus LIN du bouton de chauffage des sièges
- Communication bus LIN du moteur d'essuie-glace
- Défaut de communication avec le moteur d'essuie-glace
- Interférence due à la résistance de transition dans le câble du bus LIN
Généralités sur le bus LIN :
Le bus LIN (abréviation de Local Interconnect Network) ne fonctionne pas comme un bus CAN avec deux fils, mais avec un fil entre deux ou plusieurs unités de contrôle. Le bus LIN possède un maître et un esclave ; le maître envoie un message et l'esclave le reçoit. Le maître est en contact avec l'un des autres réseaux, comme par exemple le Autobus MOST ou CAN-bus.
Le maître peut un dispositif de contrôle ou être un simple interrupteur et l'esclave un capteur, un actionneur ou un dispositif de commande. Cela peut par exemple être le cas lors du contrôle d'un compresseur de climatisation ou du fonctionnement d'un moteur de fenêtre. L'interrupteur est le maître et le moteur de la fenêtre est l'esclave.
Certaines applications où le bus LIN est utilisé pour le contrôle incluent :
- Toit coulissant/inclinable
- Réglage du miroir
- Moteurs de fenêtre
- Serrures de porte
- Réglage électrique du siège
L'image de droite montre comment le bus LIN peut être utilisé dans une porte. Le maître est connecté à la passerelle via le bus CAN (fils orange et vert). Quatre esclaves sont liés au maître ; celui du haut pour le réglage des rétroviseurs, celui du bas pour l'électronique de la poignée de porte et celui de gauche pour la serrure et celui de droite pour le moteur de la fenêtre.
Comparé au bus CAN, le bus LIN est simple et lent. La vitesse du bus LIN est d'environ 1 à un maximum de 20 Kbit/s (par rapport au bus CAN avec une vitesse maximale de 20 Mb/s). Cela rend le développement et la production des pièces beaucoup moins coûteux. Puisqu'il n'est pas important que les systèmes ci-dessus soient contrôlés via un réseau très rapide tel que le bus CAN, un réseau lent tel que le bus LIN est suffisant. De plus, la longueur maximale du câblage est de 40 mètres et un maximum de 16 appareils de commande (soit jusqu'à 16 esclaves) peuvent être connectés.
Le bus LIN est connecté au porte. La passerelle permet la communication avec d'autres types de réseaux, comme le bus CAN ou MOST.
Récessif et dominant :
Le maître envoie un message à l'esclave. Ces informations sont transmises à l'aide de tensions de 0 volt ou 12 volts. Le signal du bus LIN peut être mesuré avec l'oscilloscope.
Au point 1 il y a une tension de 13 volts sur le bus. Au point 2, le maître commence à envoyer un message. Le maître met le bus à la masse (point 3). En 0,1 milliseconde, la ligne remonte à 13 volts. Pendant que le bus est connecté à la terre, le transfert d'informations a lieu.
Lorsque la tension sur le bus est égale à la tension de la batterie, on parle de récessif. Durant la tension récessive, aucune information n'est transmise. Le bit récessif est un « 0 ».
Ce n'est que lorsque le bus est court-circuité à la terre qu'un « 1 » est formé. C'est ce qu'on appelle un bit dominant. Dans le signal, le bus devient dominant puis récessif plusieurs fois. Le moment où le bus est dominant ou récessif diffère également (une ligne horizontale est plus large que l’autre). Cette tension variable crée un signal avec des uns et des zéros.
Le nombre de uns et de zéros forme un signal reconnu par l'esclave. La combinaison 01101100010100 peut signifier : moteur de fenêtre levée. Le moteur de fenêtre concerné soulèvera la fenêtre avec cette commande. Lorsque la fenêtre a atteint la position la plus haute, le moteur de la fenêtre (l'esclave) enverra un signal au maître pour qu'il arrête de contrôler. Dans ce cas, le bus LIN ne devient pas complètement récessif, mais les octets de données du signal changent.
Le bus LIN ne devient jamais complètement récessif lors de l'utilisation de la voiture ; il y a une communication entre le maître et les esclaves à tout moment. Si l'esclave ne communique pas parce que le fil du bus LIN est interrompu, ou si l'esclave a un problème d'alimentation ou de masse et ne peut pas être allumé, le maître veillera à ce qu'un code d'erreur soit stocké dans l'unité de contrôle.
Cadres de dates :
Un signal de bus LIN est constitué d'une trame composée de différents champs. Le signal ci-dessous montre comment une trame de données est construite.
- Champ Break (Break) : Le champ Break est utilisé pour activer tous les esclaves connectés pour écouter les parties suivantes de la trame. Le champ de rupture est constitué d'un bit de départ et d'au moins 13 bits dominants (dans la partie dominante, la tension est de 0 volt), suivis d'un bit récessif. Le champ Break sert donc de message de début de trame pour tous les esclaves du bus.
- Champ de synchronisation (Synch) : en raison des cristaux manquants dans les esclaves, le temps de transmission doit être à nouveau déterminé pour chaque message. En mesurant le temps entre les fronts montants et descendants déterminés, l'horloge mère est synchronisée et ainsi la vitesse de transmission est déterminée. Le débit en bauds interne est recalculé pour chaque message.
- Identifiant (ID) : l'identifiant indique si le message est une trame d'émission ou une trame de réponse. Les trames de transmission et de réponse sont décrites dans la section suivante.
- Champs de données (Données 1 et 2) : contiennent les octets de données et contiennent les informations qui doivent être envoyées (par exemple la commande réelle du maître à l'esclave, ou les informations du capteur de l'esclave au maître).
- Somme de contrôle (Check) : La somme de contrôle est un champ de contrôle qui vérifie si toutes les données ont été reçues. Les données du champ de somme de contrôle sont utilisées pour effectuer un calcul qui doit correspondre aux données reçues dans les champs de données. Si le résultat est positif, le message est accepté. En cas de résultat négatif, un traitement des erreurs est effectué. Il sera réessayé dans un premier temps.
- Interframe Space (IFS) : le bus LIN est rendu récessif sur un certain nombre de bits avant l'envoi d'un nouveau message. Après l'IFS, le maître peut envoyer un nouveau message.
Le bus est récessif pendant un certain temps entre les différents champs. Ce temps est enregistré dans le protocole. Ceci est suivi du champ Break du prochain message envoyé.
Trame de transmission et trame de réponse :
L'identifiant dans le message indique s'il s'agit d'une trame de transmission ou d'une trame de réponse. La trame de transmission est envoyée par le maître (c'est ce qu'on appelle un TX-ID) et la trame de réponse est envoyée par l'esclave (RX-ID). Les deux messages contiennent les champs breakfield, sync et message ID générés par le maître. Selon qu'il s'agit d'une trame Tx ou Rx, le message est complété par le maître ou l'esclave. Les trames Tx et Rx sont envoyées en alternance.
Communication bus LIN du bouton de chauffage du siège :
Cette section donne un exemple de contrôle du chauffage des sièges via le bus LIN. Le panneau de commande de la climatisation contient un bouton pour le chauffage des sièges. Il y a trois LED sous le bouton qui indiquent dans quelle position se trouve le chauffage du siège. Appuyer plusieurs fois sur le bouton modifiera le réglage du chauffage du siège (la position 1 est la position la plus basse et la position 3 est la position la plus élevée). Dans l'image ci-dessous, trois LED s'allument pour indiquer le réglage le plus élevé du chauffage du siège. Cette section utilise un schéma pour expliquer comment communiquer via le bus LIN pour contrôler les LED lorsque le commutateur est actionné.
Ci-dessous schéma électrique vient du chauffage du siège. Le panneau de commande de la climatisation est également l'unité de commande G600. Les interrupteurs et LED du chauffage du siège à gauche et à droite sont visibles dans le panneau de commande. Les flèches à côté des unités de contrôle indiquent que l'unité de contrôle est plus grande que celle indiquée sur le schéma ; l'unité de contrôle continue dans d'autres schémas.
Lorsqu'un bouton de chauffage de siège est enfoncé sur le panneau de commande, celui-ci envoie un signal via le bus LIN au calculateur d'électronique de confort (G100).
L'unité de commande G100 enclenchera le chauffage du siège en alimentant la broche 21 ou 55 du connecteur T45. La tension est ajustée à la position de l'interrupteur (basse tension en position 1, tension maximale en position 3). Un symbole de capteur thermique est affiché à côté de l'élément chauffant. Il s'agit d'un capteur NTC qui envoie la température à l'unité de commande et protège ainsi les éléments chauffants du siège contre la surchauffe.
Lors de l'actionnement du commutateur, l'esclave convertira cette position physique du commutateur en une valeur binaire. Après que le maître ait envoyé une trame de réponse, l'esclave placera cette valeur de bit dans les octets de données (voir le changement dans la trame Data 1 dans l'image 2). Cette valeur de bit est transmise jusqu'à ce que le commutateur soit relâché. Lorsque le bouton revient à sa position de repos, le signal revient au signal d'origine (image 1).
Image 1 : signal avec le bouton en position repos dans le cadre de réponse :
Image 2 : signal avec le bouton enfoncé dans le cadre de réponse :
Une fois que le maître a reçu les valeurs binaires du commutateur enfoncé, il contrôle la LED du commutateur en plaçant une valeur binaire dans les octets de données de la trame de transmission. Dans ce cas également, l'image de tension passe à Data 1 ou Data 2 comme dans l'exemple ci-dessus. La LED reste allumée jusqu'à ce que le maître envoie une commande indiquant que la LED doit être éteinte.
Communication bus LIN du moteur d'essuie-glace :
Le moteur des essuie-glaces est de plus en plus commandé via le bus LIN. Le fonctionnement et les avantages par rapport au système conventionnel sont décrits sur la page moteur d'essuie-glace. Sur cette page, les signaux sont examinés et des images d'oscilloscope sont affichées des dysfonctionnements qui peuvent survenir.
Comme décrit précédemment, le bus LIN se compose d'un maître et d'un ou plusieurs esclaves. Dans le schéma ci-dessus, l'ECU (unité centrale de commande électronique) est le maître, et le RLS (capteur de pluie/lumière) et le RWM (moteur d'essuie-glace) sont les esclaves. L'image de l'oscilloscope ci-dessous montre trois signaux placés l'un après l'autre sur le bus LIN.
Les champs Break et Synch sont clairement visibles dans chaque signal. Dans les signaux suivants, il est impossible de déterminer d'où ils proviennent ou ce qui est exactement envoyé. Ce que l'on sait, c'est que le maître indique dans le champ Identification à quel esclave le message est destiné. Le champ ID indique également si l'esclave doit recevoir le message (trame de transmission) ou si l'esclave doit renvoyer un message, c'est-à-dire une réponse (trame de réponse). Une trame de transmission peut nécessiter que l'esclave contrôle l'actionneur, par exemple pour allumer ou éteindre le moteur d'essuie-glace. Avec un cadre Response, le maître peut demander au capteur de pluie la valeur actuelle de l'humidité sur le pare-brise. Cette valeur permet au maître (l'ECU) de déterminer à quelle vitesse le moteur d'essuie-glace doit être contrôlé. Les données réelles à envoyer sont placées dans les champs Données. Il peut s'agir par exemple de la vitesse à laquelle le moteur d'essuie-glace doit être contrôlé. Plusieurs champs de données peuvent être possibles.
L'image du scope est avec le moteur d'essuie-glace éteint et dans une situation où aucune humidité n'est enregistrée sur le pare-brise. Néanmoins, une communication continue a lieu entre le maître et les esclaves.
L'ECU du moteur d'essuie-glace reconnaît un changement dans un ou plusieurs bits de ce signal et doit être activé.
Défaut de communication avec le moteur d'essuie-glace :
Lorsque le moteur d'essuie-glace est déconnecté, le maître tente d'atteindre l'esclave. Cela peut se produire lorsque le moteur a un problème d'alimentation électrique ou lorsque le fil du bus LIN est interrompu. Le maître envoie les champs Break, Sync et ID avec un bit de réponse, mais le moteur d'essuie-glace ne répond pas. Dans ce cas, le maître stockera un code défaut DTC lié au problème de communication. Un tel code d'erreur est indiqué par U (User Network). Il tentera également en permanence de joindre l'esclave pour reprendre la communication.
Pour résoudre ce défaut, le fil du bus LIN du moteur d'essuie-glace doit être vérifié. De l'humidité a pu pénétrer dans la fiche, provoquant de la corrosion, provoquant l'interruption de la connexion entre le fil et le moteur d'essuie-glace. Une autre possibilité est que le fil du bus LIN soit interrompu quelque part dans le faisceau de câbles.
Interférence due à la résistance de transition dans le câble du bus LIN
L'endommagement d'un fil parce qu'il est resté coincé, a frotté contre quelque chose ou lorsque quelqu'un a touché le fil avec une sonde de mesure, peut éventuellement conduire à une résistance de transition, entraînant une perte de tension. Une perte de tension dans un fil d'alimentation d'un consommateur garantit que le consommateur dispose de moins de tension pour fonctionner correctement. Dans ce cas, l'emplacement de la résistance de transition peut être détecté avec une mesure V4.
Une résistance de transition dans un fil de bus LIN ne provoque pas de chute de tension récessive. Cependant, cela a une influence majeure sur le signal. Une résistance de transition trop importante peut garantir que le signal est toujours visible sur l'oscilloscope, mais la qualité est trop mauvaise pour une bonne communication. Dans ce cas, les esclaves du bus LIN concerné n'effectueront plus rien.
L'image de l'oscilloscope sert d'exemple pour les deux signaux suivants où il existe une résistance de transition.
La deuxième image du télescope est celle d'un signal dans lequel une résistance de transition a provoqué une modification du signal. Les flancs montants et descendants de l’image sont plus inclinés et ont une forme pointue en haut et en bas au lieu d’être aplatis.
Il ne reste presque plus rien du signal de la troisième image du télescope. Cela implique une résistance de transition encore plus élevée. Le champ de rupture, le champ de synchronisation et un certain nombre de larges parties récessives du signal peuvent être reconnus, mais sont inutilisables.
Si le signal de l'oscilloscope présente une formation en dents de scie, il peut y avoir une résistance de transition, même si le niveau de tension récessive est égal à la tension de la batterie. Gardez à l’esprit que les flancs ne sont jamais exactement verticaux, mais toujours légèrement inclinés. Cependant, la différence entre les signaux montre une nette déviation. Pour trouver l'emplacement du fil endommagé, il faudra dans de nombreux cas vérifier le faisceau de câbles entre le maître et les multiples esclaves. Les endroits où le faisceau de câbles se trouve à proximité de coutures de la carrosserie ou de pièces pointues du tableau de bord, ou les endroits où l'on peut trouver des traces de travaux de démontage/montage d'autres pièces, méritent une attention prioritaire. Réparer une partie du fil là où les dégâts sont souvent suffisants. Vous pouvez également choisir de déconnecter l'ancien câble de bus LIN à toutes les extrémités du maître et des esclaves et d'installer un tout nouveau câble de bus LIN.
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