Emner:
- LIN buss general
- Recessiv og dominerende
- Datarammer
- Senderamme og svarramme
- LIN busskommunikasjon av setevarmeknappen
- LIN-busskommunikasjon av viskermotoren
- Feil i kommunikasjonen med viskermotoren
- Interferens på grunn av overgangsmotstand i LIN-bussledningen
LIN buss generelt:
LIN-bussen (dette er en forkortelse av Local Interconnect Network) fungerer ikke som en CAN-buss med to ledninger, men med en ledning mellom to eller flere kontrollenheter. LIN-bussen har en master og en slave; masteren sender en melding og slaven mottar den. Mesteren er i kontakt med et av de andre nettverkene, som f.eks MEST buss eller Kan Buss.
Mesteren kan a kontrollenhet eller være en enkel bryter og slaven en sensor, aktuator eller en kontrollenhet. Dette kan for eksempel være ved styring av en klimaanleggkompressor eller ved drift av en vindusmotor. Bryteren er masteren og vindusmotoren er slaven.
Noen applikasjoner der LIN-buss brukes til kontroll inkluderer:
- Skyve/vippetak
- Speiljustering
- Vindusmotorer
- Dørlåser
- Elektrisk setejustering
Bildet til høyre viser hvordan LIN-bussen kan brukes i en dør. Masteren er koblet til gatewayen via CAN-bussen (oransje og grønne ledninger). Fire slaver er knyttet til mesteren; den øverste for speiljustering, under den for dørhåndtakselektronikken og under den til venstre for låsen og til høyre for vindusmotoren.
Sammenlignet med CAN-buss er LIN-buss enkel og treg. Hastigheten på LIN-bussen er ca. 1 til maksimalt 20 Kbit/s (sammenlignet med CAN-bussen med en maksimal hastighet på 20 Mb/s). Dette gjør det mye billigere å utvikle og produsere delene. Fordi det ikke er viktig at de ovennevnte systemene styres via et veldig raskt nettverk som CAN-buss, er et tregt nettverk som LIN-buss tilstrekkelig. Videre er maksimal lengde på kablingen 40 meter og maksimalt 16 kontrollenheter (dvs. opptil 16 slaver) kan kobles til.
LIN-bussen er koblet til gateway. Gatewayen tillater kommunikasjon med andre typer nettverk, for eksempel CAN- eller MOST-bussen.
Recessiv og dominant:
Mesteren sender en melding til slaven. Denne informasjonen overføres ved hjelp av spenninger som er 0 volt eller 12 volt. LIN-busssignalet kan måles med oscilloskopet.
Ved punkt 1 er det en spenning på 13 volt på bussen. Ved punkt 2 begynner masteren å sende en melding. Master kobler bussen til jord (punkt 3). I løpet av 0,1 millisekund stiger linjen igjen til 13 volt. I løpet av tiden bussen er koblet til jord, skjer informasjonsoverføring.
Når spenningen på bussen er lik batterispenningen, kalles den recessiv. Under den recessive spenningen overføres ingen informasjon. Den recessive biten er en "0".
Først når bussen er kortsluttet til jord vil det dannes en "1". Dette kalles en dominant bit. I signalet blir bussen dominerende og deretter recessiv flere ganger. Tiden bussen er dominant eller recessiv er også forskjellig (den ene horisontale linjen er bredere enn den andre). Denne varierende spenningen skaper et signal med enere og nuller.
Mengden av enere og nuller danner et signal som gjenkjennes av slaven. Kombinasjonen 01101100010100 kan bety: vindusmotor opp. Den aktuelle vindusmotoren vil heve vinduet med denne kommandoen. Når vinduet har nådd høyeste posisjon vil vindusmotoren (slaven) sende et signal til masteren om at den slutter å kontrollere. I så fall blir ikke LIN-bussen helt recessiv, men databytene i signalet endres.
LIN-bussen blir aldri helt recessiv under bilbruk; det er kommunikasjon mellom herren og slavene til enhver tid. Hvis slaven ikke kommuniserer fordi LIN-bussledningen er avbrutt, eller hvis slaven har et strøm- eller jordproblem og ikke kan slås på, vil master sørge for at en feilkode lagres i kontrollenheten.
Dato rammer:
Et LIN-busssignal består av en ramme som består av forskjellige felt. Signalet nedenfor viser hvordan en dataramme er konstruert.
- Break-felt (Break): Break-feltet brukes til å aktivere alle tilkoblede slaver for å lytte til de neste delene av rammen. Brytefeltet består av en startbit og minst 13 dominante biter (i den dominerende delen er spenningen 0 volt), etterfulgt av en recessiv bit. Break-feltet fungerer derfor som en start-of-frame-melding for alle slaver på bussen.
- Synkroniseringsfelt (Synch): på grunn av manglende krystaller i slavene, må sendetiden bestemmes på nytt for hver melding. Ved å måle tiden mellom de fastsatte stigende og fallende flankene synkroniseres masterklokken og dermed bestemmes overføringshastigheten. Den interne overføringshastigheten beregnes på nytt for hver melding.
- Identifikator (ID): identifikatoren indikerer om meldingen er en overføringsramme eller en svarramme. Sende- og svarrammene er beskrevet i neste avsnitt.
- Datafelt (Data 1 & 2): inneholder databytene og inneholder informasjonen som må sendes (for eksempel selve kommandoen fra master til slave, eller sensorinformasjon fra slave til master).
- Sjekksum (Check): Sjekksummen er et kontrollfelt som sjekker om alle data er mottatt. Dataene i sjekksumfeltet brukes til å utføre en beregning som må samsvare med dataene som mottas i datafeltene. Hvis resultatet er positivt, aksepteres meldingen. Ved negativt utfall utføres feilhåndtering. Det vil bli prøvd på nytt i første omgang.
- Interframe Space (IFS): LIN-bussen gjøres recessiv i et antall biter før en ny melding sendes. Etter IFS kan masteren sende en ny melding.
Bussen er recessiv i en viss tid mellom de ulike feltene. Denne tiden er registrert i protokollen. Dette etterfølges av Break-feltet til neste sendte melding.
Overføringsramme og svarramme:
Identifikatoren i meldingen indikerer om det er en overføringsramme eller en svarramme. Senderammen sendes av masteren (dette kalles en TX-ID) og svarrammen sendes av slaven (RX-ID). Begge meldingene inneholder feltene breakfield, synch og meldings-ID generert av masteren. Avhengig av om det er en Tx- eller en Rx-ramme, fullføres meldingen av masteren eller slaven. Tx- og Rx-rammene sendes vekselvis.
LIN-busskommunikasjon av setevarmeknappen:
Denne delen gir et eksempel på styring av setevarmen via LIN-buss. Kontrollpanelet til klimaanlegget inneholder en knapp for setevarme. Det er tre lysdioder under knappen som indikerer hvilken posisjon setevarmen er i. Et trykk på knappen flere ganger vil endre setevarmeinnstillingen (posisjon 1 er den laveste og posisjon 3 er den høyeste posisjonen). På bildet under lyser tre lysdioder for å indikere høyeste innstilling av setevarmen. Denne delen bruker et diagram for å forklare hvordan man kommuniserer via LIN-bussen for å kontrollere lysdiodene når bryteren betjenes.
Under elektrisk diagram er fra setevarmen. Kontrollpanelet til klimaanlegget er også G600-kontrollenheten. Bryterne og lysdiodene til setevarmen til venstre og høyre er synlige i kontrollpanelet. Pilene ved siden av kontrollenhetene indikerer at kontrollenheten er større enn vist på diagrammet; kontrollenheten fortsetter i andre ordninger.
Når en setevarmeknapp på betjeningspanelet trykkes inn, sender den et signal via LIN-bussen til komfortelektronikkens styreenhet (G100).
Kontrollenhet G100 vil slå på setevarmen ved å gi strøm til pinne 21 eller 55 på kontakt T45. Spenningen justeres til posisjonen til bryteren (lav spenning i posisjon 1, maksimal spenning i posisjon 3). Et symbol på en termosensor vises ved siden av varmeelementet. Dette er en NTC-sensor som sender temperaturen til kontrollenheten og dermed beskytter setevarmeelementene mot overoppheting.
Når bryteren betjenes, vil slaven konvertere denne fysiske posisjonen til bryteren til en bitverdi. Etter at masteren har sendt en responsramme, vil slaven plassere denne bitverdien i databytene (se endringen i Data 1-rammen i bilde 2). Denne bitverdien videresendes til bryteren slippes. Når knappen settes tilbake til hvileposisjonen, vil signalet endres tilbake til det opprinnelige signalet (bilde 1).
Bilde 1: signal med knappen i hvileposisjon i svarrammen:
Bilde 2: signal med knappen trykket i svarrammen:
Etter at masteren har mottatt bitverdiene fra den trykkede bryteren, kontrollerer den LED-en i bryteren ved å plassere en bitverdi i databytene til overføringsrammen. Også i det tilfellet endres spenningsbildet til Data 1 eller Data 2 som i eksempelet ovenfor. Lysdioden forblir på til masteren sender en kommando om at lysdioden må slås av.
LIN-busskommunikasjon til viskermotoren:
Vindusviskermotoren styres i økende grad via LIN-bussen. Driften og fordelene sammenlignet med det konvensjonelle systemet er beskrevet på siden vindusviskermotor. På denne siden undersøkes signalene og det vises skopbilder av funksjonsfeil som kan oppstå.
Som beskrevet tidligere består LIN-bussen av en master og en eller flere slaver. I diagrammet ovenfor er ECU (sentral elektronikkkontrollenhet) master, og RLS (regn/lyssensor) og RWM (viskermotor) er slaver. Omfangsbildet nedenfor viser tre signaler plassert etter hverandre på LIN-bussen.
Break- og Synch-feltene er godt synlige i hvert signal. I de påfølgende signalene er det umulig å fastslå hva de kommer fra eller nøyaktig hva som sendes. Det vi vet er at masteren angir i feltet Identifikasjon hvilken slave meldingen er ment for. ID-feltet angir også om slaven skal motta meldingen (Sendramme) eller om slaven skal sende en melding tilbake, dvs. svar (Responsramme). En overføringsramme kan kreve at slaven kontrollerer aktuatoren, for eksempel å slå viskermotoren på eller av. Med en Response-ramme kan master be om gjeldende verdi av fuktigheten på frontruten fra regnsensoren. Denne verdien lar masteren (ECUen) bestemme med hvilken hastighet viskermotoren skal styres. De faktiske dataene som skal sendes plasseres i Data-feltene. Dette kan for eksempel være hastigheten som vindusviskermotoren skal styres med. Flere datafelt kan være mulig.
Omfangsbildet er med vindusviskermotoren avslått og i en situasjon hvor det ikke registreres fukt på frontruten. Likevel foregår det kontinuerlig kommunikasjon mellom herren og slavene.
ECU-en i vindusviskermotoren gjenkjenner en endring i en eller flere biter i dette signalet om at den må slås på.
Feil i kommunikasjonen med viskermotoren:
Når viskermotoren er frakoblet, prøver masteren å nå slaven. Dette kan skje når motoren har et strømforsyningsproblem, eller når LIN-bussledningen er avbrutt. Masteren sender Break, Sync og ID-feltene med en Response-bit, men viskermotoren reagerer ikke. I så fall vil masteren lagre en DTC-feilkode relatert til kommunikasjonsproblemet. En slik feilkode er angitt med U (User Network). Den vil også kontinuerlig prøve å nå slaven for å gjenoppta kommunikasjonen.
For å løse denne feilen må LIN-bussledningen til viskermotoren kontrolleres. Fuktighet kan ha kommet inn i støpselet, forårsaket korrosjon, noe som førte til at forbindelsen mellom ledningen og viskermotoren ble brutt. En annen mulighet er at LIN-bussledningen er avbrutt et sted i ledningsnettet.
Interferens på grunn av overgangsmotstand i LIN-bussledningen
Skader på en ledning fordi den har sittet fast, har gnidd mot noe eller når noen har stukket i ledningen med en målesonde, kan til slutt føre til en overgangsmotstand som resulterer i et spenningstap. Et spenningstap i en strømforsyningsledning til en forbruker sikrer at forbrukeren har mindre spenning for å fungere ordentlig. I så fall kan plasseringen av overgangsmotstanden detekteres med en V4-måling.
En overgangsmotstand i en LIN-bussledning fører ikke til at den recessive spenningen faller. Det har imidlertid stor innflytelse på signalet. For stor overgangsmotstand kan sørge for at signalet fortsatt er synlig på oscilloskopet, men kvaliteten er for dårlig for god kommunikasjon. I så fall vil ikke slavene på den aktuelle LIN-bussen lenger utføre noe.
Omfangsbildet fungerer som eksempel for de følgende to signalene der det er en overgangsmotstand.
Det andre skopbildet er av et signal der en overgangsmotstand har forårsaket en endring i signalet. De stigende og fallende flankene i bildet er mer skråstilte og har en spiss form øverst og nederst i stedet for å bli flatet ut.
Det er nesten ingenting igjen av signalet fra det tredje scope-bildet. Dette innebærer en enda høyere overgangsmotstand. Brytefeltet, synkroniseringsfeltet og en rekke brede recessive deler i signalet kan gjenkjennes, men er ubrukelige.
Hvis skopsignalet har en sagtannformasjon, kan det være en overgangsmotstand, selv om det recessive spenningsnivået er lik batterispenningen. Husk at flankene aldri er nøyaktig vertikale, men alltid litt skråstilte. Forskjellen i signalene viser imidlertid et klart avvik. For å finne plasseringen av den skadede ledningen, vil i mange tilfeller ledningsnettet mellom masteren og de flere slavene måtte kontrolleres. Der hvor ledningsnettet er plassert ved siden av sømmer på karosseriet eller skarpe dashborddeler, eller steder hvor det kan finnes spor etter demonterings-/monteringsarbeid av andre deler, fortjener første oppmerksomhet. Reparasjon av en del av ledningen hvor skaden ofte er tilstrekkelig. Du kan også velge å koble fra den gamle LIN-bussledningen i alle ender ved master og slaver og installere en helt ny LIN-bussledning.
Relatert side:
