Subiecte:
- General autobuz LIN
- Recesivă și dominantă
- Cadre de date
- Cadrul de transmisie și cadrul de răspuns
- Comunicarea prin bus LIN a butonului de încălzire a scaunului
- Comunicarea magistralei LIN a motorului ștergătoarelor
- Defecțiune în comunicare cu motorul ștergătoarelor
- Interferență datorată rezistenței de tranziție în firul magistralei LIN
General autobuz LIN:
Autobuzul LIN (aceasta este o abreviere pentru Local Interconnect Network) nu funcționează ca o magistrală CAN cu două fire, ci cu un fir între două sau mai multe unități de control. Autobuzul LIN are un master și un slave; maestrul trimite un mesaj și sclavul îl primește. Maestrul este în contact cu una dintre celelalte rețele, cum ar fi CELE MAI autobuz sau CAN-bus.
Stăpânul poate a dispozitiv de control sau fii un simplu comutator iar sclavul a senzor, actuator sau un dispozitiv de control. Acest lucru ar putea fi, de exemplu, atunci când controlați un compresor de aer condiționat sau când acționați un motor de fereastră. Comutatorul este maestru, iar motorul ferestrei este slave.
Unele aplicații în care magistrala LIN este utilizată pentru control includ:
- Acoperiș glisant/rabatabil
- Reglarea oglinzii
- Motoare de geamuri
- Încuietori pentru uși
- Reglaj electric al scaunului
Imaginea din dreapta arată cum poate fi utilizat autobuzul LIN într-o ușă. Master-ul este conectat la gateway prin intermediul magistralei CAN (firele portocalii și verzi). Patru sclavi sunt legați de stăpân; cea de sus pentru reglarea oglinzii, dedesubt pentru electronica mânerului ușii și mai jos de cea din stânga pentru încuietoare și din dreapta pentru motorul geamului.
În comparație cu autobuzul CAN, autobuzul LIN este simplu și lent. Viteza magistralei LIN este de aproximativ 1 până la maximum 20 Kbit/s (comparativ cu magistrala CAN cu o viteză maximă de 20 Mb/s). Acest lucru face ca dezvoltarea și producerea pieselor să fie mult mai ieftină. Deoarece nu este important ca sistemele de mai sus să fie controlate printr-o rețea foarte rapidă, cum ar fi magistrala CAN, este suficientă o rețea lentă, cum ar fi magistrala LIN. În plus, lungimea maximă a cablurilor este de 40 de metri și pot fi conectate maximum 16 dispozitive de control (adică până la 16 slave).
Autobuzul LIN este conectat la poartă. Gateway-ul permite comunicarea cu alte tipuri de rețele, cum ar fi magistrala CAN sau MOST.
Recesiv și dominant:
Stăpânul trimite un mesaj sclavului. Aceste informații sunt transmise folosind tensiuni care sunt de 0 volți sau 12 volți. Semnalul magistralei LIN poate fi măsurat cu osciloscopul.
La punctul 1 există o tensiune de 13 volți pe magistrală. La punctul 2, comandantul începe să trimită un mesaj. Maestrul comută magistrala la masă (punctul 3). În 0,1 milisecunde, linia se ridică din nou la 13 volți. În timpul în care autobuzul este conectat la pământ, are loc transferul de informații.
Când tensiunea de pe magistrală este egală cu tensiunea bateriei, se numește recesivă. În timpul tensiunii recesive nu se transmite nicio informație. Bitul recesiv este „0”.
Numai când magistrala este scurtcircuitată la masă se va forma un „1”. Acesta se numește un bit dominant. În semnal, magistrala devine dominantă și apoi recesivă de mai multe ori. Timpul în care autobuzul este dominant sau recesiv diferă de asemenea (o linie orizontală este mai largă decât cealaltă). Această tensiune variabilă creează un semnal cu unu și zero.
Cantitatea de unu și zero formează un semnal care este recunoscut de slave. Combinația 01101100010100 poate însemna: motor geam sus. Motorul de fereastră relevant va ridica fereastra cu această comandă. Când fereastra a atins poziția cea mai înaltă, motorul ferestrei (slave) va trimite un semnal către master că nu mai controlează. În acest caz, magistrala LIN nu devine complet recesivă, dar octeții de date din semnal se modifică.
Autobuzul LIN nu devine niciodată complet recesiv în timpul utilizării mașinii; există o comunicare între stăpân și sclavi în orice moment. Dacă slave nu comunică deoarece firul magistralei LIN este întrerupt, sau dacă slave are o problemă de alimentare sau de masă și nu poate fi pornit, masterul se va asigura că un cod de eroare este stocat în unitatea de control.
Cadre de date:
Un semnal de magistrală LIN constă dintr-un cadru format din diferite câmpuri. Semnalul de mai jos arată cum este construit un cadru de date.
- Câmp de întrerupere (Break): Câmpul de întrerupere este folosit pentru a activa toți slave conectați pentru a asculta următoarele părți ale cadrului. Breakfield constă dintr-un bit de pornire și cel puțin 13 biți dominanti (în partea dominantă tensiunea este de 0 volți), urmați de un bit recesiv. Câmpul Break servește, prin urmare, ca mesaj de început de cadru pentru toți slave de pe magistrală.
- Câmp de sincronizare (Synch): din cauza lipsei cristalelor din slave, timpul de transmisie trebuie determinat din nou pentru fiecare mesaj. Măsurând timpul dintre muchiile de urcare și de coborâre determinate, ceasul principal este sincronizat și astfel se determină viteza de transmisie. Rata de transmisie internă este recalculată pentru fiecare mesaj.
- Identificator (ID): identificatorul indică dacă mesajul este un cadru de transmisie sau un cadru de răspuns. Cadrele de transmisie și de răspuns sunt descrise în secțiunea următoare.
- Câmpurile de date (Date 1 și 2): conțin octeții de date și conțin informațiile care trebuie trimise (de exemplu comanda reală de la master la slave sau informații despre senzor de la slave la master).
- Sumă de control (verificare): suma de control este un câmp de control care verifică dacă toate datele au fost primite. Datele din câmpul sumă de control sunt folosite pentru a efectua un calcul care trebuie să corespundă datelor primite în câmpurile de date. Dacă rezultatul este pozitiv, mesajul este acceptat. În cazul unui rezultat negativ, se efectuează tratarea erorilor. Se va încerca din nou inițial.
- Interframe Space (IFS): magistrala LIN este făcută recesivă pentru un număr de biți înainte ca un nou mesaj să fie trimis. După IFS, comandantul poate trimite un nou mesaj.
Autobuzul este recesiv pentru un anumit timp între diferitele câmpuri. Acest timp este consemnat în protocol. Acesta este urmat de câmpul Break al următorului mesaj trimis.
Cadrul de transmisie și cadrul de răspuns:
Identificatorul din mesaj indică dacă este un cadru de transmisie sau un cadru de răspuns. Cadrul de transmisie este trimis de master (acesta se numește TX-ID) iar cadrul de răspuns este trimis de slave (RX-ID). Ambele mesaje conțin câmpurile breakfield, sincronizare și ID mesaje generate de master. În funcție de faptul că este un cadru Tx sau Rx, mesajul este completat de către master sau slave. Cadrele Tx și Rx sunt trimise alternativ.
Comunicarea prin bus LIN a butonului de încălzire a scaunului:
Această secțiune oferă un exemplu de control al încălzirii scaunelor prin autobuzul LIN. Panoul de control al aerului condiționat conține un buton pentru încălzirea scaunului. Există trei LED-uri sub buton care indică în ce poziție se află încălzirea scaunului. Apăsarea butonului de mai multe ori va schimba poziția încălzirii scaunului (poziția 1 este cea mai joasă și poziția 3 este cea mai înaltă poziție). În imaginea de mai jos, trei LED-uri se aprind pentru a indica cea mai mare setare a încălzirii scaunului. Această secțiune folosește o diagramă pentru a explica cum să comunicați prin magistrala LIN pentru a controla LED-urile atunci când comutatorul este acționat.
De mai jos schema electrica este de la încălzirea scaunului. Panoul de control al aerului condiționat este și unitatea de control G600. Comutatoarele și LED-urile încălzirii scaunelor din stânga și din dreapta sunt vizibile în panoul de control. Săgețile de lângă unitățile de control indică faptul că unitatea de control este mai mare decât cea indicată în diagramă; unitatea de control continuă în alte scheme.
Când este apăsat un buton de încălzire a scaunului de pe panoul de comandă, acesta trimite un semnal prin magistrala LIN către unitatea de control electronică de confort (G100).
Unitatea de control G100 va porni încălzirea scaunului prin alimentarea pinului 21 sau 55 de pe conectorul T45. Tensiunea este reglată la poziția comutatorului (tensiune joasă în poziția 1, tensiunea maximă în poziția 3). Un simbol al unui senzor termic este afișat lângă elementul de încălzire. Acesta este un senzor NTC care trimite temperatura la unitatea de control și astfel protejează elementele de încălzire a scaunului împotriva supraîncălzirii.
Când acţionează comutatorul, slave va converti această poziţie fizică a comutatorului într-o valoare de bit. După ce masterul trimite un cadru de răspuns, slave va plasa această valoare de bit în octeții de date (vezi modificarea cadrului Data 1 din imaginea 2). Această valoare de bit este transmisă până când comutatorul este eliberat. Când butonul este readus în poziția de repaus, semnalul se va schimba înapoi la semnalul inițial (imaginea 1).
Imaginea 1: semnal cu butonul în poziția de repaus în cadrul de răspuns:
Imaginea 2: semnal cu butonul apăsat în cadrul de răspuns:
După ce masterul a primit valorile de biți de la comutatorul apăsat, controlează LED-ul din comutator plasând o valoare de biți în octeții de date ai cadrului de transmisie. Și în acest caz, imaginea de tensiune se schimbă în Data 1 sau Data 2, ca în exemplul de mai sus. LED-ul rămâne aprins până când masterul trimite o comandă că LED-ul trebuie oprit.
Comunicarea magistralei LIN a motorului ștergătoarelor:
Motorul ștergătoarelor de parbriz este controlat din ce în ce mai mult prin magistrala LIN. Funcționarea și avantajele față de sistemul convențional sunt descrise pe pagină motor stergator parbriz. Pe această pagină, semnalele sunt examinate și sunt afișate imagini ale sferei de funcționare a defecțiunilor care pot apărea.
După cum s-a descris mai devreme, magistrala LIN constă dintr-un master și unul sau mai mulți slave. În diagrama de mai sus, ECU (unitatea centrală de control electronică) este comandantă, iar RLS (senzor ploaie/lumină) și RWM (motor ștergător) sunt sclavii. Imaginea de mai jos arată trei semnale plasate unul după altul pe magistrala LIN.
Câmpurile Break și Synch sunt clar vizibile în fiecare semnal. În semnalele ulterioare este imposibil să se determine de la ce provin sau ce anume este trimis. Ceea ce știm este că masterul indică în câmpul Identificare cărui slave este destinat mesajul. Câmpul ID indică, de asemenea, dacă slave ar trebui să primească mesajul (cadru de transmisie) sau dacă slave ar trebui să trimită un mesaj înapoi, adică răspuns (cadru de răspuns). Un cadru de transmisie ar putea necesita ca slave să controleze actuatorul, cum ar fi pornirea sau oprirea motorului ștergătoarelor. Cu un cadru Response, comandantul poate solicita de la senzorul de ploaie valoarea curentă a umidității de pe parbriz. Această valoare permite comandantului (ECU) să determine cu ce viteză trebuie controlat motorul ștergătoarelor. Datele efective care trebuie trimise sunt plasate în câmpurile Date. Aceasta ar putea fi, de exemplu, viteza la care ar trebui controlat motorul ștergătoarelor de parbriz. Pot fi posibile mai multe câmpuri de date.
Imaginea este cu motorul ștergătoarelor de parbriz oprit și într-o situație în care nu este înregistrată umiditate pe parbriz. Cu toate acestea, între master și sclavi are loc o comunicare continuă.
ECU din motorul ștergătoarelor de parbriz recunoaște o modificare a unuia sau mai multor biți a acestui semnal care trebuie pornit.
Defecțiune în comunicare cu motorul ștergătoarelor:
Când motorul ștergătoarelor este deconectat, masterul încearcă să ajungă la slave. Acest lucru se poate întâmpla atunci când motorul are o problemă de alimentare sau când cablul magistralei LIN este întrerupt. Masterul trimite câmpurile Break, Sync și ID cu un bit de răspuns, dar motorul ștergătoarelor nu răspunde. În acest caz, comandantul va stoca un cod de eroare DTC legat de problema de comunicare. Un astfel de cod de eroare este indicat de U (User Network). De asemenea, va încerca continuu să ajungă la slave pentru a relua comunicarea.
Pentru a rezolva această eroare, trebuie verificat cablul magistralei LIN al motorului ștergătoarelor. Este posibil să fi pătruns umezeală în ștecher, provocând coroziune, ceea ce duce la întreruperea conexiunii dintre fir și motorul ștergătoarelor. O altă posibilitate este ca firul magistralei LIN să fie întrerupt undeva în cablajul.
Interferență datorată rezistenței de tranziție în firul magistralei LIN
Deteriorarea unui fir, deoarece a fost blocat, s-a frecat de ceva sau când cineva a înțepat firul cu o sondă de măsurare, poate duce în cele din urmă la o rezistență de tranziție, ceea ce duce la o pierdere de tensiune. O pierdere de tensiune într-un fir de alimentare al unui consumator asigură că consumatorul are mai puțină tensiune pentru a funcționa corect. În acest caz, locația rezistenței de tranziție poate fi detectată cu o măsurătoare V4.
Un rezistor de tranziție într-un fir magistrală LIN nu provoacă scăderea tensiunii recesive. Cu toate acestea, are o influență majoră asupra semnalului. O rezistență de tranziție prea mare poate asigura că semnalul este încă vizibil pe osciloscop, dar calitatea este prea slabă pentru o bună comunicare. În acest caz, sclavii de pe magistrala LIN relevantă nu vor mai efectua nimic.
Imaginea scopului servește ca exemplu pentru următoarele două semnale în care există o rezistență de tranziție.
A doua imagine este a unui semnal în care o rezistență de tranziție a cauzat o schimbare a semnalului. Flancurile în sus și în coborâre din imagine sunt mai înclinate și au o formă ascuțită în partea de sus și de jos în loc să fie aplatizate.
Nu a mai rămas aproape nimic din semnalul din cea de-a treia imagine a lentilei. Aceasta implică o rezistență la tranziție și mai mare. Câmpul de întrerupere, câmpul de sincronizare și un număr de părți largi recesive din semnal pot fi recunoscute, dar sunt inutilizabile.
Dacă semnalul lunetei are o formare dinți de ferăstrău, poate exista o rezistență de tranziție, chiar dacă nivelul de tensiune recesiv este egal cu tensiunea bateriei. Rețineți că flancurile nu sunt niciodată exact verticale, ci întotdeauna ușor înclinate. Cu toate acestea, diferența dintre semnale arată o abatere clară. Pentru a găsi locația firului deteriorat, în multe cazuri va trebui verificat cablajul dintre master și mai mulți slave. Acolo unde cablajul este amplasat lângă cusături ale caroseriei sau părți ascuțite de bord sau locuri în care pot fi găsite urme de lucrări de demontare/asamblare a altor piese, merită o atenție deosebită. Repararea unei părți a firului unde deteriorarea este adesea suficientă. De asemenea, puteți alege să deconectați vechiul fir de magistrală LIN la toate capetele de la master și slave și să instalați un fir de magistrală LIN complet nou.
Pagina înrudită:
