Предметы:
- Общий автобус LIN
- Рецессивный и доминантный
- Фреймы данных
- Кадр передачи и кадр ответа
- Связь по шине LIN кнопки обогрева сидений
- Связь по шине LIN электродвигателя стеклоочистителя
- Ошибка связи с электродвигателем стеклоочистителя.
- Помехи из-за переходного сопротивления в проводе шины LIN
Общие сведения о шине LIN:
Шина LIN (это сокращение от Local Interconnect Network) работает не как CAN-шина с двумя проводами, а с одним проводом между двумя и более блоками управления. Шина LIN имеет ведущего и ведомого устройства; ведущий отправляет сообщение, а ведомый его получает. Мастер находится в контакте с одной из других сетей, например Автобус МОСТ лишённых CAN-шина.
Мастер может устройство управления или быть простым переключателем и подчиненным датчик, привод или устройство управления. Это может произойти, например, при управлении компрессором кондиционера или при работе электродвигателя стеклоподъемника. Выключатель является главным, а электродвигатель стеклоподъемника — подчиненным.
Некоторые приложения, в которых для управления используется шина LIN, включают:
- Сдвижная/подъёмная крыша
- Регулировка зеркала
- Оконные моторы
- Дверные замки
- Электрическая регулировка сиденья
На изображении справа показано, как можно использовать шину LIN в двери. Мастер подключается к шлюзу через CAN-шину (оранжевый и зеленый провода). Четыре подчиненных устройства связаны с главным устройством; верхний для регулировки зеркал, нижний для электроники дверной ручки, нижний слева для замка и справа для электродвигателя стеклоподъемника.
По сравнению с шиной CAN шина LIN проста и медленна. Скорость шины LIN составляет примерно от 1 до максимум 20 Кбит/с (по сравнению с шиной CAN с максимальной скоростью 20 Мбит/с). Это значительно удешевляет разработку и производство деталей. Поскольку для вышеупомянутых систем не важно управлять через очень быструю сеть, такую как шина CAN, достаточно медленной сети, такой как шина LIN. Кроме того, максимальная длина кабеля составляет 40 метров, и можно подключить максимум 16 устройств управления (т.е. до 16 ведомых устройств).
Шина LIN подключена к шлюз. Шлюз обеспечивает связь с другими типами сетей, например, с шиной CAN или MOST.
Рецессивный и доминантный:
Мастер отправляет сообщение подчиненному. Эта информация передается с использованием напряжения 0 В или 12 В. Сигнал шины LIN можно измерить с помощью осциллографа.
В точке 1 на шине напряжение 13 вольт. В точке 2 мастер начинает отправлять сообщение. Мастер переключает шину на землю (пункт 3). В течение 0,1 миллисекунды напряжение снова повышается до 13 Вольт. Пока шина подключена к земле, происходит передача информации.
Когда напряжение на шине равно напряжению батареи, оно называется рецессивным. Во время рецессивного напряжения информация не передается. Рецессивный бит равен «0».
Только при коротком замыкании шины на землю образуется «1». Это называется доминантным битом. В сигнале шина несколько раз становится доминантной, а затем рецессивной. Время, в течение которого шина является доминантной или рецессивной, также различается (одна горизонтальная линия шире другой). Это изменяющееся напряжение создает сигнал с единицами и нулями.
Сумма единиц и нулей формирует сигнал, распознаваемый ведомым устройством. Комбинация 01101100010100 может означать: подъем стеклоподъемника. С помощью этой команды соответствующий мотор окна поднимет окно. Когда окно достигнет самого высокого положения, электродвигатель стеклоподъемника (ведомый) пошлет мастеру сигнал о том, что он прекращает управление. В этом случае шина LIN не становится полностью рецессивной, но байты данных в сигнале изменяются.
Шина LIN никогда не становится полностью рецессивной во время использования автомобиля; Между ведущим и подчиненными всегда существует связь. Если ведомое устройство не поддерживает связь из-за обрыва провода шины LIN, или если ведомое устройство имеет проблемы с питанием или заземлением и не может быть включено, ведущее устройство обеспечит сохранение кода ошибки в блоке управления.
Рамки даты:
Сигнал шины LIN состоит из кадра, состоящего из различных полей. Сигнал ниже показывает, как создается кадр данных.
- Поле Break (Break): Поле Break используется для активации всех подключенных ведомых устройств для прослушивания следующих частей кадра. Поле разрыва состоит из стартового бита и не менее 13 доминантных битов (в доминантной части напряжение равно 0 вольт), за которыми следует рецессивный бит. Таким образом, поле Break служит сообщением о начале кадра для всех подчиненных устройств на шине.
- Поле синхронизации (Synch): из-за отсутствия кристаллов в ведомых устройствах время передачи необходимо определять заново для каждого сообщения. Измеряя время между определенными нарастающими и спадающими фронтами, синхронизируются главные часы и, таким образом, определяется скорость передачи. Внутренняя скорость передачи данных пересчитывается для каждого сообщения.
- Идентификатор (ID): идентификатор указывает, является ли сообщение кадром передачи или кадром ответа. Кадры передачи и ответа описаны в следующем разделе.
- Поля данных (Данные 1 и 2): содержат байты данных и информацию, которую необходимо отправить (например, фактическую команду от ведущего устройства к ведомому или информацию датчика от ведомого устройства к ведущему).
- Контрольная сумма (Проверка): Контрольная сумма — это контрольное поле, которое проверяет, все ли данные были получены. Данные в поле контрольной суммы используются для выполнения расчета, который должен соответствовать данным, полученным в полях данных. Если результат положительный, сообщение принимается. В случае отрицательного результата выполняется обработка ошибок. Сначала будет повторена попытка.
- Межкадровое пространство (IFS): шина LIN становится рецессивной на определенное количество битов перед отправкой нового сообщения. После IFS мастер может отправить новое сообщение.
Шина в течение определенного времени рецессивна между разными полями. Это время фиксируется в протоколе. За ним следует поле Break следующего отправленного сообщения.
Кадр передачи и кадр ответа:
Идентификатор в сообщении указывает, является ли это кадром передачи или кадром ответа. Кадр передачи отправляется ведущим устройством (это называется TX-ID), а кадр ответа отправляется ведомым устройством (RX-ID). Оба сообщения содержат поля останова, синхронизации и идентификатора сообщения, сгенерированные мастером. В зависимости от того, является ли это кадром Tx или Rx, сообщение завершается ведущим или подчиненным устройством. Кадры Tx и Rx передаются попеременно.
Связь по шине LIN кнопки обогрева сиденья:
В этом разделе приведен пример управления обогревом сидений по шине LIN. На панели управления кондиционером имеется кнопка подогрева сидений. Под кнопкой расположены три светодиода, указывающие, в каком положении находится обогрев сидений. Нажатие кнопки несколько раз изменит настройку подогрева сиденья (положение 1 — самое низкое, положение 3 — самое высокое). На изображении ниже загораются три светодиода, обозначающие максимальную настройку подогрева сиденья. В этом разделе используется схема, объясняющая, как осуществлять связь через шину LIN для управления светодиодами при нажатии переключателя.
Ниже электрическая схема это от подогрева сидений. Панель управления кондиционером также является блоком управления G600. На панели управления видны выключатели и светодиоды обогрева сидений слева и справа. Стрелки рядом с блоками управления указывают, что размер блока управления больше, чем показано на схеме; блок управления продолжается и в других схемах.
При нажатии кнопки обогрева сиденья на панели управления она передает сигнал по шине LIN на блок управления электроники комфорта (G100).
Блок управления G100 включит обогрев сиденья, подав питание на контакт 21 или 55 разъема Т45. Напряжение регулируется по положению переключателя (низкое напряжение в положении 1, максимальное напряжение в положении 3). Рядом с нагревательным элементом указан символ термодатчика. Это датчик NTC, который передает температуру в блок управления и, таким образом, защищает нагревательные элементы сиденья от перегрева.
При работе с переключателем ведомое устройство преобразует это физическое положение переключателя в битовое значение. После того, как ведущий отправит ответный кадр, ведомый поместит это значение бита в байты данных (см. изменение в кадре Данные 1 на изображении 2). Значение этого бита передается до тех пор, пока переключатель не будет отпущен. Когда кнопка возвращается в исходное положение, сигнал снова изменится на исходный (изображение 1).
Изображение 1: сигнал с кнопкой в исходном положении в ответной рамке:
Изображение 2: сигнал при нажатой кнопке в ответной рамке:
После того, как мастер получил значения битов от нажатого переключателя, он управляет светодиодом в переключателе, помещая значение бита в байты данных передаваемого кадра. В этом случае изображение напряжения также изменится на Данные 1 или Данные 2, как в примере выше. Светодиод горит до тех пор, пока мастер не отправит команду на выключение светодиода.
Связь по шине LIN электродвигателя стеклоочистителя:
Электродвигатель стеклоочистителя все чаще управляется через шину LIN. Принцип работы и преимущества по сравнению с традиционной системой описаны на странице. моторчик стеклоочистителя. На этой странице проверяются сигналы и отображаются изображения возможных неисправностей.
Как описано ранее, шина LIN состоит из ведущего устройства и одного или нескольких ведомых устройств. На приведенной выше схеме ЭБУ (центральный блок управления электроникой) является главным, а RLS (датчик дождя/света) и RWM (двигатель стеклоочистителя) — ведомыми. На изображении ниже показаны три сигнала, подаваемые один за другим на шину LIN.
Поля Break и Synch хорошо видны в каждом сигнале. По последующим сигналам невозможно определить, от чего они и что именно посылается. Что мы точно знаем, так это то, что мастер указывает в поле Identification, для какого слейва предназначено сообщение. Поле ID также указывает, должно ли ведомое устройство получить сообщение (кадр передачи) или ведомое устройство должно отправить сообщение обратно, то есть ответить (кадр ответа). Кадр передачи может потребовать от ведомого устройства управления приводом, например, включения или выключения двигателя стеклоочистителя. С помощью кадра Ответа мастер может запросить текущее значение влажности на лобовом стекле у датчика дождя. Это значение позволяет главному устройству (ЭБУ) определить, на какой скорости следует управлять двигателем стеклоочистителя. Фактические данные для отправки помещаются в поля «Данные». Это может быть, например, скорость, с которой должен управляться электродвигатель стеклоочистителя. Могут быть возможны несколько полей данных.
Изображение в телескоп при выключенном электродвигателе стеклоочистителя и в ситуации, когда на лобовом стекле не обнаружено влаги. Тем не менее, между ведущим и ведомыми осуществляется непрерывная связь.
ЭБУ электродвигателя стеклоочистителя распознает изменение одного или нескольких битов этого сигнала, что его необходимо включить.
Ошибка связи с электродвигателем стеклоочистителя:
Когда двигатель стеклоочистителя отключен, ведущий пытается связаться с ведомым. Это может произойти, если у двигателя проблемы с питанием или обрыв провода шины LIN. Мастер отправляет поля Break, Sync и ID с битом ответа, но двигатель стеклоочистителя не отвечает. В этом случае мастер сохранит код неисправности DTC, связанный с проблемой связи. Такой код ошибки обозначается U (User Network). Он также будет постоянно пытаться связаться с ведомым устройством, чтобы возобновить связь.
Для устранения этой неисправности необходимо проверить провод шины LIN электродвигателя стеклоочистителя. Возможно, в вилку попала влага, вызвав коррозию и прервав соединение между проводом и двигателем стеклоочистителя. Другая возможность заключается в том, что провод шины LIN оборван где-то в жгуте проводов.
Помехи из-за переходного сопротивления в проводе шины LIN
Повреждение провода из-за того, что он застрял, потерся о что-то или когда кто-то проткнул провод измерительным щупом, может в конечном итоге привести к переходному сопротивлению, что приведет к потере напряжения. Потеря напряжения в проводе питания потребителя гарантирует, что у потребителя будет меньше напряжения для правильной работы. В этом случае местоположение переходного сопротивления можно определить с помощью измерения V4.
Переходной резистор в проводе шины LIN не вызывает падения рецессивного напряжения. Однако это оказывает существенное влияние на сигнал. Слишком большое переходное сопротивление может гарантировать, что сигнал все еще будет виден на осциллографе, но качество будет слишком плохим для хорошей связи. В этом случае ведомые устройства на соответствующей шине LIN больше ничего не будут выполнять.
Изображение осциллографа служит примером для следующих двух сигналов, в которых имеется переходное сопротивление.
Второе изображение осциллографа представляет собой сигнал, в котором переходное сопротивление вызвало изменение сигнала. Восходящие и нисходящие стороны изображения более наклонены и имеют заостренную форму сверху и снизу, а не сплющенную.
От сигнала третьего изображения телескопа почти ничего не осталось. Это предполагает еще более высокое переходное сопротивление. Поле разрыва, поле синхронизации и ряд широких рецессивных частей сигнала можно распознать, но они непригодны для использования.
Если сигнал осциллографа имеет пилообразную форму, возможно наличие переходного сопротивления, даже если уровень рецессивного напряжения равен напряжению батареи. Имейте в виду, что боковые стороны никогда не бывают строго вертикальными, а всегда слегка наклоненными. Однако разница в сигналах показывает явное отклонение. Чтобы определить местонахождение поврежденного провода, во многих случаях необходимо проверить жгут проводов между главным и несколькими подчиненными устройствами. Первоочередного внимания заслуживают места, где жгут проводов расположен рядом со швами кузова или острыми деталями приборной панели, а также в местах, где могут быть обнаружены следы разборки/сборки других деталей. Ремонт части провода, где повреждения часто бывают достаточными. Вы также можете отключить старый провод шины LIN на всех концах на главном и подчиненном устройствах и установить совершенно новый провод шины LIN.
Связанная страница:
