Las exigencias planteadas a la seguridad de conducción, el
confort de marcha, el comportamiento de las emisiones de escape y el consumo de
combustible crecen continuamente. Estas exigencias implican un intercambio cada
vez más intenso de información entre las unidades de control.
Para mantener, a pesar de ello, claramente estructurados los
sistemas eléctricos y electrónicos, evitando que ocupen demasiado espacio, se
necesita una solución técnica adecuada para el intercambio de la información.
CAN significa Controller Area Network (red de área de
controlador) y significa, que las unidades de control están interconectadas e
intercambian datos entre sí.
El CAN- BUS de datos representa una manera de transmisión de datos entre las unidades de control.
Indice.
Funcionamiento.
Ventajas.
Componentes dentro de la red CAN-BUS.
Topología.
Formato de mensaje.
Diagnóstico.
Resumen.
Ventajas.
Ventajas del bus CAN: menos sensores (el mismo sensor da la misma información para varios sistemas electrónicos), menor cantidad de cables de señal, lo que supone menor peso global del vehículo, menos conexiones entre las unidades de control y mejor rendimiento y más eficaz de los componentes, aunque esta tecnología es transitoria, ya que la fibra óptica se empieza a imponer y las conexiones via bluetooth son el futuro en el automóvil.
Indice.
Funcionamiento.
Ventajas.
Componentes dentro de la red CAN-BUS.
Topología.
Formato de mensaje.
Diagnóstico.
Resumen.
Ventajas.
Ventajas del bus CAN: menos sensores (el mismo sensor da la misma información para varios sistemas electrónicos), menor cantidad de cables de señal, lo que supone menor peso global del vehículo, menos conexiones entre las unidades de control y mejor rendimiento y más eficaz de los componentes, aunque esta tecnología es transitoria, ya que la fibra óptica se empieza a imponer y las conexiones via bluetooth son el futuro en el automóvil.
Funcionamiento.
La transferencia de datos a través del CAN-BUS de datos funciona similar a una conferencia telefónica. Una unidad de control modula sus datos introduciendolos a la red, mientras que las demás coescuchan estos datos. A alguna unidad de control pueden parecerle útiles estos datos y utilizarlos mientras que a otras puede que no.
Las velocidades de transmisión típicas están entre aprox. 125 kBit/s y 1Mbit/s (ejemplo: la unidad de control del motor y la unidad de control de bomba en la regulación electrónica diesel comunican entre si a 500 kBit/s). Las velocidades de transmisión deben ser tan altas para poder garantizar el comportamiento de tiempo real requerido.
Prioridad
Las velocidades de transmisión típicas están entre aprox. 125 kBit/s y 1Mbit/s (ejemplo: la unidad de control del motor y la unidad de control de bomba en la regulación electrónica diesel comunican entre si a 500 kBit/s). Las velocidades de transmisión deben ser tan altas para poder garantizar el comportamiento de tiempo real requerido.
Prioridad
El identificador determina junto al contenido de datos simultáneamente la prioridad (preferencia) del mensaje al realizar la emisión. Una señal que varia rápidamente (ejemplo: el numero de revoluciones del motor) debe transmitirse también con gran rapidez, y recibe por lo tanto una prioridad mayor que una señal que varia relativamente lenta (ejemplo: temperatura del motor).
Asignación de bus.
Cuando esta libre el bus puede comenzar cualquier estación a transmitir su mensaje. Si comienzan a emitir varias estaciones simultáneamente, se impone el mensaje de mayor prioridad, sin que se produzca una perdida de tiempo o de bit. Los emisores con mensajes de menor prioridad se convierten automáticamente en receptores y repiten su intento de emisión, en cuanto esta libre otra vez el bus.
Componentes de la Red CAN-BUS.
Dentro de la red de CAN podemos encontrar los siguientes dispositivos:
Controlador CAN.
Recibe los datos que han de ser transmitidos desde el microprocesador, los acondiciona y los pasa al transceptor Can y visceversa.
Transceptor CAN.
transforma los datos del controlador CAN en señales eléctricas y los manda a través del cable CAN-BUS. Así mismo recibe los datos y los transforma para el controlador CAN.
Elemento final de bus de datos.
Es una resistencia la cual evita que los datos sean devueltos en forma de eco de los extremos de los cables y que se falsifiquen datos.
Cables de bus de datos.
Funcionan de forma bidireccional y sirven para la transmisión de datos. Se denominan CAN-High (señales de nivel lógico alto, puede variar entre 2.25V a 5V) y Can-Low (señales de valor lógico bajo que puede varias entre 0V y 2.25V)
Cabe mencionar que estos cables se encuentran trenzados entre sí con la finalidad de evitar cualquier campo magnético que pudiera generarse y posibles emisiones parasitarias.
Topología.
La topología empleda en CAN-BUS es, valga la redundancia, la topología de bus.
Esto quiere decir que tenemos 1 solo cable que recorre todo el automovil en el cual las unidades se control se comunican entre sí.
Referencias.
http://www.tecnomovil.com/Cursos-formacion/CAN-BUS/Curso-CAN-BUS.htm
http://www.aficionadosalamecanica.net/canbus.htm
http://eltallerdecyper.blogspot.mx
Cabe mencionar que estos cables se encuentran trenzados entre sí con la finalidad de evitar cualquier campo magnético que pudiera generarse y posibles emisiones parasitarias.
Topología.
La topología empleda en CAN-BUS es, valga la redundancia, la topología de bus.
Esto quiere decir que tenemos 1 solo cable que recorre todo el automovil en el cual las unidades se control se comunican entre sí.
Formato de mensaje
Para la transmisión en el bus se crea un marco de datos (Data Frame), cuya longitud abarca como máximo 130 bit (formato estándar) o 150 bit (formato ampliado). De esta forma queda asegurado que el tiempo de espera hasta la siguiente transmisión, posiblemente muy urgente, se mantenga siempre corto. El "Data Frame" consta de siete campos sucesivos:
Para la transmisión en el bus se crea un marco de datos (Data Frame), cuya longitud abarca como máximo 130 bit (formato estándar) o 150 bit (formato ampliado). De esta forma queda asegurado que el tiempo de espera hasta la siguiente transmisión, posiblemente muy urgente, se mantenga siempre corto. El "Data Frame" consta de siete campos sucesivos:
- "Start of Frame" marca de comienzo de un mensaje y sincroniza todas las estaciones.
- "Arbitration Field" consta del identificador del mensaje y un bit de control adicional. Durante la transmisión de este campo, el emisor comprueba en cada bit si todavía esta autorizado para emitir o si esta emitiendo otra estación de mayor prioridad. El bit de control decide si el mensaje se trata de un "Data Frame" o de un "Remote Frame".
- "Control Field" contiene el código sobre la cantidad de bytes de datos en el "Data Field".
- "Data Field" dispone de un contenido de información entre 0 y 8 bytes. Un mensaje de longitud 0 puede emplearse para la sincronización de procesos distribuidos.
- "CRC Field" contiene una palabra de protección de marco para el reconocimiento de posibles anomalías de transmisión producidas.
- "Ack Field" contiene una señal de confirmación de todos los receptores que han recibido el mensaje sin fallos.
- "End of Frame" marca el final del mensaje.
Diagnostico integrado
El sistema bus CAN dispone de una serie de mecanismos de control para el reconocimiento de anomalías. Pertenece aquí por ejemplo: la señal de seguridad en el "Data Frame" y el "Monitoring", en la que cada emisor recibe otra vez su propio mensaje, pudiendo reconocer entonces posibles divergencias.
Si una estación registra una anomalía, emite entonces un "flag de error", que detiene la transmisión en curso. De esta forma se impide que otras estaciones reciban el mensaje erróneo.
El sistema bus CAN dispone de una serie de mecanismos de control para el reconocimiento de anomalías. Pertenece aquí por ejemplo: la señal de seguridad en el "Data Frame" y el "Monitoring", en la que cada emisor recibe otra vez su propio mensaje, pudiendo reconocer entonces posibles divergencias.
Si una estación registra una anomalía, emite entonces un "flag de error", que detiene la transmisión en curso. De esta forma se impide que otras estaciones reciban el mensaje erróneo.
En caso de una estación defectuosa podría ocurrir sin embargo que todos los mensajes, es decir también los mensajes sin errores, sean interrumpidos con un flag de error. Para evitar esto, el sistema bus CAN esta equipado con un mecanismo que puede distinguir entre anomalias ocasionales y anomalias permanentes y pueden localizar fallos de estación. Esto se produce mediante una evaluación estadística de las situaciones de error.
Resumen.
La red CAN-BUS vino a optimizar la manera de funcionamiento de un auto, ya que permite una mejor comunicación y aprovechamiento de las señales de acuerdo a las necesidades del sistema. Así mismo facilita el diagnostico de fallas en un auto, sin embargo esta red podría ser obsoleta en algunos años gracias a la emergente red llamada FlexRay
La red CAN-BUS vino a optimizar la manera de funcionamiento de un auto, ya que permite una mejor comunicación y aprovechamiento de las señales de acuerdo a las necesidades del sistema. Así mismo facilita el diagnostico de fallas en un auto, sin embargo esta red podría ser obsoleta en algunos años gracias a la emergente red llamada FlexRay
Referencias.
http://www.tecnomovil.com/Cursos-formacion/CAN-BUS/Curso-CAN-BUS.htm
http://www.aficionadosalamecanica.net/canbus.htm
http://eltallerdecyper.blogspot.mx
