Gépjármvek CAN-BUSZ rendszerei A tananyag ingyenesen elérhet:
CAN-BUSZ rendszerek bevezet Bizonyára benned is felmerült a kérdés már, hogy miért bonyolítják meg az autógyárak az autószerel,k életét, CAN- BUSZ alapú kommunikációs rendszerek bevezetésével? Mik a hátrányai a jelenleg még számos autóban megtalálható hagyományos kommunikációs hálózatoknak? Hogyan kommunikálnak egymással a vezérl,egységek? Mit kell az alatt érteni, ha valaki azt mondja az autó CAN-BUSZ-os? A jármvek új generációja egy olyan technikai újdonsággal jelenik meg, amely forradalmasítja a jármvek elektromos hálózatát. A gépkocsikat napjainkban egyre több vezérl,egységgel ( mikro számítógéppel, computerrel ) látják el. Minden egyes vezérl,egységnek megvan a saját feladata, amely csak az adott rendszer mködésért felel,s. (Pl:motorvezérlés, abs, légzsák, immobilizer, elektromos szervókormányzás, elektromos kézifék stb) Vezérl,egységek számának egyre nagyobb növekedése miatt, a jármvekben egyre több elektromos vezeték jelenik meg. Továbbá egy-egy érzékel, nem csak egy-egy vezérl,egységnek továbbítja a jelet, hanem akár több vezérl,egységnek is szüksége lehet ugyan arra a jelre. Ez mind a csatlakozó pontok, és kábelerek számát tovább növelné és valahol itt kezd,dnének a gondok
Hagyományos kommunikációs megoldás Vágjunk a lecke közepébe és tekintsük át azon hagyományosnak mondható kommunikációs megoldást, amely még manapság az autók túlnyomó többségében megtalálható, majd ezután térek át a lecke f, témájára a can-busz kommunikációs hálózatokra. Hagyományos, CAN-BUSZ nélküli kommunikációs megoldás: A hagyományos, can-bus nélküli megoldás azt volt, hogy a vezérl,egységek szigetelt kábelerekkel csatlakoznak egymáshoz, melyeket még a beszállítóknál sablonokban kábelkorbácsokká alakítanak és a jármgyártónál ezt er,ltetik bele a karosszériába. A fenti ábrából látható, hogy a hagyományos esetben minden egyes információnak a vezérl,egységhez való elküldésére külön-külön vezetékre van szükség. Elég csak arra gondolnunk, hogy milyen egy autó felszereltsége: elektromosan fthet, hátsó üveg, elektromos ablak, központi zár, lopásgátló rendszer, nyolc elektromos állítási lehet,ség és két memória eszköz minden ülésen. Ezen néhány rendszer több mint 50 kábelt jelent minden autóban, amely beépítése sem egyszer feladat, nem is beszélve a rendszer megbízhatóságáról. A rendszer sok vezetékér, és kábeldzsungel miatt egyre megbízhatatlanabbá válik. A megbízhatatlanság pedig, ami a csatlakozók kontakthibáiból (a csatlakozópontok száma több ezret is elérheti!), kötéslazulásból, vezetéktörésekb,l stb. vagyis érintkezési bizonytalanságokból származik,a gépjármüzem egyik területén sem kívánatos, de a biztonsági berendezéseknél egyenesen megengedhetetlen. Na azt hiszem nem kell tovább mesélnem a hagyományosnak mondható kommunikációs rendszerekr,l, mindenki belátja, hogy szükséges lépni valamit, hogy a fenti problémák ne fordulhassanak el,
CAN-busz hálózatok megszületése: CAN-BUS hálózat A jármelektronika tervezésével és gyártásával foglalkozó szakemberek kidolgoztak egy olyan megoldást, ahol a sok-sok kábelér helyett minél kevesebb, lehet,leg egyetlen összeköttetésen továbbítani az információkat a korábbi, széttagolt egységek között. Többéves munkával a szakemberek már 1983-ra, elviekben kidolgozták ezen feltételeknek megfelel,, a különféle vezérl,k közötti kapcsolatot biztosító kommunikációs rendszert, melyet CANrendszernek neveztek el. Ez alatt olyan lehatárolt terület értend,, ahol az egyes vezérl,k egymástól kis távolságban elhelyezkedve közös kommunikációs vonalon üzemelnek, kommunikálnak egymással. A szabványosított (ISO 11898) CAN rendszer kialakítási és fejlesztési munkáinak nagy részét a Bosch és az Intel cég tervez,i végezték, bár a célkitzések maradéktalan teljesítése, a jármvekben uralkodó, az elektronika számára sokszor könyörtelen feltételek miatt nem volt könny! Feltételezhet,, hogy a mérnökök feladata, dióhéjban összefoglalva a következ, volt: kidolgozandó egy olyan soros adatkommunikációs rendszer, mely egyetlen buszvonal segítségével képes a gépjármvekben található mikrovezérl,k és perifériáik között megbízható, valós idej vagy id,osztásos multiplex adatátvitelt biztosítani. A rövid megfogalmazás önmagában valószínleg nem ijesztette meg a számítógépes szakembereket, hiszen már régen léteztek soros üzenettovábbító megoldások, ezeket nem kellett feltalálni. Talán furcsának hat, de soros digitális információ átvitelével már szinte mindenki találkozott, s,t legtöbben naponta használjuk is! Néhány példa a soros adatátvitelre a mindennapi életb,l: Ahányszor lenyomjuk a tv-készülékünk távirányítójának valamelyik kezel,gombját, máris kiadunk egy információsorozatot, melyet a vev,rész kiértékel és végrehajtja a kapott parancsot. Legfeljebb itt nem egy fizikai vezetéken, hanem a fénysugár (láthatatlan infrafény) által alkotott buszvonalon történik az adattovábbítás! Ugyanígy mködnek a gépkocsik riasztóit, az ajtózárakat stb. kapcsoló távirányítók is, melyek vagy a fénnyel, vagy az elektromágneses térrel megvalósított összeköttetést használják. A példákat vég nélkül lehetne sorolni, a digitális rádiótelefonoktól a mholdas összeköttetésekig, de ezekr,l feltehet,en már sokan hallottak. Miel,tt a kialakított rendszer f,bb jellemz,it megismernénk, néhány szóban elmondom el,nyeit. ( Kés,bbiekben részletes összefoglalás található az el,nyeir,l) Minden megoldás, amely egyetlen vezetéken képes a buszra kapcsolt egységek között megbízható információcserét létrehozni, magában hordoz további el,nyöket is. A korábbi hardveres korlátok, mint például érintkez,(k) hiánya
egy csatlakozóban, ha egy új jeladó vagy végrehajtó, esetleg redundáns elem beépítésre kerül, fel sem merülnek, hiszen az ilyen vagy hasonló igények a rendszerben szoftveres úton teljesíthet,k. A soros vonal használata más elrendezésekkel szemben, mint a csillag vagy gyrs kapcsolat, azzal az el,nnyel is jár, hogy a rendszer, bármelyik elemének meghibásodása esetén, legalább részlegesen üzemképes maradhat, míg az említett struktúrákban bizonyos elemek kiesése katasztrofális meghibásodást, akár a teljes rendszer leállását okozhatják. CAN-BUSZ rendszer alkalmazásának esetén a fenti ábra a következ képen módosul: Az ábrából látható, hogy nincs szükség minden egyes érzékel, jeléhez külön-külön vezetékre, hanem mindössze két adatkommunikációs vezetéken keresztül áramlik az információ. Akkor mi is az a mostanában oly sokat emlegetett CAN-BUSZ? A CAN egy olyan programozott adatkommunikációs soros busz, amely az autóipar számára készült, a Bosch és az Intel közös fejlesztése nyomán. Leegyszersítve: az autóban futó rendkívül stabil és megbízható számítógépes hálózat, ami egy sodrott vezeték páron oda-vissza kommunikáló egységeket foglalja magában. A helyi jeladók és elektronikák ezen a két vezetéken küldik az információt a központi egységnek, ami ugyan ezen a vezetéken továbbíthatja más vezérl,egységeknek is.
A CAN adatbusz összehasonlítható egy autóbusszal. Míg az autóbusz az utasok nagy számát szállítja, a CAN adat busz pedig az autóba beszerelt vezérl,egységek, és különböz, érzékel,k között nagy mennyiség információt szállít. Ahelyett, hogy egyetlen elektromos vezetékhez egyetlen funkció tartozna, a CAN-BUSZ olyan hálózati kapcsolatot használ, amely több központi vezetéket köt össze, és nagymennyiség információ áramoltatását teszi lehet,vé. Nézzük egy autó leegyszersített példáját, amelyben számos vezérl,egység található melyek CAN-BUSZ hálózaton keresztül kommunikálnak egymással.
Most már, hogy kezded megismerni valójában mit is jelent az, hogy ha egy autó CAN-BUSZ rendszer kommunikációt használ, akkor épp itt az ideje, hogy részletesen összefoglaljam mik a f,bb el,nyei az ilyen rendszereknek. Bár igaz az eddigi tananyagból már az el,nyök nagy része kiszrhet, és kikövetkeztethet,, de úgy gondolom összegyjtve sokkal jobban átlátható. Szóval a CAN-BUSZ hálózat alkalmazásának el,nyei: - Kevesebb elektromos vezetékkevesebb a helytelen csatlakozásokból ered, hibalehet,ség. Valamivel alacsonyabb gépkocsi ára a magas réz árak miatt, és egyszerbb összerakást igényel az autógyárban a kevesebb vezeték. (A gépkocsi ár azért kissé vitatható ) - Egy-egy szenzor értéke könnyedén felhasználható több vezérl,egység számára is, mindenféle plusz vezetékelés nélkül. - Nagyon nagy sebesség kommunikáció lehetséges a vezérl,egységek között. - Több hely áll rendelkezésre a kisebb vezérl,egységek és azok kisebb csatlakozóinak köszönhet,en. - Ha az autógyár valami oknál fogva úgy dönt, hogy a kommunikációs adatokat kiszeretné b,víteni további kiegészít, információkkal, akkor csak a vezérl,egység software (program) módosítás szükséges. Nem kell hozzá a hardwaret is cserélni. - A kommunikációban nagyon alacsony a hiba arány a folyamatos ellen,rzésnek köszönhet,en. - A CAN-BUSZ megfelel a nemzetközi szabványoknak, ezáltal a különböz, gyártmányú vezérl,egységek közötti adatcsere folyamat viszonylag könnyen megvalósítható. Hamarosan folytatjuk.