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ELECTROMECNICATRANSMISIN, FRENOS Y SISTEMAS ELCTRICOS AUXILIARES Y DE CONFORTIMPRIMIR NDICE ZOOM ZOOM

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SISTEMA MULTIPLEX (LNEAS CAN).............................................................................01 REFERENCIAS DE ELECTRNICA ANALGICA Y DIGITAL ...........................................01 INTRODUCCIN ......................................................................................................01 MAGNITUDES ANALGICAS....................................................................................01 PROPIEDAD..........................................................................................................01 DISCRETIZACIN Y TRANSMISIN DIGITAL ...........................................................02 DISCRETIZACIN ...............................................................................................02 DEFINICIN DE RESOLUCIN .............................................................................02 DEFINICIN DE ERROR ......................................................................................03 TRANSMISIN DE UNA MAGNITUD DIGITAL ........................................................03 CARACTERSTICAS............................................................................................03 VENTAJAS .........................................................................................................03 SIMPLIFICACIN.................................................................................................03 SISTEMA DE NUMERACIN BINARIA..................................................................03 DEFINICIN DE SISTEMA DECIMAL ...................................................................04 DEFINICIN DE SISTEMA BINARIO....................................................................04 CONCLUSIN ....................................................................................................04 PASAR UN NMERO DECIMAL A BINARIO...........................................................04 PASAR UN NMERO BINARIO A DECIMAL ..........................................................05 CONVERTIR UN N DECIMAL EN BASE 10, EN BINARIO......................................06 CONVERTIR UN N FRACCIONARIO EN BASE BINARIA EN BASE DECIMAL ..........07 VENTAJAS .........................................................................................................07 SISTEMA DE TRANSMISIN SERIAL Y PARALELO.................................................08 INTRODUCCIN ................................................................................................08 CARACTERSTICAS Y DIFERENCIAS ...................................................................08 ASPECTOS PROBLEMTICOS .............................................................................08 TIEMPO.............................................................................................................08 DEFINICIN......................................................................................................08 DEFINICIONES..................................................................................................09 SISTEMA DE COMUNICACIN MULTIPLEX............................................................10 INTRODUCCIN ................................................................................................10 CARACTERSTICAS DEL MUX FSICO .................................................................10 VENTAJAS Y DESVENTAJAS ..............................................................................10 LIMITACIONES.................................................................................................11

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SOLUCIN ALTERNATIVA...................................................................................11 VENTAJAS Y DESVENTAJAS ..............................................................................11 SISTEMA DE COMUNICACIN MULTIPLEX EN AUTOMVILES................................12 INTRODUCCIN ................................................................................................12 LMITES DE LAS INSTALACIONES TRADICIONALES ............................................12 VENTAJAS DE LAS NUEVAS INSTALACIONES ......................................................12 CARACTERSTICAS DE UNA INSTALACIN MULTIPLEX .........................................13 LNEA CAN FSICA (CABLE DOBLE Y TERMINACIONES) ......................................13 CARACTERSTICAS...........................................................................................13 DIFERENCIAS ..................................................................................................13 CARACTERSTICAS DEL CABLE DOBLE SENCILLO .............................................13 CARACTERSTICAS DEL CABLE DOBLE TRENZADO............................................14 VENTAJAS......................................................................................................14 PROTOCOLO CAN NIVEL FSICO.........................................................................15 CARACTERSTICAS ..........................................................................................15 ASPECTOS PROBLEMTICOS............................................................................15 PROTOCOLO CAN NIVEL REDES .........................................................................16 CARACTERSTICAS ..........................................................................................16 ASPECTOS PROBLEMTICOS ............................................................................16 PROTOCOLO CAN - NIVEL DATA LINK ................................................................17 CARACTERSTICAS ..........................................................................................17 DISTINCIN MACROSCPICA ENTRE MICROPROCESADOR E INTERFAZ DE COMUNICACIN...........................................................................................19 FUNCIONAMIENTO ...........................................................................................19 DEFINICIN DE CSMA/CD:...............................................................................19 FASE DE RECEPCIN .......................................................................................19 SOLUCIN CLSICA DE LAS INSTALACIONES EN LOS VEHCULOS .....................20 INTRODUCCIN...............................................................................................20 ASPECTOS PROBLEMTICOS ............................................................................20 SOLUCIN.......................................................................................................21 ARQUITECTURA VE.N.I.C.E. (VEhicle Network Integration Component Electronics) .......................................................................................22 CARACTERSTICAS ..........................................................................................22 VENTAJAS .......................................................................................................22

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ESTRUCTURA DE LA RED CAN (Controller Area Network)....................................23 CARACTERSTICAS ..........................................................................................23 FUNCIONAMIENTO...........................................................................................23 CONEXIN CAN A BAJA VELOCIDAD (B-CAN) ...................................................24 CARACTERSTICAS.........................................................................................24 TERMINACIN / POLARIZACIN DE LA RED....................................................25 CARACTERSTICA...........................................................................................25 CONEXIN CAN A ALTA VELOCIDAD (C-CAN) ...................................................26 CARACTERSTICAS DE LOS NUDOS................................................................26 CARACTERSTICA DE LA RED .........................................................................26 TERMINACIN / POLARIZACIN DE LA RED ...................................................27 CARACTERSTICAS ........................................................................................27 NIVELES DE TENSIN ADMITIDOS EN UNA RED C-CAN....................................28 NIVELES DE TENSIN ADMITIDOS EN UNA RED B-CAN....................................29 CARGA DE TRABAJO DE UN NUDO CAN............................................................30 LMITES DE CARGA........................................................................................30 ASPECTOS PROBLEMTICOS ..........................................................................30 LIMITACIN DE LAS INTERFERENCIAS EN LA RED CAN ....................................31 VENTAJAS CONSTRUCTIVAS...........................................................................31 PROTOCOLO DE COMUNICACIN.....................................................................32 INTRODUCCIN.............................................................................................32 DEFINICIN...................................................................................................32 GESTIN DE LAS PRIORIDADES (CONFLICTOS O SUPERPOSICIONES NO DESTRUCTIVAS).......................................................................................33 INTRODUCCIN ...........................................................................................33 FUNCIONAMIENTO .......................................................................................33 RESULTADOS ...............................................................................................33 EJEMPLO DE CONFLICTO ENTRE DOS NUDOS (NCM Y NFR)...........................34 FUNCIONAMIENTO .......................................................................................35 ESQUEMA BSICO ARQUITECTURA VE.N.I.C.E. DE LOS PRINCIPALES NUDOS ..........................................................................36 EJEMPLO DE CODIFICACIN NUMRICA Y TRANSMISIN EN LA RED CAN.......................................................................37 EJEMPLO DE CMO SE COMPARTE LA INFORMACIN......................................38

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EJEMPLO DE CMO SE COMPARTE UNA MEDIDA ............................................38 EVOLUCIN FUTURA DE LAS REDES CAN .......................................................39 PERSPECTIVA FUTURA ...................................................................................40 ESQUEMA ELCTRICO DE LA RED EN EL ALFA 147.............................................41 LISTA DE COMPONENTES DE LA RED CAN EN EL ALFA 147 ................................42 APNDICE: GLOSARIO DE LOS TRMINOS TCNICOS Y DE LAS SIGLAS ............43

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SISTEMA MULTIPLEX (LNEAS CAN)La conexin en red facilita un mtodo ms eficaz para la gestin de la comunicacin a bordo del vehculo y para la transmisin de la informacin entre los subsistemas. El trmino CAN (Controller Area Network = Red de Controladores de rea) encierra la filosofa de este sistema, es decir la de tener controladores de rea conectados en red que vigilan cada uno una funcin especfica pero que se comunican mucho entre ellos.

REFERENCIAS DE ELECTRNICA ANALGICA Y DIGITALMuchos fenmenos fsicos que conciernen al funcionamiento normal de un vehculo se describen mediante magnitudes analgicas, es decir por magnitudes que varan a lo largo del tiempo con continuidad, como el nmero de revoluciones del motor, la velocidad del vehculo, la aceleracin, la temperatura del motor, la presin del combustible, la tensin de batera, etc

INTRODUCCINLas magnitudes fsicas normalmente se miden mediante el uso de dispositivos analgicos y algunas de ellas incluso son representadas de forma analgica por instrumentos de a bordo. A menodo, en las instalaciones que se encuentran en los vehculos de reciente produccin se recurre a instrumentacin de tipo digital, a la memorizacin y al procesamiento de datos, como sucede en las centralitas de encendido-inyeccin electrnica. En el interior de dichas centralitas, los datos son procesados por un microprocesador bajo forma numrica o, ms correctamente, digital.

MAGNITUDES ANALGICASUna magnitud analgica es una magnitud lineal que puede asumir todos los valores comprendidos entre un mximo y un mnimo.

PROPIEDADUna magnitud analgica puede representarse usando todas las cifras decimales que se desee. Para transmitir una magnitud analgica con cualquier medio de transmisin (por ejemplo. un hilo de cobre, el aire, la luz, etc.) se puede usar otra magnitud analgica.

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EJEMPLO: Para transmitir un valor de temperatura con un hilo de cobre se puede elegir si utilizar un nivel de tensin proporcional a la temperatura. De esta forma, el receptor recibe la informacin de la temperatura, midiendo ese nivel de tensin.

Termmetro 1C = 1Voltio

(Hilo de cobre) 15 Voltios

(Receptor)

15C

15Voltios = 15C

Ejemplo de transmisin de una magnitud analgica

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DISCRETIZACIN Y TRANSMISIN DIGITAL DISCRETIZACINPara comunicar una magnitud que vara con continuidad a lo largo del tiempo a menudo se recurre al muestreo, es decir a la tcnica de medir la magnitud a intervalos predefinidos.

DEFINICIN DE RESOLUCINUna magnitud digital es una magnitud que puede variar entre un mximo y un mnimo slo a impulsos predeterminados. El nmero de estos step (pasos) define la resolucin de la magnitud digital que se est examinando. EJEMPLO: Se decide utilizar 100 valores para representar una temperatura que puede variar entre 0C y 100C se obtendr una resolucin de 1C. Esto quiere decir que no se podr representar 10,5C sino slo 10C u 11C. Adems de discretizar los valores medidos tambin hay que definir el instante de tiempo en el que se ha realizado la medida, para poder reconstruir el valor medido tras la recepcin.

Error debido a la discretizacin

Valores discretos representables

Momento de medida

Ejemplo de muestreo en un plazo de tiempo y discretizacin de los valores

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DEFINICIN DE ERRORPor tanto, es normal tener que aceptar un cierto error debido a la discretizacin. Este error es causado por la aproximacin que debe realizarse para poder representar una magnitud real, y en consecuencia analgica, con valores discretos y corresponde, como mximo, a la mitad de la diferencia entre dos valores contiguos representables.

TRANSMISIN DE UNA MAGNITUD DIGITALTras haber realizado el muestreo y discretizado la magnitud fsica es necesario poderla transmitir a distancia de forma sencilla, eficiente y fiable.

CARACTERSTICASAs pues, para transmitir una magnitud digital basta con transmitir el nmero correspondiente al nivel ms prximo a la magnitud. Si por ejemplo se poseen 10 niveles representables para medir una temperatura que puede variar entre 10C y 110C, para comunicar la temperatura de 30C ser suficiente comunicar el nmero 3. Por lo tanto, el problema se ha transformado de transmitir una magnitud fsica en transmitir un nmero.

VENTAJASLa ventaja principal de usar este sistema se encuentra en el hecho de que los errores de transmisin de esta forma son mucho ms fciles de detectar y de corregir.

SIMPLIFICACINPara simplificar el problema de transmitir un nmero se ha elegido transformar antes el nmero en una forma ms sencilla. El sistema utilizado es el de representar el nmero en formato binario.

SISTEMA DE NUMERACIN BINARIAEl sistema binario convierte los datos a transferir en una forma mucho ms cmoda de manipular al existir slo dos estados.

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DEFINICIN DE SISTEMA DECIMALNuestro sistema de numeracin normal se llama decimal porque representamos con una misma cifra 10 valores y asignamos a la posicin de la cifra un peso que se expresa en potencias de 10. Por ejemplo, el nmero 13 en base 10 tiene el significado siguiente: 1310=1*101+3*100 Porque la cifra ms a la derecha, llamada de las unidades, tienen un peso igual a 1 es decir 100, mientras que la cifra a la izquierda, llamada de las decenas, tiene un peso igual a 10, es decir 101.

DEFINICIN DE SISTEMA BINARIOSi en lugar del sistema decimal se elige un sistema binario tendremos slo dos valores representables para cada cifra (0 1) y el peso asignado a la posicin se expresar como potencia de 2. Por ejemplo, el nmero 1101 en base 2 tiene el significado siguiente: 11012=1*23+1*22+0*21+1*20

CONCLUSINLa conclusin es que se posee una equivalencia perfecta entre el nmero 13 expresado en decimal y el nmero 1101 expresado en binario.

PASAR UN NMERO DECIMAL A BINARIOSe divide el n decimal entre 2, el cociente se vuelve a dividir entre 2, y as sucesivamente; el ltimo cociente y los restos obtenidos forman el nmero en el sistema binario, el n comienza a leerse por el ltimo cociente obtenido y colocando los restos del ltimo hacia el primero. Por ejemplo, el n 12 pasar a su correspondiente binario:12:2 = 6 6:2 = 3 3:2 = 1

Resto = 0 Resto = 0 Resto = 1 Cociente final = 1

Por lo tanto, 1210)= 11002)

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PASAR UN NMERO BINARIO A DECIMALComo ejemplo pasamos el n anterior 1100 binario o base 2, a decimal o base 10, obtendremos el n 12 de nuevo.

11002) = 1 * 23 + 1* 22 + 0 * 2 1+ 0 * 20 = 128 + 4 + 0 + 0 = 12

CONVERTIR UN N DECIMAL EN BASE 10, EN BINARIOEjemplo: el n anterior ms 0,625 como parte fraccionaria tenemos 12,625 en base 10; convertirle en binario.

12,6210) = 1210) + 0,6210)La parte entera se sigue el proceso explicado anteriormente, por lo que tenemos:

122) = 1100Para obtener la parte fraccionaria se procede de la siguiente manera, se multiplica por 2, y la parte fraccionaria que queda se vuelve a multiplicar por 2, y as sucesivamente. 0,625 * 2 = 1,250 0,250 * 2 = 0,500 0,500 * 2 = 1,000 Utilizando en este caso tres decimales, con el orden de colocacin de inicio a final de de las operaciones, y cogiendo la parte entera del n como cifra significativa. Por lo tanto la parte fracciona ser,

0,62510) = 0,1012)El n final es, 1100,1012)

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CONVERTIR UN N FRACCIONARIO EN BASE BINARIA EN BASE DECIMALCogemos el n en base binaria y lo pasamos decimal, se recurre al polinomio equivalente, operando ste en modo decimal. Ejemplo, utilizamos el n anterior 1100,1012) 1100,1012)=1*23+1*22+0*21+0*20+1*2-1+0*2-2+1*2-3=12,6258 + 4 + 0 + 0 + 0,5 + 0 +0,125= 12,625

Por tanto: 1100,1012)=12,62510)

VENTAJASLa ventaja reside en que teniendo slo dos magnitudes para usar (0 1) en vez de diez (0,1,..,9) se simplifica mucho la fase de transmisin porque se tendrn que usar slo dos magnitudes elctricas en lugar de diez. Por ejemplo, se podrn usar dos niveles de tensin (0 Voltios y 12 Voltios) para comunicar cada cifra.

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SISTEMA DE TRANSMISIN SERIAL Y PARALELOPara transferir un dato formado por varias cifras (por ejemplo los bits de una cifra binaria) se puede elegir si hacerlo de manera simultnea o secuencial.

INTRODUCCINComo ya se ha mencionado hay que inventar un modo para transmitir un dato puramente numrico entre una fuente y un receptor. Supongamos que ya se ha transformado ese nmero a transmitir en formato binario. Ahora, hay slo que decidir como hacer para transmitir cada cifra (por ej. 1-1-0-1) de este nmero.

CARACTERSTICAS Y DIFERENCIASLa solucin es muy sencilla y se llega a ella a travs de dos caminos fundamentales, de hecho se puede elegir si transmitir: - Una cifra cada vez usando un solo medio de transmisin (hilo) transmisin serial. - Todas las cifras al mismo tiempo usando tantos medios de transmisin (hilos) como cifras a transmitir transmisin paralelo. La eleccin de uno de estos dos caminos depender fundamentalmente del tiempo que se disponga para efectuar la transmisin y de los recursos (hilos) que se puedan aprovechar.

ASPECTOS PROBLEMTICOSEn el sector del automvil normalmente se intenta ahorrar desde el punto de vista de los recursos (cables) a utilizar, por lo tanto la eleccin ha recado sobre la transmisin de tipo serial.

TIEMPOEn la transmisin serial, adems de las magnitudes fsicas (niveles de tensin) que caracterizan las dos magnitudes a transmitir, hay que fijar el tiempo que hay que usar; es decir el tiempo que el transmisor deber esperar antes de transmitir la siguiente cifra.

DEFINICINDefinir el medio de transmisin (hilo de cobre), los niveles de tensin que representarn

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los bits (por ej. 0 Voltios y 5 Voltios), la duracin temporal de cada bit (por ej. 1 mseg) quiere decir definir el Protocolo fsico de la transmisin.

1101

5 Voltios

0 Volti osDuracin temporal de una cifra

Ejemplo de transmisin de cuatro cifras binarias con dos niveles de tensin

DEFINICIONESEl trmino digital deriva del trmino digit que en ingls significa cifra. De hecho, se habla slo de transmisin de cifras independientemente de la magnitud fsica. El trmino bit deriva de la contraccin de los trminos binary y digit, por tanto tendra que entenderse correctamente como cifra binaria, es decir 0 1.

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SISTEMA DE COMUNICACIN MULTIPLEXEl sistema de comunicacin multiplex permite que distintos usuarios, tanto transmisores como receptores, compartan el mismo medio de transmisin (hilo).

INTRODUCCINLo normal es que no se disponga ni siquiera de un soporte fsico (hilo) para cada informacin a transmitir. Por ejemplo, no sera razonable que cada habitacin dotada de telfono tuviera un hilo personal que la conectara a cualquier otra habitacin. En estos casos es necesario prever una forma de compartir el recurso fsico (hilo) entre distintos usuarios de manera que cada uno lo pueda usar sin interferir con dems. Naturalmente, en estos casos no se puede disponer del medio de transmisin libremente, habr que prever todas las modalidades de acceso y de uso.

CARACTERSTICAS DEL MUX FSICOUno de los sistemas ms sencillos para compartir un medio de transmisin es el de usar conmutadores, tanto en transmisin como en recepcin, y de conmutarlos segn el caso para seleccionar correctamente el camino que tendr que recorrer el mensaje.

Esquema de un sistema MULTIPLEX fsico

VENTAJAS Y DESVENTAJASEste tipo de multiplex, llamado multiplex fsico, tiene la ventaja de poder utilizarse para transmisiones tanto analgicas como digitales, pero tiene grandes limitaciones debido al tiempo de conmutacin.

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LIMITACIONESLa limitacin de este tipo de comunicacin se encuentra en la necesidad de una sincronizacin, es decirse tiene que establecer a priori quien "habla" y quien "escucha" y "cuando" independientemente del hecho que la "persona que habla" tenga o no necesidad de usar el recurso. Como se puede intuir, esta solucin no es idnea desde el punto de vista del aprovechamiento del recurso.

SOLUCIN ALTERNATIVAUna solucin alternativa, mucho ms eficiente pero tambin mucho ms compleja, es la del "listen and talk". Este tipo de comunicacin, muy usada para las redes locales de ordenadores, prev la posibilidad, para cada usuario, de utilizar el recurso cada vez que se necesite a cambio de que no lo est usando ya algn otro, en ese caso se pondr a la espera hasta que quede libre.

VENTAJAS Y DESVENTAJASEste sistema de comunicacin asncrono permite aprovechar completamente el recurso pero requiere una elevada complejidad tecnolgica desde el punto de vista de las interfaces.

Canal

Usuario 1

Usuario 1

Usuario 1

Usuario 1

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SISTEMA DE COMUNICACIN MULTIPLEX EN AUTOMVILESEl uso de la tecnologa Multiplex a bordo de los vehculos se ha hecho necesario con motivo del aumento exponencial de datos a tratar y compartir entre los distintos sistemas de bordo.

INTRODUCCINEn estos ltimos aos los sistemas electrnicos en los vehculos han evolucionado rpidamente y han determinado el buen funcionamiento del vehculo. La que antes era una ciencia complementaria de la mecnica se ha transformado en un sector clave de la tecnologa de la automocin hasta el punto de que actualmente las instalaciones electrnicas determinan la funcionalidad del vehculo y la eficacia con la que los componentes interactan entre ellos.

LMITES DE LAS INSTALACIONES TRADICIONALESEl haber introducido a bordo una serie siempre creciente de subsistemas electrnicos ha llevado rpidamente a un punto de saturacin tanto por la complejidad de los cableados, como por la diagnosis en caso de averas. El problema principal era el de hacer dialogar entre ellos los distintos subsistemas de forma rpida y eficiente evitando intiles derroches de recursos. Por ejemplo, se ha constatado que muchos sistemas adquiran la misma magnitud fsica usando cada uno un sensor distinto, o que para accionar un actuador situado a pocos centmetros de una centralita era necesario un cableado que diera la vuelta a todo el vehculo. No es que se quiera afirmar que los sistemas electrnicos tradicionales no sean eficientes, sino slo que la evolucin natural del sector ha llevado a la bsqueda de una reorganizacin orgnica de todo el vehculo desde el punto de vista electrnico.

VENTAJAS DE LAS NUEVAS INSTALACIONESUna de las innovaciones tecnolgicas que seguramente revolucionar el sector de la electrnica a bordo de los vehculos es la CAN (Controller Area Network). En la prctica se trata de un cableado especfico que conecta las centralitas (ECU) de un vehculo, creando una estructura parecida al sistema nervioso. Este sistema permite el intercambio instantneo de grandes cantidades de datos entre los distintos sistemas electrnicos a bordo del vehculo.

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CARACTERSTICAS DE UNA INSTALACIN MULTIPLEXRepresenta una modalidad de comunicacin BIDIRECCIONAL que se est afianzando cada vez ms en el sector de la automocin, gracias a la reduccin del nmero de conductores y, por lo tanto, de las interferencias. La informacin viaja respetando un protocolo que define la modalidad de dialogo: - Sincronizacin de la informacin. - Modalidad de llamada y respuesta entre los distintos sistemas. - Identificacin y correccin de posibles errores de transmisin.

LNEA CAN FSICA (CABLE DOBLE Y TERMINACIONES)El medio de transmisin (hilo) que la tecnologa CAN requiere ha de tener caractersticas muy concretas que influyen radicalmente en el funcionamiento de todo el sistema.

CARACTERSTICASFsicamente una lnea de comunicacin CAN est compuesta por una pareja de hilos sin entrelazar o trenzados (twistados).

DIFERENCIASLa diferencia entre estas dos tecnologas de realizacin de la lnea est en la mayor o menor inmunidad a las interferencias electromagnticas y por consiguiente a la velocidad con que se puede hacer transitar la informacin.

CARACTERSTICAS DEL CABLE DOBLE SENCILLOPara entender mejor la necesidad de tener lo ms cerca posible los dos conductores, examinemos el caso lmite opuesto, es decir, de dos conductores que viajan uno por un lado del vehculo y otro por el otro. Es fcil comprender que en caso de presencia de fuertes campos magnticos externos (lneas de alta tensin, lneas ferroviarias, tranvas, etc.) la enorme espira que se forma crear una corriente inducida tambin de fuerte intensidad. Por lo tanto, ser mejor tener los dos conductores lo ms cerca posible para reducir la superficie de la espira.

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CARACTERSTICAS DEL CABLE DOBLE TRENZADOEn cambio, si se trenzan los cables, en presencia de un campo magntico exterior, este atravesar un tramo de la espira hacia un lado y el otro tramo hacia el otro lado con efectos evidentemente muy reducidos.

VENTAJASAsimismo, desde el punto de vista de la inmunidad a las interferencias elctricas si los dos conductores estn muy cerca, estarn sometidos a la misma interferencia, por tanto, midiendo slo la diferencia de tensin, la interferencia probablemente se ignorar.

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PROTOCOLO CAN NIVEL FSICOEl nivel fsico de un protocolo es el que fija las reglas constructivas tanto del medio de transmisin (hilo) como de las magnitudes (tensiones) a utilizar para la transmisin.

CARACTERSTICASEl protocolo de comunicacin CAN parte del presupuesto de tener un nico medio de transmisin (el bus CAN) y numerosos accesos. Por eso, el primer punto que hay que afrontar es el de las conexiones fsicas entre los usuarios del bus. La lnea de transmisin utilizada como bus CAN de alta velocidad tiene una impedancia caracterstica de 120 ohmios, por lo tanto, habr que prever la presencia de terminadores oportunos de lnea para evitar reflexiones no deseadas de la seal al final de la lnea.

Nodo2

Can_H Can_L 120Ohmios Can_L Can_H 120 Ohmios

Nodo1

Representacin esquemtica del bus CAN a alta velocidad y de sus terminaciones

ASPECTOS PROBLEMTICOSVista la imposibilidad de conocer a priori el nmero y la presencia o no de los nodos de acceso a la lnea, se ha hecho que la etapa de entrada/salida de los nodos no cargue la lnea. Para ello, las etapas de entrada y salida trabajan en modalidad diferencial sin influir en la carga de la lnea CAN. Los niveles de tensin preestablecidos por los niveles alto y bajo son:Can_H Can_L Diferencia admitida nivel 1 (alto) 2,5V 2,5V -0,50V .. +0,05V nivel 0 (bajo) 3,5V 1,5V +1,50V .. +3,00V

El nivel de redes en un protocolo establece las reglas para la coexistencia de varios usuarios y para el uso comn del nico medio de transmisin a disposicin.

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PROTOCOLO CAN NIVEL REDESEl nivel de redes en un protocolo establece las reglas para la coexistencia de varios usuarios y para el uso comn del nico medio de transmisin a disposicin.

CARACTERSTICASTras haber fijado el nivel fsico de una red hay que ponerse de acuerdo sobre los parmetros que la caracterizan: Velocidad de transmisin. Tiempo de respuesta. Nmero mximo de nodos. Distancia mxima entre los nodos ms alejados, etc.

En el caso del bus CAN se caracteriza por los parmetros siguientes:Nmero mximo de nodos 30 30 30 Longitud de la lnea 40 m 160 m 320 m Velocidad de transmisin 1 Mbit/s 250 Kbit/s 125 Kbit/s

ASPECTOS PROBLEMTICOSObserve que la velocidad de transmisin en la lnea est ntimamente relacionada con la longitud de la misma, porque en un protocolo de comunicacin asncrono hay que tener en cuenta los conflictos y, por lo tanto, esperar entre la transmisin de un smbolo y el siguiente el tiempo necesario para propagar el mismo de un extremo al otro de la lnea. Se tratar este problema con detalle en el prrafo dedicado al nivel Data Link.

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PROTOCOLO CAN - NIVEL DATA LINKEl nivel data link en un protocolo establece las reglas software de comunicacin para construir el mensaje y controlar los errores.

CARACTERSTICASEste nivel define el conjunto de reglas necesarias para que los nodos de una misma red se comuniquen. Es decir, define los parmetros siguientes: Control y proteccin de la informacin a nivel de frame. Codificacin de la informacin. Constitucin del mensaje. Arbitraje. Deteccin y tratamiento de los errores.

Cada nodo de la red CAN tiene, adems de su CPU con su memoria dinmica, tambin un Controlador y una Interfaz BUS.

bus CANMandos Interfaz input

P

Controlador Interfaz bus

mem

Nodo A

Rels estticos

Actuadores

Ejemplo esquemtico de un nodo CAN

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1. Unidad electrnica 'Nodo'. 2. Microprocesador. 3. Interfaz de comunicacin. 4. Red CAN (cable doble).

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DISTINCIN MACROSCPICA ENTRE MICROPROCESADOR E INTERFAZ DE COMUNICACIN. FUNCIONAMIENTOLa interfaz BUS es la parte responsable de la recepcin/transmisin de los mensajes en la red. En la fase de transmisin se preocupa de empaquetar el mensaje facilitado por el Controlador con una serie de informacin adicional que utilizan las dems interfaces BUS para identificar el tipo de mensaje, su prioridad, etc. Mientras en recepcin limpia los datos de los bits de control y comunica el mensaje al Controlador. El mensaje est compuesto por una parte de datos y por una de control para corregir los errores (CRC).

DEFINICIN DE CSMA/CD:Cuando la interfaz BUS de un nodo decide transmitir una "trama" (frame) usa el sistema CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect), es decir: - "Escucha" si el canal est libre (Carrier Sense). - Si est libre comienza a transmitir el primer bit. - Al mismo tiempo "escucha" el canal para controlar que despus del tiempo necesario de propagacin nadie ms haya intentado "hablar" ensuciando el bit transmitido (Collision Detect). - Si no se han producido conflictos contina la transmisin tranquilamente al estar seguro que desde ese punto en adelante nadie ms comenzar una nueva transmisin.

FASE DE RECEPCINLas interfaces BUS de todos los nodos que estn escuchando reciben paralelamente la trama y controlan su parte de arbitraje y de comando. Slo los nodos que pueden realizar el tipo de comando recibido se preocuparn de descodificar tambin el comando contenido en la parte de datos de la trama. La parte de trama llamada arbitraje define la importancia del mensaje, es decir, la prioridad que el nodo receptor tiene que dar a la ejecucin del comando.

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SOLUCIN CLSICA DE LAS INSTALACIONES EN LOS VEHCULOSEn las instalaciones electrnicas clsicas la informacin viajaba en un canal especfico, adems, la misma informacin poda obtenerse varias veces mediante distintos sensores.

INTRODUCCIN

Ejemplo de solucin clsica con un hilo por cada informacin a transmitir.

Las tres centralitas (nodos electrnicos: control motor, ABS y tablero de instrumentos) para desempear su funcin necesitan un nmero N de hilos, uno por cada informacin que entre / salga.

ASPECTOS PROBLEMTICOSEsto ha determinado la evolucin del cableado hasta hacerlo ms complejo (diseo y fabricacin), ms voluminoso (masa, volumen, coste), hasta 40 kg aproximadamente de haces de cables con una longitud de ms de 2km, con la posibilidad de duplicarse cada 10 aos.

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SOLUCINEl primer paso que ha permitido disminuir el volumen y la complejidad de los cables ha sido el de agrupar varias funciones electrnicas en una sola unidad: menos centralitas = menos hilos.

Centralita de control motor

1er ejemplo: La centralita de control motor (NCM) controla la inyeccin, el encendido, el sistema anticontaminacin, el control de la refrigeracin del motor, etc.

1 - Centralita multifunciones. 2 - Dispositivo bloqueo de puertas. 3 - Centralita elevalunas. 4 - Plafn central. 5 - Plafn trasero. 6 - Luneta trmica / espejos exteriores calentados.

2 ejemplo: La centralita multifunciones controla: el accionamiento de los elevalunas delanteros, el desbloqueo / bloqueo de las puertas, la iluminacin temporizada del habitculo y del maletero, el accionamiento temporizado de la luneta trmica y de los dispositivos antiescarcha de los espejos retrovisores exteriores.

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ARQUITECTURA Ve.N.I.C.E. (Vehicle Network Integration Component Electronics)

A - B - C: Nudos (centralitas) D: Centralita Master o Body Computer A1 - A2, B1 - B2, C1 - C2: Bus de comunicacin

La arquitectura Ve.N.I.C.E. es una primera forma de integrar en una red los componentes electrnicos que se encuentran a bordo del vehculo y que permite intercambiar y compartir informacin.

CARACTERSTICASLa arquitectura VENICE es una aplicacin del sistema multiplex o MUX. El sistema VENICE optimiza la instalacin elctrica, al centrar cada centralita respecto a las funciones que controla. Esto permite minimizar la instalacin de distribucin de la potencia y de las seales. La arquitectura del cableado se reduce, porque cada funcin del sistema requiere un menor nmero de cables especficos.

VENTAJASCon instalaciones de este tipo las ventajas son innumerables, por ejemplo: Los sensores que se encuentran en distintos sistemas estn a disposicin en la red. Se elimina la presencia de sensores parecidos. Se incrementa la flexibilidad del sistema. Pueden aadirse nuevas funciones slo mediante modificaciones del software (evolucin durante la vida del vehculo). - Se simplifica el diseo de los cableados y se disminuye el nmero de los conectores. - Se incrementa la seguridad del funcionamiento de los dispositivos electrnicos mejorando la fiabilidad de la informacin transmitida. - Se obtiene una funcin diagnstica integrada simplificando las operaciones de asistencia en los componentes elctricos / electrnicos.

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ESTRUCTURA DE LA RED CAN (Controller Area Network)La red CAN a bordo de los vehculos puede estructurarse en varias sub-redes dedicadas a tareas especficas, para que la informacin dedicada a un sector especfico de la instalacin quede confinada en la sub-red especfica. Pero sin impedir el intercambio de datos entre subredes distintas.

CARACTERSTICASPara permitir el intercambio de informacin, los sistemas elctricos / electrnicos que se encuentran en la instalacin VENICE se comunican a travs de dos redes fsicamente separadas y denominadas red B-CAN de baja velocidad y red C-CAN de alta velocidad.

FUNCIONAMIENTOLos datos que han de compartir las redes B-CAN y C-CAN estn controlados por la unidad Body Computer que, estando dotada de ambas interfaces, desempea la funcin de puerta de la red. Mediante este dispositivo pueden conectarse dos redes completamente distintas.

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CONEXIN CAN A BAJA VELOCIDAD (B-CAN)Una de las sub-redes que se encuentran en el vehculo es la que se ocupa de la gestin de las funciones de ayuda a la conduccin como el navegador o el climatizador. Para estas funciones es suficiente una baja velocidad de transmisin de la informacin.

CARACTERSTICASEn la red B-CAN (baja velocidad) pueden encontrarse 10 nodos como mximo (uno para cada centralita o unidad electrnica) todos conectados mediante una pareja de cables (BUS CAN). La longitud mxima de los BUS no ha de superar los 20 m y la velocidad de transmisin es de 50 kbit/seg.

1 2 3 4 5 6 7 8

Body Computer (NBC). Unidad electrnica del nodo tablero de instr. (NQS). Unidad electrnica del climatizador (NCL). Unidad electrnica del nodo de la puerta del conductor (NPG). Unidad electrnica del nodo infotelemtico (NIT). Unidad electrnica del nodo radio receptor (NRR). Unidad electrnica del nodo maletero (NVB). Resistencias de terminacin (incorporadas). Red B-CAN (baja velocidad

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TERMINACIN / POLARIZACIN DE LA REDLa red B-CAN no necesita terminaciones de final de lnea sino resistencias de carga en cada nodo.

CARACTERSTICASLas resistencias de terminacin no cierran como un anillo la lnea B-CAN pero estn conectadas directamente al nodo CAN, es decir, al transceiver de cada unidad electrnica.

1 2 3 4 5

CAN nodo 1. CAN nodo 2. CAN nodo n. Tensin. Tiempo.

Niveles de tensin de la red B-CAN (baja velocidad)

- Resistencias de terminacin de valor calibrado presentes en cada nodo. - Tensin diferencial mnima en modo recesivo V CAN H 0,2 V CAN L 4,8 = -4,6 Voltios (bit 1). - Tensin diferencial mnima en modo dominante V CAN H 3,6 V CAN L 1,4 = +2,2 Voltios (bit 0).

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CONEXIN CAN A ALTA VELOCIDAD (C-CAN)La red C-CAN dirige el intercambio de informacin vital para el funcionamiento de todo el sistema, como por ejemplo la gestin del motor o el ABS. Por tanto, esta red necesita una velocidad de transmisin mucho ms alta y recursos constructivos particulares.

CARACTERSTICAS DE LOS NODOSPara transferir la informacin, todas las unidades elctricas / electrnicas relativas a la cadena C-CAN de alta velocidad estn dotadas de una interfaz compatible para la recepcin y la transmisin de los datos.

CARACTERSTICA DE LA REDEn la red C-CAN (alta velocidad) pueden encontrarse un mximo de 6 nodos (uno para cada centralita electrnica), todos conectados mediante una pareja de cables (BUS CAN). Una caracterstica necesaria y obligatoria de los cables del BUS C-CAN es la de ser dos cables trenzados. Se trata de un artificio mediante el cual envolviendo en forma de trenza o espiral dos cables elctricos se eleva el grado de inmunidad a las interferencias electromagnticas externas. La longitud mxima de los BUS no ha de superar los 10 m. La velocidad de transmisin es de 500 kbit/seg.

Ejemplo de red C-CAN de alta velocidad

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TERMINACIN / POLARIZACIN DE LA REDLa red C-CAN necesita terminaciones de final de lnea para dar una carga constante a los nodos y para atenuar las reflexiones de seal al final de la lnea.

CARACTERSTICASLas resistencias de terminacin que cierran la lnea C-CAN se encuentran slo en los nodos Body Computer (NBC) y nodo sistema de frenos (NFR). Se trata de dos resistencias en paralelo en la lnea (BUS) de 120 Ohmios que la cierran en forma de anillo dando origen a un valor de impedancia de 60 Ohmios (impedancia vista desde cada nodo).

1 2 3 4 5 6 7 8 9

Nodo centralita motor (NCM. Nodo sistema de frenos (NFR). Interconexin. Nodo cambio robotizado (NCR). Nodo sensor de giro (NAS). Nodo climatizador (NCL). Nodo Body Computer (NBC). Nodo tablero de instrumentos (NQS). Nodo (centralita) salpicadero

10 Nodo infotelemtico / Nodo radio receptor (NIT/NRR). 11 Nodo puerta del conductor (NPG). 12 Nodo maletero (NVB). 13 Interconexin. 14 Interconexin. B Red B CAN baja velocidad de transmisin. C Red C CAN alta velocidad De transmisin.

Esquema de las conexiones de las dos redes CAN y pin out correspondientes

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NIVELES DE TENSIN ADMITIDOS EN UNA RED C-CANEn una red C-CAN los nodos conectados utilizan umbrales de tensin prefijados para distinguir la cifra binaria (0 1) que detectan en el BUS.

A - Tensin B - Tiempo

Condicin recesiva en la red C-CAN

A - Tensin B - Tiempo

Condicin dominante en la red C-CAN

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NIVELES DE TENSIN ADMITIDOS EN UNA RED B-CANEn una red B-CAN de baja velocidad la diferencia de tensin entre las dos lneas determina el valor del bit transmitido (0 1).

1 2 3 4 5

CAN Nodo 1. CAN Nodo 2. CAN Nodo n. Tensin. Tiempo.

Lmites de tensin admitidos en una red B-CAN

- Resistencias de terminacin de valor calibrado presentes en cada nodo. - Tensin diferencial mnima en modo recesivo V CAN H 0,2 V CAN L 4,8 = -4,6 Voltios (bit 1). - Tensin diferencial mnima en modo dominante V CAN H 3,6 V CAN L 1,4 = +2,2 Voltios (bit 0).

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CARGA DE TRABAJO DE UN NODO CANLa cantidad de informacin que un nodo CAN vuelca en la red a la que est conectada ha de controlarse para no bloquearla.

1 2 3

Sensor de revoluciones (RPM). Nodo de control motor (NCM). Nodo CAN (incorporado en la centralita). 4 Inyectores (Ti tiempo de inyeccin). 5 Bobinas (bujas de encendido). 6 Resistencias de terminacin 120 Ohmios. 7 Microprocesador nodo control motor. 8 CAN controller. 9 Transceiver. 10 Red CAN alta velocidad (H L). 11 Trama o paquete de datos volcado en la red.

Carga de informacin de un nodo CAN

LMITES DE CARGAUna de las reglas que hay que establecer en el protocolo de comunicacin de los nodos CAN de la misma red es la de la carga mxima de informacin que pueden volcar en la red.

ASPECTOS PROBLEMTICOSEl problema se presenta en caso de accidentes, cuando todos los nodos se encuentran con una enorme cantidad de informacin de emergencia a volcar en la red con el riesgo de bloquearla.NOTA: Observe que segn la prioridad del mensaje los nodos usan frecuencias diferentes en la transmisin.

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LIMITACIN DE LAS INTERFERENCIAS EN LA RED CANLa estructura de un nodo CAN, por su naturaleza, ofrece un filtrado natural a las interferencias electromagnticas en el BUS.

VA - Seal de tensin en el canal H. VB - Seal de tensin en el canal L. Vout - Seal de tensin en salida. A - Coeficiente de amplificacin. B - Amplificador operacional. C - Seal filtrada. D - Impulso ruido (interferencias). M Masa.

Vout = A (VA VB). 1 - VA = 10; VB = 0 Vout = 10-0 = 10. 2 - VA = 7,5; VB = 2,5 Vout = 7,5-2,5 = 5V. 3 - VA = 10; VB = 5 Vout = 10-5 = 5V. VA-VB = 10. Valor asociado = 1. VA-VB = 5. Valor asociado = 0.

Limitacin de las interferencias en la red CAN

VENTAJAS CONSTRUCTIVASEl uso del amplificador operacional como elemento que efecta la diferencia de las dos seales en entrada implica una supresin natural de las interferencias que se encuentran en ambos conductores en la misma medida.

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PROTOCOLO DE COMUNICACINEl mensaje que los nodos de la red CAN componen para comunicarse entre ellos tiene una estructura predefinida que constituye su protocolo de comunicacin.

INTRODUCCINLa circulacin o transmisin de un mensaje denominado trama o paquete de datos (frame) en una red multiplexing es posible slo si se adopta un protocolo de transmisin.

DEFINICINEl protocolo de comunicacin define la estructura del mensaje (trama) es decir la secuencia de bit que lo constituyen. Es el conjunto de reglas que permiten el intercambio de datos y comandos entre dos o ms unidades electrnicas (nodos).

12A-

Trama. Bloques. Identifica el inicio de la transmisin o inicio de una nueva trama (START OF FRAME, SOF) consiste en 1 bit dominante y seala a todos los dems nodos interconectados que se han de sincronizar a este bit SOF (despierta el BUS que puede encontrarse en estado stand by). B- Identificador (identifier) marca e identifica el contenido del mensaje. Adems, contiene la informacin de los destinatarios a los que va dirigido el mensaje. Sobre este campo se realiza el arbitraje de las tramas en transmisin. Esto significa que el cdigo identificativo permite identificar de forma unvoca el contenido y la prioridad de la trama asignada por el arquitecto de red, (ms bajo es el nmero de la identificacin, ms alta es la prioridad). C- Campo de comando indica la estructura de la trama o mensaje. D- Datos a transmitir (pueden ser rdenes o informacin a transmitir). E- Campo de control; permite comprobar que los datos transmitidos no estn alterados (validez del mensaje) el nodo o los nodos que son los primeros en comprobar la presencia de un error emiten una serie de bit dominantes de aviso, el nodo transmisor elimina el mensaje y emitir una nueva trama tras un cierto tiempo. F- Confirmacin de recepcin (Aknowledgement). Todos los nodos receptores que utilizan el mensaje y han detectado la secuencia corregida por el nodo transmisor (bit recesivo) sobrescriben el bit recesivo con un bit dominante. De esta forma, el nodo transmisor est asegurndose de la recepcin correcta del mensaje por parte de al menos un destinatario. Cada nodo comprueba la trama que est recibiendo y, si es de su inters, la acepta y la procesa, sino la ignora. G- Final de la trama (end of frame) mensaje terminado, el final de la trama permite ponerse, si ningn nodo comienza una nueva transmisin en la red (BUS), en estado de inactividad (IDLE).

Estructura de la trama en el protocolo de comunicacin CAN

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GESTIN DE LAS PRIORIDADES (CONFLICTOS O SUPERPOSICIONES NO DESTRUCTIVAS)Para que dos usuarios puedan acceder al canal de comunicacin sin dar previo aviso y sin molestarse mutuamente es necesario fijar reglas que todos han de cumplir.

INTRODUCCINEl protocolo del sistema Ve.N.I.C.E. permite controlar los problemas de superposicin cuando varios nodos quieren emitir una trama al mismo tiempo. Cada centralita posee un cdigo identificativo que tambin expresa su prioridad.

FUNCIONAMIENTOCuando un nodo expresa mediante el bit inicial su intencin de transmitir una trama (mensaje) por la red y otro nodo realiza simultneamente la misma operacin, ya que ambos leen (adems de transmitir) las seales en la red, el que detecta una diferencia entre la seal emitida y la recibida, reconoce si otro nodo est emitiendo un mensaje. El nodo que transmite el mensaje con una prioridad inferior interrumpe inmediatamente su transmisin a favor del de mayor prioridad.

RESULTADOSPrcticamente el mensaje de prioridad alta se trasmite en la red sin ninguna interrupcin ni retraso.

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EJEMPLO DE CONFLICTO ENTRE DOS NODOS (NCM Y NFR)Cuando dos nodos comienzan a transmitir al mismo tiempo una trama, ninguno se da cuenta de ello hasta que las dos tramas tienen los mismos bits. En cuanto los dos nodos emiten un bit distinto, el que ha emitido un bit 1 (recesivo) deja de transmitir a favor del que ha emitido el bit 0 (dominante).

1 2 3 4 5 6 7

Centralita (Nodo) control motor I.E. (NCM). Centralita (Nodo) sistema de frenos ABS (NFR). Interconexin. Centralita (Nodo) cambio robotizado (NCR). Centralita (Nodo) sensor de giro (NAS). Centralita (Nodo) Body Computer (NBC). Lnea C- CAN alta velocidad de transmisin.

Ejemplo de solucin de un conflicto de transmisin entre dos nodos CAN

a) Trama emitida por el nodo control motor (NCM). b) Trama emitida por el nodo sistema de frenos ABS (NFR): E = prdida de prioridad o arbitraje del nodo 2, en el punto E. c) Trama dominante en el BUS del nodo control motor (NCM) trasmitida en la red C-CAN.

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FUNCIONAMIENTO

1 - Unidad electrnica A. 2 - Unidad electrnica B. 3 - Mensaje en la red CAN. Ejemplo de solucin de un conflicto de transmisin entre dos nodos CAN

Mientras la trama emitida contenga bit iguales, los dos nodos siguen transmitiendo al mismo tiempo, (de [A] a [D] en la figura). Cuando el nodo 2 intenta transmitir un bit recesivo (1) y el nodo 1 transmite un bit dominante (0), la transmisin del nodo 2 se interrumpe, (instante [E] en la figura). A partir de ese momento, transmite slo el nodo 1 al tener mayor prioridad (desde [F] en adelante en la figura).

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ESQUEMA BSICO ARQUITECTURA Ve.N.I.C.E. DE LOS PRINCIPALES NODOSLa instalacin electrnica Ve.N.I.C.E. a bordo del vehculo es muy diferente de una tradicional y funcionalmente est mucho ms organizada.

1 2 3 4 5 6 7 8

9 10

11 12

CAB Centralita airbag. NCR Nodo cambio robotizado. NCM Nodo control motor. NAS Nodo sensor de ngulo de giro. NFR Nodo sistema de frenos. Resistencia de terminacin en NFR. Lnea serial K. Red C- CAN alta velocidad de transmisin lnea trenzada (controller area network): H = seal alta, L = seal baja. Resistencia de terminacin en NBC. Red B- CAN baja velocidad de transmisin lnea paralela (cable doble): H = seal alta; L = seal baja. NBC Nodo Body Computer (unidad master). Toma de diagnosis 16 PIN EOBD (Electronic On Board Diagnostic).

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

Antena Alfa Code. NIT Nodo infotelemtico. NRR Nodo radio receptor. Antena GPS GSM. NCL Nodo climatizador. NPG Nodo puerta del conductor. NVB Nodo maletero. NQS Nodo tablero de instrumentos. CAV Centralita sensores volumtricos. CSA Centralita sirena antirrobo. Resistencia de terminacin. Interfaz de comunicacin (transceiver) integrada en el nodo. 25 Lnea serial para centralita antirrobo/ alarma. 26 Lnea recovery Code.

Esquema de los principales nodos de la arquitectura Ve.N.I.C.E.

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EJEMPLO DE CODIFICACIN NUMRICA Y TRANSMISIN EN LA RED CANComo ejemplo se cita esquemticamente la codificacin de la seal de revoluciones del motor y la transmisin en la red del dato.

A B C 1 2 3 4 5 6 7

Sensor. Unidad electrnica (NCM). Actuadores. Corona dentada polea del motor. Sensor de revoluciones motor (RPM) seal analgica. Amplificador de la seal analgica. Circuito de disparo (triggher) seal digital (58 impulsos por vuelta). Contador binario. Circuito temporizador (clock). Microprocesador de la centralita de control motor (NCM).

8 9 10 11 12 13

Inyectores. Bobinas/ bujas de encendido. CAN controller. CAN transceiver. Resistencias de terminacin 120 Ohmios. Trama o paquete de datos introducidos en la red C CAN. 14 Inicio segunda trama. H-L Lneas BUS CAN alta velocidad de transmisin.

Codificacin numrica de una seal de revoluciones del motor y transmisin en la red CAN

EJEMPLO: La centralita, usando un contador numrico, cuenta los impulsos creados por la rueda dentada y, conociendo el nmero de dientes de la rueda, calcula la velocidad de rotacin. Este dato de velocidad de rotacin sirve para controlar los rganos del motor directamente conectados a la centralita que ha realizado la deteccin. Asimismo, el dato de velocidad de rotacin se empaqueta en una trama y se enva por la red a todas las dems unidades electrnicas que utilizan dicha informacin.

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EJEMPLO DE CMO SE COMPARTE LA INFORMACINLa ventaja principal al usar redes CAN se encuentra en la posibilidad de compartir la misma informacin entre todos los nodos de la red.

1 Sensor de revoluciones motor (RPM). 2 Sensor de las ruedas para la centralita ABS. 3 Centralita motor I.E. (NCM). 4 Centralita ABS (NFR). 5 Centralita Selespeed (NCR). 6 Interconexin. 7 Centralita sensor de giro (NAS). 8 Centralita climatizador (NCL). 9 Centralita tablero de instrumentos (NQS). 10 Luneta trmica.

11 Sensor de temperatura aire exterior. 12 Body Computer (NBC). 13 Centralita salpicadero. 14 Nodo infotelemtico/ radio (NIT/ NRR). 15 Nodo puerta del conductor (NPG). 16 Interconexin. 17 Interconexin. 18 Nodo maletero (NVU). A Trama 1. B Trama 2.

Ejemplo de cmo se comparte la misma informacin entre varios nodos

EJEMPLO DE CMO SE COMPARTE UNA MEDIDAEl nodo control motor detecta la velocidad de rotacin del sensor (1) y emite la informacin por la red. Cualquier otro nodo lee el mensaje y decide si utilizar o no la informacin que contiene: - El nodo tablero de instrumentos (NQS) la utiliza para accionar la aguja del cuentarrevoluciones. - El nodo selespeed (NCR) la usa para controlar y ordenar el cambio de marchas. - Etc.

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EVOLUCIN FUTURA DE LAS REDES CANPrever la evolucin futura de las instalaciones electrnicas a bordo de los vehculos es muy difcil, slo se puede ilustrar cuales son las posibilidades de desarrollo que ofrecen las instalaciones basadas en las redes CAN.

A B C D E F G H I

Radio. Sistema de aire acondicionado. Sistema de navegacin. RPM motor. Cambio automtico. ASR/ABS. Suspensiones. Pantalla polivalente. Bloques pticos.

L Espejos elctricos. M Cristales elctricos. N Asientos elctricos con memoria. O - ..otros. 1 Body Computer (supervisor). 2 Red confort. 3 Red de potencia. 4 Red de carrocera.

Ejemplo de una evolucin futura de las redes CAN

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PERSPECTIVA FUTURAEn los prximos modelos, las redes CAN aumentarn de nmero y cada red tendr conexiones que interactuarn con mdulos apropiados. En el ejemplo simplificado puede observarse como se caracterizan o dividen tres posibles redes: - RED DE CARROCERA: el multiplexing carrocera es una red que permite simplificar el cableado y por tanto obtener una reduccin de los costes, un aumento de la fiabilidad y una diagnosis ms exacta. Es una red de bajo baud-rate (cantidad de bit enviados en la lnea en un segundo) de 32,5 a 62,5 kbit/seg y con un tiempo de respuesta media de 100mseg. - RED CONFORT: el multiplexing confort permite a los distintos nodos compartir el sistema de visualizacin, es una red de medio baud-rate de 125 a 500 kbit/seg. La cantidad de informacin que circula es buena y el tiempo de respuesta media vara de 50 a 25 mseg (entre un comando y una activacin). - RED DE POTENCIA: el multiplexing rpido permite a los nodos conectados compartir la informacin de sus sensores, optimizar las estrategias con intercambio de mucha informacin entre los nodos de la misma red. Es una red de medio / alto baud rate (de 125 kbit/seg a 1 Mbit/seg). El tiempo medio de respuesta es de 5 mseg.

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ESQUEMA ELCTRICO DE LA RED EN EL ALFA 147

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LISTA DE COMPONENTES DE LA RED CAN EN EL ALFA 147Cdigo componente E50 H01 H44 Denominacin Tablero de instrumentos Conmutador de arranque Grupo mandos elevalunas en puerta delantera lado conductor Sensor de giro Body computer Centralita de control del motor Centralita ABS Centralita del cambio Selespeed Centralita de climatizacin Radiocassette Centralita de derivacin bajo el salpicadero Caja maxifusibles en la batera Conexin delantera / salpicadero Conexin delantera / aire acondicionado calefactor Conexin salpicadero / trasera Conexin trasera / puerta delantera lado conductor Conexin trasera / puerta delantera lado pasajero Conexin cortocircuitanteLista componentes

Referencia al conjunto 5560B 5520A 7005M

K58 M01 M10 M50 M54 M70 P20 B02 B99 D01 D08 D20 D30 D31 D97

3350E 5505A 1056B 3340A 2127E 5040D 5530B -

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APNDICE: GLOSARIO DE LOS TRMINOS TCNICOS Y DE LAS SIGLASANALGICOMagnitud que puede variar con continuidad tanto a lo largo del tiempo que como valor. Sistema de numeracin en base 2 que permite usar slo dos cifras (0 y 1) para la representacin de los nmeros. En una instalacin electrnica indica todos los tipos de cableados dedicados al transporte de datos de un subsistema a otro. Acrnimo del ingls Controller Area Network; literalmente red de los controladores de rea. Acrnimo de Central Processing Unit; unidad central de clculo, indica el corazn del sistema, es decir la parte que se preocupa de calcular los comandos a partir de los parmetros de entrada. Acrnimo de Cyclic Redundancy Control; control cclico de redundancia; sistema para el control y la correccin de los errores en un sistema de transmisin serial binario. Acrnimo de Carrier Sense Multiple Access / Collision Detect; sistema de comunicacin y acceso mltiple basado en la escucha (Sense) del canal para controlar la presencia de otras seales (Carrier) para detectar (Detect) posibles colisiones. Literalmente conexin de datos; en un protocolo de comunicacin es el nivel que se preocupa de establecer las reglas para el intercambio de datos en la red. Magnitud que puede variar por saltos tanto a lo largo del tiempo como de valor

BINARIO

BUS

C.A.N.

C.P.U.

C.R.C.

CSMA/CD

DATA LINK

DIGITAL

DISCRETIZACIN Indica todos los procedimientos dirigidos a trasformar una magnitud analgica en una digital. MULTIPLEX o MUX Sistema de comunicacin que aprovecha el mismo medio (hilo) para poner en comunicacin ms de dos usuarios (o centralitas). SERIALSistema de transmisin que permite el envo de una sola cifra binaria a la vez usando un solo conductor (hilo). Sistema de transmisin que permite el envo de varias cifras binarias al mismo tiempo. El nmero de las cifras depende del nmero de conductores que se pueden usar.

PARALELO

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