Autode arvutivõrgud – CAN, VAN, MOST, LIN (3)

 
Autode arvutivõrgud – CAN, VAN, MOST, LIN  
 
 
 
 
Loengukonspekt 
 
 
2007  
2 
 
 
 
1. Miks CAN-BUS? 
Mis on mootori ja jõuülekande järel 
auto kõige kallim ja kõige enam 
rikkeid põhjustav osa?  
Nendele mõlemale küsimusele on üks 
vastus - see on elektrijuhtmestik koos 
arvukate  pistikutega.  
Kui 1960 aastal oli auto elektrijuhtmete 
kogupikkus ligikaudu 200 m ja pistikuid 
oli 200 tk, siis 1995 aastal olid vastavad 
arvud juba 2000 m ja 1800 tk.  
 
 
 
Kuna üksikute juhtmete läbimõõtu ja pistikute 
suurust ei saa vähendada, nii nagu seda on 
tehtud elektrooniliste seadmetega, siis on 
juhtmete hulga vähendamiseks ainus võimalus 
juhtida mööda ühte  juhet  mitu signaali 
(Multiplex).  
Can-bus süsteemis on auto eri  paigus  asuvatele 
seadistele lisatud pisikesed juhtplokid 
( arvutid ), mis on omavahel ühendatud võrku. 
Tänu sellisele süsteemile saab suure 
juhtmepundi  asendada  mõne  juhtmega .  
Can- protokolli abil andmete edastamiseks 
(juhtplokkide omavaheliseks 
andmevahetuseks)  piisab  juhtplokkide vahel 
juba ühest juhmest kuid töökindluse 
suurendamiseks  on lisatud veel teinegi. Lisaks 
nendele juhtmetele vajab iga seadis veel 
toitevoolu juhet ja maandust.  
    
 
Süsteemi tööpõhimõtte  tundmine  vähendab hirmu, suurendab enesekindlust ja teeb asja 
huvitavaks. Autos ei ole midagi üleloomulikku – mõned probleemid vajavad ainult rohkem 
tööd kui teised.  
 
 
 
2 
3 
  2. Võrgu tööpõhimõte 
 
CAN-high ja CAN- low  juhtmetes  liigub 
sama info, ainult  pinged  on vastupidised. 
Näiteks, kui CAN-high  juhtmes  on 1 bit 5V, 
siis CAN-low juhtmes on 1 bit 0V.   
Pinge suurus võib olla eri tootjatel erinev. 
CAN-high juhe 
 
CAN-low juhe 
Võrgu lõpp 
Võrgu lõpus on CAN-H 
ja CAN-L teineteisest 
takistitegaga eraldatud. 
Takistitega (näiteks 124 Ω) võrgu lõpud, mis 
eraldavad  CAN-high ja CAN-low  juhtmeid  
üksteisest, võivad  asuda  juhtplokis sees.  
 
 
 
Signaalide edastamise põhimõte 
 
Kui üks  juhtplokk  
saadab  andmeid, siis 
kõik teised juhtplokid 
loevad  seda. 
Näiteks: Kui ABS-juhtplokk 
saadab signaali, siis loeb 
seda nii mootori kui ka 
automaatkäigukasti 
juhtplokk. 
 
 
 
 
 
 
3 
4 
 
 
Juhtplokkide ühendamine võrku 
 
 
 
 
3. Info  edastamine  
 
 
CAN-võrk  vahendab  juhtplokkide vahel infot. Kõik infoplokid koosnevad seitsmest 
 
osast ehk väljast.  
 
Iga väli koosneb bittide  sarjast  (bit on väikseim digitaalne ühik, kas 0 või 1). Vastavalt 
 
standardile võib ühe infoploki pikkus olla maksimaalselt 130  bitti . Autovalmistajad 
 
kasutavad eri standardeid, mistõttu on ka infoplokid eri pikkustega. Infoploki 
 
koostumus on aga kõigil sama. CAN-võrgu kahes juhtmes liigub sama infoplokk. Teises 
 
juhtmes on ainult pinge  vastupidine , nn. peegelpildis.  
 
 
4 
5 
  Signaalide liigid 
 
CAN- saatja /-
CAN-saatja/-
vastuvõtja 
vastuvõtja 
Saatja/vastuvõtja saab tekitada kahte eri signaali: 
Bit arvuna 1: 
Bit arvuna o: 
Saatja/vastuvõtja on 
Saatja/vastuvõtja on 
avatud, signaali pinge on 
suletud, ühendatud 
näiteks 5V. 
maandusega. Signaali 
pinge on näiteks 0V. 
 
Infoedastamise järjestus 
 Vaatame näidiseks olukorda, kus korraga tahavad infot saata pidurite, mootori ja 
 käigukasti juhtplokid. Esimesena saab sellisel juhul infot  edastada  neist tähtsaim – antud 
juhul pidurite juhtplokk. CAN-võrgus on bit arvuna 0 kõrge ja arvuna 1 madal.  
 
 
5 
6 
 
 
4. Häirete kontrollimine 
 
Häirete vältimiseks kontrollitakse  igat  CAN- võrgus liikuvat infoplokki. 
Kontrollitakse igat välja, mistõttu füüsiliselt korras süsteemis on häirete 
tekkimise tõenäosus üks tuhande aasta kohta. 
Biti polaarsuse määramine 
Bit stuffing 
Igas infoplokis ja –väljas saab algusvälja ja kotrollvälja vahel olla kõige 
Biti häire 
rohkem 5 samanimelist üksteisele järgnevat bitti (11111 või 00000). Sellest 
Bit  error  
suurema arvu samanimeliste bittide saatmiseks lülitatakse vahele üks 
Kontrolli viga 
vastupidine bit. Juhul kui vastuvõtja registreerib häire, “ teatab ” ta sellest 
CRC error 
infoploki saatjale kuue samanimelise biti saatmisega.  
Võimenduse viga 
ASK error 
Kuju viga 
For K
m uen
rrao s
r  taatusvälja alguses on piduritel nulle kõige rohkem edastatakse see infoplokk 
esimesena. 
 
 
5. Võrgu töökiirus 
 
Uste juhtplokid
Mugavuselektroonika võrk
Auto mugavust suurendavad 
Aeglane võrk
seadised , nagu näiteks 
elektrilised  klaasitõstukid 
jne., vajavad väiksemat 
Keskusjuhtplokk
töökiirust kui pidurite ja 
mootori omad. Seetõttu on 
ehitatud kaks eri töökiirusega 
võrku mis on mõlemale 
Pidurite, jõuülekande
võrgule vajalike andurite 
ja mootori võrk
dubleerimise vältimiseks 
Kiire võrk
ühendatud ka omavahel.  
ABS-i juhtplokk
Eri võrkude omavahel 
ühendamine hõlbustab ka 
Automaatkäigukasti juhtplokk
auto diagnoosimist.  
Mootori juhtplokk
  
Tavaliselt kasutatakse järgmisi töökiirusi:  
Mugavussüsteemidel näiteks 62.5 kbit/s. (62500 bitti sekundis). See on ”low  speed ” kiirusel, mis on 
0…125 kbit/s. Ühe info edastamine kestab ligikaudu 1 millisekund. Iga juhtplokk püüab kogu info 
edastada alla 20 millisekundi. Mootori/pidurite võrk on kiirem, seal on töökiirus tavaliselt 500 
kbit/s (500 000 bit/s) See on siis ”high-speed” kiirusel (125…1000 bit/s). Sõltuvalt juhtplokist 
püütakse info edastada 7…20 millisekundi jooksul.  
 
6 
7 
 
 
”Gateway”  ehk keskusjuhtplokk ühendab ja sünkroniseerib omavahel eri arvutivõrke toimides 
samal ajal ka ”tulemüürina”. See aitab vältida  rikete  ülekandumist ühest võrgust teise.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 
8 
 
Kahe lõpptakistiga arvutivõrgud 
 
Juhul kui arvutivõrgus kasutatakse kahte lõpptakistit siis üldjuhul on neist üks paigaldatud mootori 
ja teine ABS juhtplokki. Üldjuhul kasutatakse 120 … 130 oomiseid takisteid. Kogu võrgu takistus 
on siis 60 … 65  oomi ! 
 
NB! Takistuse mõõtmiseks peab olema vooluahel katkestatud (akujuhe  maas )!!  
Mõõtmisel kontrolli ka juhtmete korrasolekut ja lühis maandusesse või pardapingesse!  
 
Mõnedes juhtplokkides on u. 2 kilooomised takistid ja mõnedes takisteid üldse ei kasutatagi.  
 
Ühe lõpptakistiga arvutivõrk 
CAN väylän päätevastukset 
 
 
 
 
8 
9 
 
Näide BMW jõuülekande PT CAN võrgust: (E46) 
 
Kuigi jooniselt võib jääda mulje nagu oleks seal kaks arvutivõrku,, siis tegelikult on siiski üks 
arvutivõrk. Võrgu eri osad on mootori juhtplokis ühendatud üheks tervikuks.  
Joonisel on E60/61 jõuülekande võrk.  
 
 
9 
10 
 
 
LIN- Võrk 
LIN on kohalik võrk. Tüüpiline LIN-võrk on näiteks auto ärandamisvastases süsteemis, 
sademeteanduris jne. 
 
 
 
MOST- võrk 
 
 
Most- võrk ehk optiline võrk on kasutusel seal kus vajatakse suurte infohulkade 
üheaegset edastamist.  
 
10 
11 
 
 
 
 
Valgussignaal kulgeb juhtplokkide vahel moodustunud  ringis . Juhtplokk võtab info vastu, 
töötleb, võimendab ja saadab edasi.  
 
MOST BUS  CONNECTOR  on ”ühendusrada”, mis ühendab joonisel kujutatud süsteemid 
ühtseks ”ringiks”.  
 
11 
12 
 
 
 
Juuresoleval joonisel on 
kujutatud valguskaable 
jätkamist.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Valgus liigub kaabli sees ja peegeldub  seintelt  tagasi. 
Juhtplokk võtab valgussignaali vastu, võimendab seda ja 
saadab edasi.  
 
 
 
 
 
 
 
 
NB! Valguskaablis ei tohi olla katkestusi ega liiga järske 
paindeid.  
 
 
 
 
 
 
12 
13 
 
Signaalid : 
 
Joonisel olevad signaalid on mõõdetud kiire ostsilloskoobiga kus  0.025 ms/ruut ja 1 V/ruut. 
NB! Signaalid 
sisaldavad üldjuhul ka 
häireid. On tähtis, et nad 
oleksid üksteise 
peegelpildid!  
 
 
 
 
 
 
 
Juuresoleval joonisel on mõõdetud CAN-H 
juhet maanduse suhtes. Mõõtmise kiirus ei 
võimalda meil näha kõiki impulsse. 
Valides  mõõtekiiruseks 40 Hz või 100 Hz 
on hästi nähe, et võrgus ei ole katkestusi 
ega lühiseid.  
 
 
 
 
 
Juuresoleval joonisel on mõõdetud CAN-L 
juhet maanduse suhtes.  
 
 
 
 
 
 
 
Juuresoleval joonisel on mõõdetud CAN-H ja 
CAN-L ja juhet üksteise suhtes.  
 
 
 
 
 
 
 
Parima  ülevaate võrgu korrasolekust saab kui 
mõõta kahe kanaliga mõlemat CAN juhet 
maanduse suhtes.  
 
 
 
13 
14 
 
 
 
 
Joonisel on mõõdetud CAN-L juhet. CAN-H 
juhe on lühises maandusega.  
Võrk ei tööta. Rikke tunnuseks oli ventilaatori 
pidev töötamine.  
 
 
 
 
 
Joonisel on mõõdetud CAN-H juhe. CAN-L 
juhe on lühises maandusega.  
Ostsilloskoobi sagedus on 100 Hz.  
 
 
 
 
 
 
 
Joonisel on mõõdetud CAN-H juhet. Mõlemad 
CAN  juhtmed  on lühises omavahel.  
Ostsilloskoobi sagedus 100 Hz.  
 
 
 
 
 
 
 
Mootori juhtplokk on võrgus eemaldatud. 
Võrk ei tööta --  ”ei ärka” üles.  
 
 
 
 
 
 
1.  Arvutivõrgu üldist kontrolli saad teha ka multimeetriga. Korras võrgus on 
CAN-L juhtme pinge u. 2,4 V ja CAN-H juhtme pinge 2,6 V. Täpsema tulemuse 
saad loomulikult ostsilloskoobiga.  
2.  Juhul kui need on korras, on tõenäoliselt arvutivõrk füüsiliselt töökorra.  
3.  Seejärel võiks eemaldada ükshaaval juhtplokid arvutivõrgust ja jälgida kas 
viga kaob ==> arvutivõrgu  rike .  
4.  Juhul kui ka see ei anna tulemust, siis tuleb mõõta juhtplokkide lõpptakistid. 
Juhtmete vahel peaks olema 60 oomi. NB! Ära unusta akut lahti ühendamast!!  
5.  Juhtmed ei tohi olla lühises maandusega. Juhtplokkides on tavaliselt väike 
leke maandusesse.   
 
14 
15 
 
Kere  ja mugavussüsteemi arvutivõrgud 
 
Ühejuhtmeline 3  seeria  kere arvutivõrk 
 
 
 
Tegelikkuses võib juhtplokke olla rohkem või vähem kui juuresoleval joonisel näidatud.  
 
NB! Võrkude ühenduskoht asub kindalaeka taga elektroonikakeskuses.  
 
Täpset  asukohta  vaata konkreetse mudelil skeemilt!  
 
Loomulikult on sama signaali võimalik lugeda kõikidest juhtplokkidest.  
 
15