Bevezetés oldal. Bevezetés oldal.

Az előadások a következő témára: "Bevezetés oldal. Bevezetés oldal."— Előadás másolata:

1

2 Bevezetés 2. oldal

3 Autógépész - Mérnöktanár
Bemutatkozás Dr. Mészáros Attila Autógépész - Mérnöktanár Egyetemi docens Oktatási gyakorlat: középfokú intézményben felsőoktatási intézményekben Mérnöki gyakorlat: Feladatok: Audi Hungaria Motor Kft TT járműgyártás Elektrik-Audit minőségbiztosítás (elektromos hibák) 3. oldal

4 Előismeretek 4. oldal

5 A jövő autója CAN- és LIN-Bus
Az autógyártás az elkövetkezendő 15 évben erősebben fog fejlődni mint az elmúlt 50 évben. A jövő autójának az alapja az elektronikai hálózatra fog épülni. Ez nagyobb biztonságot környezetkímélést és komfortot biztosít. Az elektronika helyet, pénzt és üzemanyagot spórol 5. oldal

6 CAN – és más buszrendszerek
CAN- és LIN-Bus CAN – és más buszrendszerek 6. oldal

7 Buszrendszerek áttekintése
CAN- és LIN-Bus Buszrendszerek áttekintése D2B J1850 20K 1M 10M 25M 0,5 5,0 2,5 1,0 Adatátviteli sebesség (Bit/s) Relatíyv költségek (€) Domestos Digital Bus TTP CAN Zweidrahtbus 7. oldal

8 Buszrendszerek J1850-SPC = Ford fejlesztés (10,4 kbps)
J1850-DLC = GM/Delco Fejlesztés (10,4 kbps) K-Bus, ISO9141, J1850, Volnaco Lite LIN Bus = Local Interconnect Network (20 kbps) CCD = Crysler Collision Detection, VAN = Vehicle Area Network - Renault és PSA találmány és fejlesztés ABUS = Allgem. Bitserielle Universelle Schnittstelle VW, CAN feladatok TTP = Time Triggered Protokoll (2Mbps) byteflight = BMW, Motorola, Infineon, ELMOS Optikai alapokon (10Mbps) FlexRay = BMW és DC (10Mbps) MOST = Media Oriented Systems Transport (22Mbps) Bluetooth = Vezetéknélküli adatátviteli szabvány 8. oldal

9 5 Jahre aufzuholen gegenüber Wettbewerb
CAN- és LIN-Bus az AUDI-ban Daimler/Chrysler - BMW - Audi 45 5 Jahre aufzuholen gegenüber Wettbewerb S-Klasse 7 er D3 40 E-Klasse C-Klasse 35 7 er 5 er 3 er 30 25 A CAN résztvevők száma B6 20 E-Klasse C-Klasse 15 W10 10 8 er E-Klasse 5 S-Klasse 7 er A6 88 90 92 94 96 98 00 02 04 9. oldal

10 Stuff-Hiba, ACK-Hiba, CRC-Hiba
CAN- és LIN-Bus az AUDI-ban Buszrendszerek Specifikáció 1999 1983 1999 Rel. Ár/Csomópont Kicsi (~1€) Közepes(~2€) Magas (~5€) Medium Egy vezetékes Két vezetékes Optikai Átviteli sebesség 20 KBit/s 1 MBit/s 22,5 MBit/s Kicsi Közepes Magas Adatmennyiség Master/Slave Multi-Master Master/Slave Busz-kezelés Szinkron és Aszinkron Aszinkron Aszinkron Buszhozzáférás Résztvevők száma Master + 16 Slaves (javasolt ) Nem definiált Max. 64 Adatbiztonság Paritásbit Checksumme (CRC) Bit-Hiba, Format Hiba, Stuff-Hiba, ACK-Hiba, CRC-Hiba Checksumme (CRC) 10. oldal

11 Adatátviteli sebesség
CAN- és LIN-Bus az AUDI-ban Egy egységesített Buszrendszer a gépkocsikban nincs. Ennek az oka buszrendszerekkel szemben támasztott különböző követelmények. MOST Adatátviteli sebesség Optikai gyürű Infotainment-felhasználás – magas adatátviteli sebesség Kis helyigény Media Orientated Systems Transport CAN Priorizált hozzáférés Biztos adatátvitel Multi - Master elérés Controller Area Network LIN Alacsony adatátviteli sebesség Mechatronikus elemek vezérlésére Költségkimálő megoldás Local Interconnect Network 11. oldal

12 12. oldal

13 MOST - Multimédia adatbusz
MMI Radio CD-Laufwerk Tulajdonságok: Navigation MOST-Bus Datenrate bis 22.5 Mbit/s Gateway MMI-Fond Zárt optikai gyűrű Telefon/ Telematik Max 64 résztvevő lehetséges Sound-System CAN-Bus Szinkron vagy aszinkron adatoknak Nincs test és potenciálprobléma VAS - Tester Nincs zavartényező 13. oldal

14 Definíció / Megnevezés
„MOST“ jelentése „Media Oriented System Transfer“ Az adatátviteli protokoll alapja az OS8104-es szabvány, amely optikai adatátvitel műanyag vezetőn keresztül. A forrásadatok szinkron és aszinkron módon is küldhetőek. A MOST a következő rendszerelemekhez kapcsolódhat a gépkocsiban.: · Audio · Video · Adatok / Adatszolgáltatás 14. oldal

15 Felépítés Minden MOST adathálózat tartalmaz egy rögzített csomópontot, amely a Timing Master és a Frame generálás feladatait veszi át. A MOST hálózat sávszélessége : 21,2 Mbit/s. A forrássávszélesség dinamikusan kerül felosztásra, kiosztásra egy szinkron és aszinkron részre. A szinkron esetben a sávszélesség virtuálisan kerül kiosztásra, így a címzés kiesik. Folyamatos nagy mennyiségű nagy sebességű adatközlésre hivatott mint pl: Audio-NF. Aszinkron esetben mint pl: CD-ROM adatok esetén csomagonként kerülnek az adtok átvitelre. 15. oldal

16 Fizikai felépítés PMMA = polymetil-metakrilát
POF Cladding = fényvisszaverő réteg Jacket (PE,PA) = polyamid 16. oldal

17 MOST komponensei Színes köpeny Fekete köpeny Mag Reflexiós réteg
17. oldal

18 MOST komponensei Jelátvitel az Optikai vezetéken
Egyenes vezeték esetén: A fénysugár egy részét egyenesen továbbítja az optikai szál. A nagyobb részét a teljes reflexiót kihasználva a vezetékben Zick-Zack alakban fog továbbhaladni. 18. oldal

19 MOST komponensei Meghajlított vezeték esetén: A fénysugarak a teljes reflexió miatt a magbevonat felületén kerülnek reflektálásra. Teljes Reflexió: Ha a fénysugár az optikailag sűrűbb közegből egy optikailag ritkább közegbe lépne át, akkor a fénysugár teljes reflektálásra kerül. Az Optikai vezető magja az optikailag sűrűbb, a bevonat pedig ritkább réteg. Az optikai vezeték meghajlításakor így lehetséges a fénytovábbítás. 19. oldal

20 MOST komponensei A teljes reflexió függ a fénysugár beesési szögétől. Ha ez a szög túl meredek akkor a fénysugarak kilépnek a felületen. Így magasabb veszteség jön létre. Ez a jelenség akkor jöhet létre ha az optikai szál túl erősen van meghajlítva 20. oldal

21 Követelmények Szerelési követelmények:
ü Minimális hajlítási rádiusz >25 mm ü Nem szabad megtörni ü Nem szabad éles élekre ráhelyezni ü Nem szabad kábelbinderrel rögzíteni ü Ne lépjünk rá a kábelre Nem lehet javítani Az optikai szál csatlakoztatása ü Nem szabad karcosnak és koszosnak lennie ü Nem szabad megfogni ü Nem szabad leragasztani ü A védőkupakot csak csatlakoztatás előtt levenni ü A hiányzó védőkupakok pótlása 21. oldal

22 Gyűrűtopológia A MOST busz egy egygyűrűs rendszer, minek következtébe minden egységnek működőképesnek kell lennie. Ez különösen a Telefon segélykérő funkcióit érinti. A MOST busz kiesése nem akadályozhatja, veszélyeztetheti a komponens működését. A Gyűrűtopológia következtében nem lehetséges biztonsági funkciókat ellátó adatoknak a továbbítása. 22. oldal

23 CAN – Controller Area Network
23. oldal

24 Buszrendszerek előnyei
CAN- és LIN-Bus az AUDI-ban Buszrendszerek előnyei Központi és ajtó modulok Költségcsökkentés - Kevesebb vezeték - Szenzorhasználat több egységnek - Az elosztott funkciókkal jobb a vezélők kihasználtséga Súlycsökkentés - Kevesebb vezeték - Részben vékonyabb vezeték - Könnyű elhelyezés - Több funkció vonalanként Új lehetőségek - Beépített kezelés - Hangvezérlés - Animált kezeési útmutató - Távdiagnosztika - Balesetmegelőzés - Komfort funkciók ( pl. keyless entry) - Software Updates - Több diagnózislehetőség Bus Minőségi növekedés - Kevesebb csatlakozás (pl. SMLS 45 kontakttal kevesebb) - 100% Diagnisztizálható - Jobb EMV Flexibilitás, Bővíthetőség Gyártási idő csökkentés - - Modulbeépítés támogatása (pl. SMLS 5 lépcső -> 2) Modulos decentrált - Változások programon keresztül - részben Plug & Play - Funkciók elosztása vezérlőkre 24. oldal

25 Az adatbusz előnyei Új információk továbbításához csak Software változás szükséges. Az adatprotokoll többszörösen is biztosítva van a kommunkációs hibák ellen. Pl: ellenőrző ciklusok, bitek stb. Kevesebb szenzor és jelvezeték 2 vezérlő közötti nagyon gyors adatcsere Kis helyigény, vezeték, vezérlő, és csatlakozás A CAN világszerte szabványosított 25. oldal

26 1983 CAN-Fejlesztés kezdete a Bosch-nál
CAN - Történet 1983 CAN-Fejlesztés kezdete a Bosch-nál 1985 (Full-) Teljes CAN-Specifikáció Kooperáció az Intel-el 1987 Az első szilikon az Intel-től 1988 Szériatípus az Intel-től (82C526) 1989 Basic-CAN a Philips-től (82C200) 26. oldal

27 CAN-Controller bevezetések
27. oldal

28 CAN - „Az“ Automobil-Busz
Master Master Master Csavart érpár Multi-Master Busz, azt jelenti minden egység egymástól függetlenül adhat. Adatátvitel 100 KBit/s (Low Speed, Komfort-CAN, Info-CAN) és 500 KBit/s (High Speed ,Antriebs- és Diagnózis-CAN), Low Speed-CAN esetén egyvezetékes mód is lehetséges. Magas zavarvédettség, Kis meghibásodási ráta 28. oldal

29 Az adatátvitel (Hagyományos)
Első lehetőség: Minden információ egy külön vezetéken kerül továbbításra. 29. oldal

30 Az adatátvitel CAN-Buszon
Második lehetőség: Számos információ csak 2 vezetéken kerül átvitelre a vezérlőegységek között. 30. oldal

31 Adatátvitel CAN nélkül CAN-en keresztül 31. oldal

32 Csak adatcsere szükséges ? Csak adatcsere lehetséges
Összehasonlítás 5 Vezérlő 40 Vezérlő... BUS-Technika megoldásokat kínál És új lehetőségeket 10 Csatlakozás 780 Csatlakozás Csak adatcsere szükséges ? Csak adatcsere lehetséges Teljes hálózat 32. oldal

33 Csillag topográfia 33. oldal

34 Csillag topográfia Hagyományos vezetékezés CAN vezetékezés 2017.04.05.
34. oldal

35 Vezetékezés a világítás példáján
A4 Vorgänger A4 2001 M1 M4 M2 M3 X CAN-Bus Komfort 58 P M2 M3 58re 58 re 58li 58 li S 35. oldal

36 Busztopológia A3 CAN 36. oldal

37 Az Antrieb egy különálló egység:
J220 J217 J104 J234 NOX-Sensor J527 G85 J285 J502 J162 E87 J345 J446 J136 J519 J453 J393 J386 J387 J388 J389 CAN-Komfort J507 R99 J499/J526 R J401 J402 R94 J415 CAN-Infotainment CAN-Antrieb 500 kBit/s 37. oldal

38 A Komfort egy különálló egység:
J220 J217 J104 J234 NOX-Sensor J527 G85 CAN-Antrieb J285 J502 J162 E87 J345 J446 J136 J519 J453 J393 J386 J387 J388 J389 J507 R99 J499/J526 R J401 J402 R94 J415 CAN-Infotainment CAN-Komfort 100 kBit/s 38. oldal

39 Az Infotainment egy különálló egység:
J220 J217 J104 J234 NOX-Sensor J527 G85 CAN-Antrieb J285 J502 J162 E87 J345 J446 J136 J519 J453 J393 J386 J387 J388 J389 CAN-Komfort J507 R99 J499/J526 R J401 J402 R94 J415 CAN-Infotainment 100 kBit/s 39. oldal

40 Leírás: CAN-Bus A CAN-Buszrendszerek legalább 2 vagy annál több vezérlőből áll. Az adatforgalom egy csavart érpáron keresztül kerül átvitelre amely kapcsolódik minden résztvevő egységhez. Az adatok az Antrieb és Kombi CAN-en 500 Kbaud a komfort és Infotainmenten 100 Kbaud sebességgel kerül továbbításra. Az üzenetek ( pl: Motor 1,2,3 … ) gyakorisága a specifikációban meghatározott ciklikussággal kerülnek átvitelre, pl: 20ms A vezérlőben a továbbítandó adatok a CAN-Controllerhez kerülnek. Ez az egység készíti elő az adatokat a CAN adaközlési protokollnak megfelelően, majd továbbítja a CAN-Treibernek amely elküldi a Buszon. Fordított esetben is hasonló a folyamat a CAN-Controller előkészíti és szelektálja az adatokat a vezérlő számára. Mivel az adatok nagysebességgel kerülnek 500Kbaud esetén az adatbuszra a zavarok és reflexiók kiszűrésére a vezeték végén egy lezáró ellenállás van. A lezáróellenállás értéke 120 Ohm és a vezérlőegységekbe van beépítve. 40. oldal

41 A CAN-adatbusz egy Controller: Előkészíti a vezérlőtől keletkező adatokat a küldés számára, illetve a kapott adatokat átalakítja a vezérlő számára. egy Transceiver : Elküldi elektromos jelként a Controller által előkészített adatokat az adatbuszon, valamint fogadja is őket. 2 adatbusz lezárás 2 adaatvezeték Motor SG ABS Lezáróellenállások 41. oldal

42 Visszaverődés, reflektálás
Einspeise- jel bei „A“ Echo jellaufzeit für Echo Nutzjel mit über- lagertem Echo bei „A“ A R>Z R<Z 42. oldal

43 CAN Csomópontok A-Oszlop jobb oldalt: Csomópont CAN-Komfort és CAN-Infotainment A-Oszlop bal oldalt: Csomópont CAN-Antrieb 43. oldal

44 mSMLS1 Ablaktörlő funkció
Folyamatábra SMLS mZAS1 KL. x mZAS1 Kl.15 mSMLS1 Ablaktörlő funkció pl:Tippwischen BSG LIN 1 Statuszjelentés mGateway 1 Külső hőm. Kombitól LIN 1 Ablaktörlő funkció mGateway 1 Külső hőm. Hibastástusz WWS Gateway 44. oldal

45 Gateway CAN-Diagnózis CAN- Antrieb CAN- Komfort CAN- Kombi CAN-
Infotainment 45. oldal

46 Wake Up Modus Wake Up Modus = Ébresztő fázis Miért?
- Az elosztott funkciók miatt mindig minden vezérlőt fel kell ébreszteni. Mikor? - Szenzorokra való reagálás (pl. Gombok, kapcsolók, ZV) - Reagálás CAN-Üzenetekre - nem kívánt reakciók CAN-zavarok 46. oldal

47 Sleep Modus Alvási állapot Miért?
- A nyugalmi áram meghatározása (Liegenbleiber) - Az elosztott funkciók miatt mindig minden vezérlőt el kell altatni. Mikor? - Ha minden vezérlőegység felkészült az alvás állapotra 47. oldal

48 Gyűrű teljesen felépítve: 01h – gyűrű felépítve,
11h - gyűrű felépítve, Sleep készenlét 48. oldal

49 Gyűrű sleep módban: 11h –gyűrű felépítve, sleep készenlét,
31h - gyűrű alszik!!! 49. oldal

50 Gyűrű felépítés: 01h – gyűrű felépítve
02h – Wake Up mód aktív 50. oldal

51 LIN-Busz 51. oldal

52 Bevezetésének Okai: LIN-Busz
Alacsony költség (összehasonlítva a CAN-el) Transceiver ~0,35 € (0,70 € pro CAN-Transceiver) Csak egy Adatvezeték ( nincs Twisted-Pair ) Költségkívélő komponensek bevezetése (RC-Kombináció) Egyszerű elektronika miatt kevesebb helyigény 52. oldal

53 LIN-Busz Ki érintett a LIN-Busz Fejlesztésés: LIN Konsorcium BMW VW
Daimler -Chrysler AUDI Motorola VW BMW VOLVO Volcano LIN Spec 53. oldal

54 LIN-Buszvezetéken az alapszín a
viola és fehér csík Keresztmetszet 0,35qmm. 54. oldal

55 Lin: A helyi adatbusz vezetékezés
LIN-Busz Lin: A helyi adatbusz vezetékezés ZKE KSG Tulajdonságok MASTER Master-Task Slave-Task Slave ... Max. 20 kBit/Sek. BUS Van „Sleep“-Mode MASTER SLAVE Csak egy Master van a Buszon Maximum 16 Slave lehetséges A Master irányít mindíg A Slave passzív marad, Adatokat fogad vagy adatokat oder übermiküld kérésre. A Master szinkronizálja a Buszt Objektorientált üzem 55. oldal

56 Master / Slave Master - Gateway a Komfort-CAN felé
- A Master vezérli a Buszt - A Master határozza meg melyik üzeent milyen időben kerüljön a buszra - A Master átveszi a komponensek hibakezelését - A Master feladatai: è Sync Break küldés è Sync Byte küldés è ID-Field küldés è Ellenőrzi az Adatokbyteot és Checkbytesot è fogadja a WakeUp Break –ot Slave-től è Szinkronizálja a buszt a saját időbázisának megfelelően. 56. oldal

57 Master / Slave Slave - 1 -től 16 LIN-résztvevőig lehetséges
- Adatok fogadása és továbbítása, ha egy megfelelő ID jon a Mastertől Slave feladatai: ÈSync Break-re vár ÈSync Byte-ra szinkronizálja magát ÈID-Mezőkre hallgat È Az ID-től függően hajtja végre a következőket: v0 -tól 8 Byte Adatok átvitele vFogadja az Adatokat Checksum-vizsgálattal vKüldi az Adatokat Checksum-generálással vvárakozik ÈEgy Csomópont, amely Masterként funkcionál egyidejűleg lehet Slave is. 57. oldal

58 Köszönöm a figyelmet! Dr. Mészáros Attila