Il sistema di bus CAN (Controller Area Network) è un sistema lineare e si contraddistingue per le seguenti caratteristiche:
In linea di principio, ciascuna utenza può comunicare tramite il bus con tutte le altre utenze. Lo scambio dati sul bus è regolato da una procedura di accesso. La differenza principale tra il bus CAN K (CAN carrozzeria) ed il CAN PT (powertrain CAN) consiste in:
Master: il Master è il partecipante alla comunicazione attivo da cui parte l'iniziativa per la comunicazione. Il Master ha la controllo sul bus e comanda la comunicazione. Esso può inviare messaggi sulla rete di bus alle utenze passive (slave) e, su richiesta, riceverli da queste.
Slave: lo Slave è un'utenza passiva alla comunicazione. Ad esso viene richiesto di ricevere e di inviare dati.
Sistema multimaster: in un sistema multimaster tutte le utenze di comunicazione possono assumere in un determinato tempo il ruolo di Master o di Slave.
L'assenza di comunicazione sul bus CAN può avere le seguenti cause:
- interruzione nel cavo oppure cortocircuito dei cavi di comunicazione CAN Low oppure CAN High
- connettori difettosi (danneggiamento dei contatti, sporcizia, corrosione)
- tensioni di disturbo nella rete di bordo (causate per es. da bobine di accensione guaste o collegamenti a massa)
- guasto dei moduli di comunicazione nelle singole centraline
- guasto dell'alimentazione di tensione di singole centraline (anche una tensione in lento calo con una batteria quasi scarica può portare alla memorizzazione di difetti, poiché non tutte le centraline si disinseriscono contemporaneamente quando la tensione è troppo bassa).
Di regola una misurazione di resistenza si deve eseguire collegando senza corrente prima della misurazione il campione da misurare. A questo scopo, si stacca la batteria della vettura. Attendere circa tre minuti affinché tutti i condensatori del sistema siano scarichi.
Procedura di prova per misurazione resistenza
Sul tester cambiare a Tecnica di misura -> Multimetro
Per evitare segnali riflessi, a due utenze del bus CAN (i più distanti nella rete CAN PT) si applica una terminazione di 120 Ω. Le due resistenze di terminazione sono collegate in parallelo e formano una resistenza equivalente di 60 Ω. Con la tensione di alimentazione disinserita questa resistenza equivalente può essere misurata tra le linee di comunicazione. Inoltre le singole resistenze possono essere misurate separate tra loro. (Suggerimento per la misurazione di 60 Ω: staccare dal bus una centralina di facile accesso e misurare sul connettore la resistenza tra i cavi CAN Low e CAN High)
Requisiti per la misurazione: batteria collegata e accensione inserita!
Sul tester cambiare a Tecnica di misura -> Multimetro
Per determinare se il cavo CAN Low o CAN High è difettoso, si può misurare la tensione sul cavo CAN Low (oppure CAN High) verso massa.
CAN Low verso massa: tensione circa 2,4 V
CAN High verso massa: tensione circa 2,6 V
Questi valori sono approssimativi e possono variare di alcune 100 mV, a seconda del carico del bus.
Requisiti per la misurazione: batteria collegata e accensione inserita!
Sul tester cambiare a Tecnica di misura -> Impostazione oscilloscopio
Per chiarire se il bus CAN funziona correttamente, è molto utile osservare la comunicazione sul bus. Non ha importanza analizzare i singoli bit, ma soltanto controllare che il bus CAN funziona. La misurazione con oscilloscopio indica: ”probabilmente il bus CAN funziona correttamente”.
Se si misura con l'oscilloscopio la tensione tra il cavo CAN Low e la massa, si ottiene un segnale di tipo rettangolare entro i limiti di tensione U(min) = 1,5V e U(max) = 2,5 V.
Se si misura con l'oscilloscopio la tensione tra il cavo CAN High e la massa, si ottiene un segnale di tipo rettangolare entro i limiti di tensione U(min) = 2,5 V e U(max) = 3,5 V.
Questi valori sono approssimativi e possono variare di alcune 100 mV, a seconda del carico del bus.
Sul bus dati CAN K non può essere effettuata alcuna misurazione definita della resistenza, in quanto la resistenza varia a seconda della logica di collegamento delle centraline!
Requisiti per la misurazione: batteria collegata e accensione inserita!
Sul tester cambiare a Tecnica di misura -> Multimetro
Per determinare se il cavo CAN Low o CAN High è difettoso, si può misurare la tensione sul cavo CAN Low (oppure CAN High) verso massa.
CAN Low verso massa: tensione circa 4,8 V
CAN High verso massa: tensione circa 0,2 V
Questi valori sono approssimativi e possono variare di alcune 100 mV, a seconda del carico del bus.
Requisiti per la misurazione: batteria collegata e accensione inserita!
Sul tester cambiare a Tecnica di misura -> Impostazione oscilloscopio
Per chiarire se il bus CAN funziona correttamente, è molto utile osservare la comunicazione sul bus. Non ha importanza analizzare i singoli bit, ma soltanto controllare che il bus CAN funziona. La misurazione con oscilloscopio indica: ”probabilmente il bus CAN funziona correttamente”.
Se si misura con l'oscilloscopio la tensione tra il cavo CAN Low e la massa, si ottiene un segnale di tipo rettangolare entro i limiti di tensione U(min) = 1V e U(max) = 5 V.
Se si misura con l'oscilloscopio la tensione tra il cavo CAN High e la massa, si ottiene un segnale di tipo rettangolare entro i limiti di tensione U(min) = 0 V e U(max) = 4 V.
Questi valori sono approssimativi e possono variare di alcune 100 mV, a seconda del carico del bus.
Se il bus dati CAN K o CAN PT non è funzionante, è evidente che c'è un cortocircuito nel cavo CAN Low o CAN High, oppure una centralina è guasta. Per localizzare la causa del difetto, è opportuno procedere come segue:
Questa procedura, tuttavia, ha un esito positivo soltanto quando il cortocircuito si trova in una linea secondaria da una centralina al bus CAN. Se è il cavo del bus CAN stesso ad avere il cortocircuito, occorre verificare il cablaggio.
Nelle centraline del bus CAN possono essere memorizzati due differenti difetti bus:
L'errore di comunicazione fornisce una panoramica delle centraline guaste collegate al bus CAN, cioè che non possono più comunicare. Il difetto ”Errore di comunicazione CAN” può essere letto, soltanto quando il difetto non è presente al momento. Se il difetto è presente al momento, allora non è più possibile comunicare con la centralina. Quindi è anche impossibile leggere la memoria difetti!
Difetti di linea fisici possono essere riconosciuti mediante l'impiego di CAN transceiver con tolleranza per i difetti. Attualmente, però, esistono transceiver che tollerano difetti soltanto per il bus dati CAN K. Pertanto, possono aver memorizzato l'anomalia ”Difetto cavo CAN” solo le centraline collegate al bus dati CAN K! Il CAN transceiver, inoltre, non può distinguere tra i singoli tipi di difetto elencati qui di seguito. Se in una centralina è memorizzato il difetto bus ”Difetto di linea CAN”, ciò può quindi significare:
Interruzione nelle linee (funzionamento a singolo): In ogni centralina c'è una propria terminazione di bus. Ciò significa che il livello di tensione può essere mantenuto in tutta la rete CAN K anche in caso di una interruzione nelle linee. Ciò ha come conseguenza che una centralina trasmittente non riconosce questo difetto e continua a funzionare a doppio filo. Ma se una centralina trasmette un messaggio superando il punto interrotto, la centralina ricevente rileva soltanto un'attività nella linea bus non danneggiata. La centralina ricevente riconosce così il funzionamento a singolo e memorizza il difetto ”difetto di linea CAN”. Se diverse centraline ricevono messaggi sul punto di rottura, questa memoria difetti può essere stata registrata con funzionamento a singolo da parecchie centraline.
Corto circuito: se nel sistema c'è un cortocircuito, allora tutte le centraline CAN K devono avere memorizzato il difetto ”Difetto di linea CAN”. Per localizzare il cortocircuito, procedere come per il caso ”bus CAN non funzionante”.