Diagnóstico no canal CAN

O sistema de canais CAN (Controller Area Network) é um sistema de canais linear, que se distingue pelas seguintes características:

• a propagação de sinais é efectuada em ambos os sentidos;
  
• uma mensagem é recebida por todos os participantes. Cada participante decide por si se utiliza a mensagem ou não;
  
• é possível inserir novos participantes através de simples ligação em paralelo;
  
• o sistema de canais forma uma estrutura multimaster;
  
• cada participante pode ser principal ou secundário, consoante estiver ligado como emissor ou receptor;
  
• o meio de transmissão é uma linha bifilar. As designações das linhas: CAN Low e CAN High;
  
• desactivação de unidades de comando defeituosas.
  

Por regra, cada participante pode comunicar através do canal com todos os outros participantes. Através dum procedimento de acesso, é controlada a troca de dados no canal. A diferença fundamental entre o canal de dados K-CAN (CAN carroçaria) e o PT-CAN (Powertrain-CAN) é:

• K-CAN: taxa de transferência aprox. 100 kBits/seg., é possível o modo monofilar.
  
• PT-CAN: taxa de transferência aprox. 500 kBits/seg., não é possível o modo monofilar.
  

Master (principal): o Master (principal) é o parceiro activo de comunicação, do qual parte a iniciativa para a comunicação. O Master (principal) detém o domínio do canal e comanda a comunicação. Ele pode enviar mensagens aos participantes passivos (Slave) na rede do canal e pode receber mensagens deles a pedido.

Slave (secundária): a Slave (secundária) é um participante passivo da comunicação. Ele é solicitado a receber e a enviar dados.

Sistema-multifunções: num sistema multifunções, todos os participantes na comunicação podem, num determinado período, assumir o papel de um Master (principal) ou Slave (secundário).

Causas de defeito

A falha da comunicação no canal CAN pode dever-se às seguintes causas:

- interrupções de ligação ou curto-circuitos das linhas de comunicação CAN Low ou CAN High

- fichas de ligação defeituosas (danificação de contactos, sujidade, corrosão)

- tensões parasitas na rede de bordo (causadas p. ex. por bobinas de ignição ou ligações à massa defeituosas)

- falha dos módulos de comunicação nas unidades de comando individuais

- falha da alimentação eléctrica de unidades de comando individuais (também uma tensão de bateria a diminuir lentamente, com a bateria quase descarregada, pode originar registos de defeito, visto que nem todas as unidades de comando desactivam simultaneamente devido a insuficiente alimentação eléctrica)

Processo de teste da medição da resistência PT-CAN, F-CAN, Local-CAN

Em regra, uma medição da resistência tem que ser efectuada de modo que o dispositivo a ser testado se encontre desligado da corrente, antes da medição. Para o efeito separa-se a bateria da viatura dos bornes. Aguardar cerca de três minutos, até que todos os condensadores no sistema se tenham descarregado.

Procedimento de teste para a medição da resistência:

• o canal CAN tem que estar em repouso (sem corrente),
  
• não devem ser utilizados quaisquer outros aparelhos de medição (ligação em paralelo de instrumentos de medição),
  
• a medição efectua-se entre as linhas CAN Low e CAN High,
  
• os valores reais podem divergir dos valores nominais, em alguns ohms.
  

Medição da resistência com resistência terminal PT-CAN, F-CAN, Local-CAN

Na máquina de diagnóstico, mudar para Técnica de medição -> Multímetro

• Função de medição: resistência
  
• Alcance de medição: automático
  

Para evitar reflexões de sinal, dois participantes do canal CAN (com as maiores distâncias na rede PT-CAN) são terminados com 120 Ω respectivamente. As duas resistências terminais estão ligadas em paralelo e formam uma resistência equivalente de 60 Ω. Com a tensão de alimentação desligada, é possível medir esta resistência equivalente entre as linhas de comunicação. Além disso podem ser medidas as resistências individuais, separadamente umas das outras. (Sugestão para a medição de 60 Ω: separar do canal uma unidade de comando facilmente acessível, e então medir a resistência na ficha, entre as linhas CAN Low e CAN High)

Medição da tensão contínua PT-CAN, F-CAN, Local-CAN

Requisito para a medição: bateria conectada e ignição ligada!

Na máquina de diagnóstico, mudar para Técnica de medição -> Multímetro

• Função de medição: Tensão
  
• Tipo de medição: =
  
• Alcance de medição: automático
  

Para verificar se a linha CAN Low ou CAN High está defeituosa, pode medir-se a tensão entre a linha CAN Low (ou CAN High) contra a massa.

CAN Low contra a massa: tensão aprox. 2,4 V

CAN High contra a massa: tensão aprox. 2,6 V

Estes valores são valores aproximados e podem, conforme a carga do canal, divergir em alguns 100 mV.

Medição com osciloscópio PT-CAN, F-CAN, Local-CAN

Requisito para a medição: bateria conectada e ignição ligada!

Na máquina de diagnóstico, mudar para Técnica de medição -> Configuração do osciloscópio

• Tipo de medição: =
  
• Alcance de medição: +/- 5 V
  
• Faixa de frequência: 1 kHz
  

Para se certificar que o canal CAN trabalha em perfeito estado, é muito útil observar a comunicação no canal. Com isto não é importante analisar os bits individuais, mas ver somente que o canal CAN está a trabalhar. A medição através de osciloscópio informa: ”o canal CAN trabalha provavelmente sem perturbação”.

Se for medida através de osciloscópio a tensão entre a linha CAN Low e a massa, então obtém-se um sinal quase rectangular nos limites de tensão U(mínimo) =1,5 V e U(máximo) = 2,5 V.

Se for medida através de osciloscópio a tensão entre a linha CAN High e a massa, então obtém-se um sinal quase rectangular nos limites da tensão U (mínimo) =2,5 V e U (máximo) = 3,5 V

Estes valores são valores aproximados e podem, conforme a carga do canal, divergir em alguns 100 mV.

Medição da resistência K-CAN

No canal de dados K-CAN não pode ser efectuada nenhuma medição definida da resistência, já que a resistência varia conforme a lógica de comutação interna das unidades de comando!

Medição de tensões contínuas K-CAN

Requisito para a medição: bateria conectada e ignição ligada!

Na máquina de diagnóstico, mudar para Técnica de medição -> Multímetro

• Função de medição: Tensão
  
• Tipo de medição: =
  
• Alcance de medição: +/- 10 V
  

Para verificar se a linha CAN Low ou CAN High está defeituosa, pode medir-se a tensão entre a linha CAN Low (ou CAN High) contra a massa.

CAN Low contra a massa: tensão aprox. 4,8 V

CAN High contra a massa: tensão aprox. 0,2 V

Estes valores são valores aproximados e podem, conforme a carga do canal, divergir em alguns 100 mV.

Medição K-CAN através de osciloscópio

Requisito para a medição: bateria conectada e ignição ligada!

Na máquina de diagnóstico, mudar para Técnica de medição -> Configuração do osciloscópio

• Tipo de medição: =
  
• Alcance de medição: automático
  
• Faixa de frequência: 1 kHz
  

Para se certificar que o canal CAN trabalha em perfeito estado, é muito útil observar a comunicação no canal. Com isto não é importante analisar os bits individuais, mas ver somente que o canal CAN está a trabalhar. A medição através de osciloscópio informa: ”o canal CAN trabalha provavelmente sem perturbação”.

Se for medida através de osciloscópio a tensão entre a linha CAN Low e a massa, então obtém-se um sinal quase rectangular nos limites de tensão U(mínimo) =1 V e U(máximo) = 5 V.

Se for medida através de osciloscópio a tensão entre a linha CAN High e a massa, então obtém-se um sinal quase rectangular nos limites da tensão U(mínimo) =0 V e U(máximo) = 4 V

Estes valores são valores aproximados e podem, conforme a carga do canal, divergir em alguns 100 mV.

Canal CAN sem função

Se o canal de dados K-CAN ou PT-CAN não funcionar, é de supor a existência de um curto-circuito na linha CAN Low ou CAN High, ou uma unidade de comando está defeituosa. Para localizar a causa do defeito é convenientemente proceder-se do seguinte modo:

• separar a ligação de um participante do canal CAN, um após o outro, até que seja encontrado o causador do defeito (= unidade de comando x);
  
• verificar as linhas à unidade de comando x em relação a curto-circuito;
  
• se possível, verificar a unidade de comando x.
  

No entanto, este modo de procedimento só é bem sucedido, se uma linha de ramal de uma unidade de comando ao canal CAN tiver um curto-circuito. Se a própria linha do canal CAN possuir um curto-circuito, deverá verificar-se a cablagem.

Diagnóstico

Podem estar registados dois erros distintos de canal nas unidades de comando do canal CAN:

• Erro de comunicação CAN
  
• Defeito de linha CAN
  

O erro de comunicação dá uma visão geral sobre as unidades de comando sem função no canal CAN, ou seja, que já não comunicam. Só se poderá ler o defeito ”Erro de comunicação CAN” se este não existir de momento. Se o defeito existir de momento, já não se pode comunicar com a unidade de comando. Deste modo também não é possível ler nenhuma memória de falhas!

Defeito físicos da linha podem ser identificados através da utilização de transreceptores CAN com maior tolerância ao erro. Actualmente só existem transreceptores com maior tolerância ao erro para o canal de dados K-CAN. Assim, só as unidades de comando conectadas no canal de dados K-CAN podem ter memorizado o registo ”Defeito de linha CAN” na memória de falhas! Para além disso, o transreceptor CAN não pode diferenciar entre cada um dos tipos de defeito que são enumerados a seguir. Se o erro do canal ”Defeito de linha CAN” estiver registado numa unidade de comando, isso pode significar:

• interrupção da ligação CAN High
  
• interrupção da ligação CAN Low
  
• curto-circuito CAN High contra a massa ou positivo
  
• curto-circuito CAN Low contra a massa ou positivo
  
• curto-circuito CAN High contra CAN Low
  

Interrupção da ligação (modo monofilar): em cada unidade de comando existe uma terminação de canal própria. Isto significa que, mesmo em caso de uma interrupção da ligação, os níveis de tensão existentes podem ser mantidos através de toda a rede K-CAN. A consequência é, que uma unidade de comando a transmitir não identifica este defeito, continuando a trabalhar no modo bifilar. Se uma unidade de comando transmitir no entanto uma mensagem para além do ponto de ruptura, a unidade de comando receptora só detecta uma actividade na linha de canal não danificada. A unidade de comando de recepção identifica assim o modo monofilar e memoriza o defeito ”Defeito de linha CAN”. Se diferentes unidades de comando receberem mensagens para além do ponto de ruptura, é possível que no modo monofilar, várias unidades de comando tenham registado esta memória de falhas.

Curto-circuito: Se existir um curto-circuito no sistema, então todas as unidades de comando K-CAN devem ter registado o defeito ”Defeito de linha CAN”. Para localizar o curto-circuito, proceder de acordo com ”Canal CAN sem função”.