Conceptos Fundamentales de Electrónica y Redes de Comunicación en Vehículos

Tipos de Memoria en la Electrónica del Automóvil

EPROM (Memoria de solo lectura programable y borrable)

Similar a una memoria PROM, pero se puede borrar para grabar otros datos. Se necesita luz ultravioleta para borrar la información.

PROM (Memoria de solo lectura programable)

Contiene información que pertenece a un determinado vehículo. Es no volátil y se puede escribir solo una vez.

ROM (Memoria de solo lectura)

Contiene información permanente que instruye a las computadoras sobre cómo deben responder. No se puede modificar y no pierde los datos al quitarle la alimentación.

RAM (Memoria de acceso aleatorio)

Almacena información de forma temporal que es escrita por la CPU. Los datos se borran al perder la alimentación.

Protocolos y Señales de Comunicación Automotriz

Señal PWM (Modulación por Ancho de Pulsos)

La modulación por ancho de pulsos (PWM), que también recibe otros nombres como RCO, es una señal eléctrica variable en el tiempo. Sirve para mantener constante la tensión de las señales.

Estructura de una Trama de Datos

La estructura de una trama de datos se compone de los siguientes campos:

• Campo de comienzo del datagrama
• Campo de estado
• Campo de control
• Campo de datos
• Campo de aseguramiento
• Campo de confirmación
• Campo de fin del datagrama

Redes Multiplexadas

Es una técnica de comunicación que permite transmitir información de todo tipo a través de una única línea de cable, eliminando la necesidad de un mazo de cables complejo. Además, permite interconectar varias UCE (Unidades de Control Electrónico) de un vehículo, compartiendo información de los sensores entre los diferentes sistemas de control y gestión. De esta forma, un solo sensor puede suministrar información a múltiples UCE.

Red CAN-Bus (Controller Area Network)

Es un protocolo de comunicación en serie diseñado para comunicar las diferentes unidades de control de un vehículo.

Componentes

• Controlador
• Transceptor
• Resistencia de terminación

Funcionamiento

Transmite los datos bit a bit. La red envía la información desde una UCE y todas las demás la reciben. Cada unidad lee el mensaje y, si no es relevante para ella, lo descarta.

Red LIN-Bus (Local Interconnect Network)

Es un protocolo de comunicación con las siguientes características:

• Todas las UCE están ubicadas cerca unas de otras.
• Tensión de transmisión de 12V.
• Menor velocidad de transferencia en comparación con CAN.
• Usada principalmente en sistemas de confort (elevalunas, asientos, etc.).

Red MOST-Bus (Media Oriented Systems Transport)

Este sistema, basado en fibra óptica, presenta las siguientes particularidades:

• Transmisión de datos mediante ondas luminosas.
• Se emplea en sistemas de información y entretenimiento (infotainment).
• Configuración de sistema en topología de anillo.
• Los datos enviados por una UCE deben ser recibidos de vuelta por la misma para confirmar la integridad del anillo.
• Los cables de fibra óptica ofrecen un menor peso.
• No existen interferencias electromagnéticas debido a la naturaleza de la luz.

Componentes y Conceptos Clave

Puertas Lógicas

Las puertas lógicas se utilizan para determinar la salida correcta en cada situación. Están formadas por miles de transistores incorporados en el interior de la CPU. Un ejemplo es la puerta NOR, que equivale a una puerta de negación (NOT) seguida de una puerta OR.

Gateway (Pasarela)

Es un microprocesador que posibilita el intercambio de datos entre los diferentes subsistemas de red (por ejemplo, entre una red CAN de alta velocidad y una de baja velocidad). Otra de sus funciones es la de transmitir los datos de diagnóstico de los subsistemas de tracción y confort a través de un cable específico para ser utilizados en herramientas de diagnosis.

Arquitectura Multimaestra

Es una arquitectura de red en la que todas las centralitas (UCE) son maestras. Esto significa que pueden enviar y recibir datos directamente del bus de comunicación, como ocurre en las redes CAN. En este sistema, las centralitas no dependen unas de otras, a diferencia de la arquitectura maestro-esclavo.

Diferencias entre Red VAN y Red CAN

La principal diferencia radica en su arquitectura: la red VAN utiliza una configuración maestro-esclavo, donde una UCE principal controla la comunicación de las demás (esclavas). En cambio, la red CAN es multimaestra, lo que significa que todas las UCE son maestras y pueden iniciar la comunicación e intercambiar información de forma autónoma. Además, la red CAN generalmente funciona a una velocidad de transmisión mayor que la red VAN.

Transceptor

Es un dispositivo que integra un transmisor y un receptor en un solo paquete, compartiendo parte de los mismos circuitos. Debido a que algunos elementos se utilizan tanto para la transmisión como para la recepción, la comunicación que gestiona un transceptor es de tipo semidúplex. Esto significa que puede enviar y recibir señales en ambos sentidos, pero no simultáneamente.

Medición de Resistencia en CAN (Canal H y L)

En una red CAN, si medimos con un óhmetro la resistencia entre el canal H (CAN High) y el canal L (CAN Low), encontraremos dos resistencias de terminación conectadas en paralelo. Cada una de estas resistencias suele tener un valor de 120 ohmios. Al estar en paralelo, la resistencia total medida en el bus debe ser de aproximadamente 60 ohmios.