Fundamentos de Cableado y Redes de Comunicación en Sistemas Automotrices

Componentes y Principios de Instalaciones Eléctricas Vehiculares

Conductores Eléctricos en Vehículos

Los conductores eléctricos utilizados en las instalaciones de vehículos son, generalmente, de cobre. Suelen presentar una disposición multifilar y están recubiertos con un plástico aislante.

Densidad de Corriente

La densidad de la corriente se define como la intensidad que circula por unidad de superficie de la sección de un conductor. Se calcula mediante la siguiente fórmula:

• Densidad = I/S (expresada en amperios/mm²).

Los conductores disponen de terminales metálicos en sus extremos, los cuales se agrupan en conectores. Estos conectores son de material plástico aislante y se caracterizan por su color y el número de vías o cables que agrupan.

Problemática de las Masas Compartidas

Cuando se utilizan circuitos con distintas corrientes que comparten una misma masa, pueden generarse caídas de tensión que afectan negativamente a otros circuitos conectados.

Ejemplo ilustrativo:

1. Una masa defectuosa con una resistencia de 0,025 ohmios genera una caída de 0,5 voltios debido a la corriente del circuito 1.
2. Esto provoca que un elemento del circuito 2, alimentado nominalmente a 3 voltios, reciba en realidad solo 2,5 voltios.

Sistemas de Comunicación Digital: Multiplexado

El multiplexado es un sistema de comunicación digital empleado entre las centralitas de los distintos sistemas de control del vehículo. Consiste en enviar o recibir información a través de un cableado que interconecta dichas centralitas.

Características del Multiplexado

• Generalmente, se utilizan dos cables, duplicando la información para proporcionar mayor seguridad en los mensajes transmitidos.
• Estos cables se trenzan para evitar interferencias externas que induzcan tensiones en un solo cable. Al estar entrelazados, las interferencias se inducen en ambos cables; dado que el valor del bit se basa en la diferencia de tensión entre ellos, el dato transmitido no varía.
• Los finales de línea se terminan con una resistencia.
• Para distinguir la información, es fundamental seguir un protocolo específico.

Existen dos tipos principales de protocolos utilizados:

• CAN (Controller Area Network)
• VAN (Vehicle Area Network)

Red CAN (Controller Area Network)

Protocolo de origen alemán, diseñado para la transmisión de datos a alta velocidad. Su configuración suele ser del tipo maestro-maestro, lo que significa que todas las centralitas tienen capacidad para enviar y recibir órdenes de ejecución. Se emplea comúnmente en sistemas de tracción y motor.

Estados de la Señal CAN:

• Si $\text{CAN H} - \text{CAN L} \ge 2\text{V} \rightarrow \text{Estado Dominante (Bit 0)}$.
• Si $\text{CAN H} - \text{CAN L} \approx 0\text{V} \rightarrow \text{Estado Recesivo (Bit 1)}$.

Red VAN (Vehicle Area Network)

Protocolo de origen francés, enfocado en la transmisión de datos a una menor velocidad. La red VAN puede configurarse como maestro-esclavo, donde las unidades esclavas solo ejecutan órdenes recibidas de la unidad maestra. Una ventaja es que puede funcionar en modo degradado si uno de los dos cables falla. Se utiliza en sistemas de carrocería y confort.

Estados de la Señal VAN:

• Si $\text{DATA} - \text{DATA B} > 0\text{V} \rightarrow \text{Bit 1}$.
• Si $\text{DATA} - \text{DATA B} < 0\text{V} \rightarrow \text{Bit 0}$.

Sistemas de Diagnóstico Vehicular

Para el control de la contaminación, se implementó inicialmente en EE. UU. el sistema OBD (On Board Diagnosis). Posteriormente, evolucionó al OBD II a nivel internacional, y actualmente en Europa se utiliza el sistema EOBD (European On Board Diagnosis).

Funcionamiento del EOBD

Es un sistema de diagnóstico integrado en la gestión del motor, ABS, etc., del vehículo. Funciona como un programa instalado en las unidades de mando. Cuando se detecta un fallo, el OBD lo registra en la memoria de averías y notifica al usuario mediante un testigo luminoso en el cuadro de instrumentos, denominado MIL (Malfunction Indicator Light).

El Testigo MIL (Malfunction Indicator Light)

La luz MIL se activa si el sistema detecta una avería relacionada con las emisiones. Una vez solucionada la avería, esta luz puede desactivarse mediante un sistema de diagnóstico.

Modos de Funcionamiento del MIL:

• Apagado: No se están rebasando los límites de emisiones establecidos.
• Encendido: Se ha superado al menos uno de los límites de emisiones.
• Parpadeando: Indica una posible afectación o daño en el catalizador.