Tecnología CAN-Bus Automotriz: Interconexión de UCEs y Diagnóstico Electrónico

Para la conexión de componentes eléctricos se utilizan diversos métodos como la unión Faston, la unión con conectores múltiples, los terminales de batería y las regletas.

Comunicación entre Unidades de Control Electrónico (UCE)

El sistema utilizado es el CAN-bus, en el que las UCEs (Unidades de Control Electrónico) intercambian datos entre sí a través de dos únicos hilos conductores entrelazados. Cuando un sensor envía información a una UCE, esta la remite al resto de UCEs. No es necesario disponer de más de un sensor para detectar un mismo parámetro utilizado por varias UCEs.

Funcionamiento del CAN-Bus

Las UCEs están conectadas en paralelo, y el mensaje llega a todas al mismo tiempo. Por el bus circulan valores de tensión de 0V y 5V. Cualquier UCE puede actuar como emisor y receptor. Cuando una UCE envía un mensaje, el procedimiento es el siguiente:

1. Un controlador convierte el valor numérico de tensión en binario.
2. Un transceptor transforma el mensaje de código binario a valores de tensión (0=0V, 1=5V).

Los valores de tensión obtenidos se transportan del hilo conductor desde la UCE emisora a las receptoras, transformándose en ellas en código binario para luego traducirlos de nuevo a código decimal.

Principio de Prioridad de Mensajes CAN-Bus

Cuando varias UCEs están mandando mensajes al mismo tiempo, existe una prioridad. Hasta que el mensaje haya sido enviado por la UCE con prioridad, el resto se convierte en receptoras. El orden de prioridad es:

• CAN-bus de tracción
• CAN-bus de confort
• CAN-bus de infoentretenimiento

Componentes del CAN-Bus

El CAN-bus está compuesto por dos conductores entrelazados, denominados CAN-Low y CAN-High, que transmiten constantemente valores de tensión contrarios. Se utilizan dos conductores para que las interferencias afecten por igual a ambos y la diferencia de tensión entre uno y otro se mantenga constante. Sus extremos están unidos por una resistencia cuya misión es evitar el efecto retorno de la información. Los conductores suelen ser de 0.06 mm².

Resistencias de Terminación del CAN-Bus

Las resistencias de terminación se encuentran en los extremos del bus, alojadas en dos centralitas. Estas cierran el circuito y evitan perturbaciones en los datos. Su valor es diferente en cada coche, dependiendo del número de centralitas conectadas a la red CAN-bus y de la longitud de los cables. Suelen tener un valor de 120 Ω. Por tanto, su resistencia total será de 60 Ω (cuando hay dos resistencias de 120 Ω en paralelo). En algunos casos, hay una resistencia central de 66 Ω. El resto de componentes conectados al bus cuentan con una resistencia de 2.69 Ω. En las redes de baja velocidad, las resistencias se encuentran en las UCEs.

Gateway en Redes CAN

El Gateway permite intercambiar información entre diferentes redes de comunicación. Gracias a él, podemos unir redes a distintas velocidades, distintas tensiones o que utilizan diferente protocolo de datos.

Diagnóstico y Fallos en la Comunicación CAN-Bus

Red CAN de Baja Velocidad

Las redes CAN de baja velocidad disponen de una célula de diagnosis para detectar averías. En caso de que ambos cables del bus estén mal, se interrumpiría la transmisión. Las centralitas funcionarán en modo monoalámbrico.

Red CAN de Alta Velocidad

Las redes CAN de alta velocidad no funcionan en modo monoalámbrico, por lo que un cortocircuito entre CAN-High y CAN-Low, o con positivo o masa, implica interrupciones de la comunicación. Cuando la centralita detecta un fallo, envía al bus un mensaje de error para que sea reenviado. Poseen un contador de errores que, al alcanzar un número determinado de errores, considera que se trata de un fallo del sistema y se desconectan del bus de datos. La centralita, pasado un tiempo, intenta conectarse de nuevo. El fallo queda grabado en la memoria de la centralita.

Diagnóstico de Cableado CAN

Para diagnosticar un cable de una red CAN, utilizaremos los pines de la centralita. Con estos pines podremos comprobar la resistencia total del bus con un polímetro. Para diagnosticar una red CAN, existen unas líneas que se llaman CAN-K. Algunas de estas líneas han sido sustituidas por líneas CAN de diagnóstico. Ambas líneas permiten diagnosticar las averías. Además, supone un ahorro de tiempo en el diálogo de las centralitas y también permite que se carguen programas en la centralita.

Conexión de Osciloscopio para Diagnóstico CAN

Para la conexión de un osciloscopio, el negativo del osciloscopio se conecta al negativo de la centralita, y los positivos de cada canal se conectarán uno a la toma de CAN-High y el otro a CAN-Low.

Unidades de Control Electrónico (UCE) y su Interacción con el Bus

Las UCEs cuentan con un transceptor. Los sensores y captadores envían la información a su centralita. El microprocesador de la centralita trata esa información y la vuelca en el BUS (primero pasa por el controlador y el transceptor). El resto de centralitas reciben el mensaje, envían una confirmación de recepción y, si les afecta, lo procesan y mandan la señal a su actuador.