Bus de dados Can 2

Academia Volkswagen - Pós-Vendas Pós-Vendas

Apostila autodidática 269

Sistema de bus de dados CAN II CAN Tração / CAN Infotenimento

Apresentação

A aplicação de diversos sistemas de bus de dados CAN no veículo, e o uso compartilhado dos dados nas diferentes redes de interligação estabelece novos requisitos ao diagnóstico e à localização de avarias. Enquanto na apostila autodidática 238 foram apresentados os fundamentos do bus de dados CAN, nesta apostila autodidática 269 é apresentada a característica técnica de ambos os tipos de barramentos. Serão explicadas as bases necessárias para o diagnóstico de avarias, e a forma de proceder para uma localização sistemática das avarias de acordo com um esquema de operações. Também serão apresentados tipos de avarias na forma como elas ocorrem na prática sendo tratadas de forma individual. Será descrito o modo de proceder para o diagnóstico da avaria, bem como a determinação da sua causa e a sua eliminação. 



Apostila autodidática 238 aborda as funções fundamentais do sistema de bus de dadoss CAN. dado CAN . Apostila autodidática 269 trata as versões dos sistemas de bus de dados CAN implantados na VOLKSWAGEN e Audi, denominados CAN Tração e CAN Conforto/Infotenimento. Aborda principalmente o tema da localização de avarias com o sistema de diagnós tico, medição e informação para veículos VAS 5051. Aborda também a apresentação e o diagnóstico de status de avaria da forma como elas ocorrem na prática.

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A apostila autodidática apresenta o design e funcionamento de novos novos desenvolvimentos. Os conteúdos não serão atualizados e algumas das tecnologias t ecnologias apresentadas nessa apostila são implementadas de acordo com mercados específicos. Para as instruções de verificação, ajuste e reparação, por favor, consulte a Literatura Lit eratura Técnica de Serviço Pós-Vendas prevista para estes efeitos.

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Índice

Introdução ........................................................................................................... 5

Sistema geral .................................................................................................. 5

Resumo .............................................................................................................. 7

Propriedades dos cabos do bus de dados CAN .................................................... 7 Esquema de cabeamento do bus de dados CAN .................................................. 8 Transmissão diferencial de dados tomando como exemplo o CAN Tração ................9 Transceptor CAN .......................................................................................... 10 Filtragem de interferências no amplificador diferencial do CAN Tração....................12 Nível dos sinais ...............................................................................................13

Estrutura do sistema ........................................................................................... 15

Propriedade e particularidade do CAN Tração .................................................... 15 Propriedade e particularidade do CAN Conforto/Infotenimento ............................. 17 Transmissão diferencial de dados no CAN Conforto/Infotenimento ........................ 17 Transceptores CAN e o CAN Conforto/Infotenimento ........................................... 19 CAN Conforto/Infotenimento no modo monocabo ................................................20

Sistema geral ..................................................................................................... 21

Interligação em rede de três sistemas através do gateway ...................................21

CAN Diagnóstico ................................................................................................ 23

Acesso ao bus de dados CAN ...........................................................................23 Indicações para o diagnóstico ...........................................................................24


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Representação dos sinais do bus de dados CAN no osciloscópio digital DSO ...........25 Avarias segundo ISO ....................................................................................... 27 Localização sistemática de avarias com o VAS 5051 no CAN Tração .....................31 CAN Tração; avaria 1 e 2 segundo a ISO: interrupção de um cabo do bus de dados CAN tomando como exemplo a linha CAN-Low ..............33 CAN Tração; avarias 3–8 segundo ISO: avaria de curto-circuito contra tensão de bateria (borne 30, 12 V) tomando como exemplo a linha CAN-Low. ........36 CAN Tração; avaria 9: conexões invertidas das linhas CAN-High e CAN-Low em uma ou várias unidades de controle .....................38 Localização sistemática de avarias com o VAS 5051 no CAN Conforto/ Infotenimento ...................................................40 CAN Conforto/Infotenimento; avarias 1 e 2 segundo ISO: Interrupção de cabo nas linhas CAN-Low ou CAN-High ........................................42 Fluxograma para eliminar avarias do tipo 1 e 2 segundo ISO (modo monocabo) .......45 CAN Conforto/Infotenimento; avarias 3 e 6 segundo ISO: Curto-circuito de uma linha CAN com a bateria (borne 30, 12 V), tomando como exemplo a linha CAN-Low ........................................................................46 CAN Conforto/Infotenimento; avarias 4 e 5 segundo ISO: Curto com massa (0V) de uma linha CAN, tomando como exemplo a linha CAN-High ..............48 CAN Conforto/Infotenimento; avaria 7 segundo ISO: Curto-circuito de CAN-High com CAN-Low .........................................................50 CAN Conforto/Infotenimento; avaria 9: linhas CAN-High e CAN-Low invertidas em uma ou várias unidades de controle.......52

Glossário ........................................................................................................... 54

Teste seus conhecimentos .................................................................................. 56

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Introdução Sistema geral O bus de dados CAN trabalha de uma forma muito confiável. Por isso, raramente ocorrem falhas no bus de dados CAN. A informação detalhada a seguir tem como objetivo contribuir para a localização de avarias e explicar certas falhas padrão. O objetivo é explicar os fundamentos do bus de dados CAN, sendo assim possível avaliar os resultados das medições na localização de avarias de acordo com o procedimento adotado. O sistema de diagnóstico, medição e informação para veículos VAS 5051 avisa a necessidade de examinar de forma mais detalhada o bus de dados CAN, fornecendo avisos tais como Unidade de controle do motor sem sinal / comunicação (esporádico) ou CAN Tração avariado. Outra fonte de informação importante sobre as falhas é obtida nos blocos de valores de medição para gateways (a partir da página 21), nos quais é registrado o status da comunicação de todas as unidades de controle ligadas ao bus de dados CAN. Interligações em rede bus de dados CAN no Consórcio VW

No Consórcio VW são implantadas diferentes versões do bus de dados CAN. A primeira versão era o CAN Conforto com velocidade de transferência de dados de 62,5 kBit/s. Em seguida veio o CAN Tração com 500 kBit/s. O CAN Tração é implantado atualmente em todos os modelos de veículos. Desde os modelos 2000 se implanta também o CAN Conforto e o CAN Infotenimento, com 100 kBit/s cada um. O CAN Conforto/Infotenimento está apto a trocar dados com o CAN Tração através da interface de diagnóstico para o Bus de dados J533, também conhecida apenas com o nome de gateway (página 21).

Implementação prática

Devido às diferentes exigências impostas com relação a frequência de repetição dos sinais, ao volume de dados que isso representa e à sua disponibilidade, os sistemas de bus de dados CAN são divididos em três tipos:

(high speed) com 500 kBit/s Serve para interligação em rede das unidades de controle pertencentes ao grupo motopropulsor.

CAN Tração

(low speed) com 100 kBit/s Serve para interligação em rede das unidades de controle pertencentes à área do sistema de conforto. CAN Conforto

(low speed) com 100 kBit/s Serve para interligação em rede de sistemas como rádio, telefone e navegação.

CAN Infotenimento


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Todos os sistemas apresentam os seguintes pontos em comum: 









Os sistemas estão sujeitos às mesmas especificações com respeito a transmissão de dados, ou seja, um protocolo de transmissão. Para estabelecer altos níveis de confiabilidade contra ruídos (por exemplo, resultantes do vão do motor), todos os sistemas de bus de dados CAN apresentam cabos trançados ( twisted pair , página 7). Um sinal a transmitir é dotado de diferentes níveis de tensão no transceptor da unidade de controle transmissora e é fornecido por ambos os cabos do bus de dados CAN. Apenas no amplificador diferencial da unidade de controle receptora é realizada a recepção de ambos os níveis de tensão e são retransmitidos na forma de um sinal depurado para a área de recepção CAN da unidade de controle (capítulo “Transmissão diferencial de dados” a partir da página 9). O CAN Infotenimento é idêntico ao CAN Conforto com relação às suas propriedades. No Polo (desde o modelo 2002) e no Golf IV, o CAN Infotenimento e o CAN Conforto operam com cabos compartilhados.

As principais diferenças dos sistemas são: 







O CAN Tração é desativado pelo borne 15 ou após um breve período do desligamento. O CAN Conforto recebe alimentação do borne 30 e deve ser mantido à disposição. Para que isto represente as menores cargas possíveis para a rede de bordo, após a desativação do borne 15 o sistema passa ao “modo desexcitado” se não for necessário para o sistema geral. O CAN Conforto/Infotenimento pode continuar funcionando com o cabo restante se surgir um curto-circuito ou uma interrupção em um dos seus cabos. Nesse caso ocorre uma comutação automática ao “modo monocabo” (página 20). Os sinais elétricos do CAN Tração e do CAN Conforto/Infotenimento são diferentes.

Diferente do CAN Conforto e do CAN Infotenimento, o CAN Tração não deve ser conectado eletricamente com o CAN Conforto/Infotenimento. Atenção tenção Nota Os diferentes sistemas de barramentos de dados CAN Tração e CAN Conforto/Infotenimento se comunicam no veículo através do gateway (página 21). O gateway pode estar integrado

em uma unidade de controle, por exemplo no Instrumento combinado ou na unidade de controle para a rede de bordo. No veículo específico o gateway pode ser apresentado também na forma de uma unidade de controle independente.

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Resumo Propriedades dos cabos do bus de dados CAN O bus de dados CAN é um barramento com dois cabos, com uma velocidade de operação de 100 kBit/s (Conforto/Infotenimento) ou 500 kBit/s (Tração). O CAN Conforto/Infotenimento também recebe o nome de low-speed CAN e o CAN Tração é denominado também de high-speed CAN. O bus de dados CAN é usado em paralelo a todas as unidades de controle do sistema CAN correspondente. Os cabos do bus de dados CAN são denominados CAN-High e CAN-Low, sendo dois condutores trançados entre si que recebem o nome, em inglês, de twisted pair .

Par de cabos trançado, linhas CAN-High e CAN-Low (CAN Tração)

Através destes dois cabos é realizada a troca de dados entre as unidades de controle, por exemplo, a rotação do motor, nível de combustível no reservatório e velocidade de marcha. Os cabos do bus de dados CAN apresentam a cor principal laranja. A linha CAN-High do CAN Tração apresenta adicionalmente uma listra na cor preta. O CAN Conforto apresenta a linha CAN-High com listra na cor verde e a cor da listra do CAN Infotenimento é violeta. A linha CAN-Low apresenta sempre a listra na cor marrom. Na apostila os cabos do bus de dados CAN são representados respectivamente em verde e amarelo, para dar um maior destaque nas ilustrações e para proceder de acordo com a forma de representação no DSO doVAS 5051. A linha CAN-High é apresentada sempre em amarelo; a linha CAN-Low sempre em verde.

Par de cabos trançado, linhas CAN-High e CAN-Low na representação gráfica Linha CAN-High

Linha CAN-Low


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Esquema de cabeamento do bus de dados CAN Uma particularidade que caracteriza o bus de dados CAN da VW é a conexão ramificada dentro das unidades de controle de forma não prevista na norma sobre bus de dados CAN. Isto permite estabelecer um cabeamento ideal das unidades de controle. O esquema propriamente dito dos cabos CAN no veículo recebe o nome de esquema topológico CAN e é específico de cada veículo. Nosso exemplo mostra o esquema topológico CAN para o grupo motopropulsor do Phaeton. Aqui pode ser vista claramente a estrutura ramificada.

Esquema topológico CAN para CAN Tração do Phaeton Unidade de controle do motor 1

Unidade de controle do motor 2

Unidade de controle da transmissão automática

Sensor de distância

Unidade de controle para servofreio

Unidade de controle para airbag

Instrumento combinado Gateway

Unidade de controle para autorização de acesso e partida

Unidade de controle para vigilância da bateria

Unidade de controle para ABS com ESP

Unidade de controle para eletrônica da coluna de direção

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Unidade de controle para regulação de nível

Transmissão diferencial de dados tomando como exemplo o CAN Tração Aumento da segurança de transmissão

Para conseguir um alto nível de segurança da transmissão se implanta nos sistemas de bus de dados CAN o par de cabos trançado mencionado anteriormente com uma transmissão diferencial dos dados. Um cabo recebe o nome de CAN-High e o outro CAN-Low. Variações de tensão nos cabos CAN ao mudar entre o estado dominante e o recessivo, tomando como exemplo o CAN Tração: 







No estado de repouso, os sinais em ambos os cabos estão no mesmo nível pré-ajustado, denominado nível em repouso ou recessivo. No caso do CAN Tração este nível é de aproximadamente 2,5V. O nível de repouso recebe também o nome de estado recessivo, pois ele pode ser modificado por qualquer uma das unidades de controle vinculadas (ver também Apostila Autodidática 238).

No estado dominante, a tensão na linha CAN-High aumenta a um valor pré-ajustado (no CAN Tração aumenta no mínimo 1V). A tensão na linha CAN-Low diminui nessa mesma proporção (no CAN Tração diminui no mínimo 1V). O resultado disso é que a tensão na linha CAN-High do CAN Tração aumenta no estado ativo, no mínimo a 3,5V (2,5V + 1V = 3,5V). A tensão na linha CAN-Low cai, no máximo, 1,5V (2,5V – 1V = 1,5 V).

De acordo com isso, a diferença de tensões entre CAN-High e CAN-Low no estado recessivo é de 0V, enquanto no estado dominante é de, no mínimo, 2V.

Propagação do sinal no bus de dados CAN tomando como exemplo o CAN Tração 3,5V 2,5V

No estado dominante a linha CAN-High passa a aproximadamente 3,5 V

No estado recessivo ambas as linhas apresentam aproximadamente 2,5 V (nível de repouso)

1,5V

0V


No estado dominante o sinal na linha CAN-Low cai para aproximadamente 1,5 V

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Transceptor CAN A seguir é explicado o modo de funcionamento do transceptor, tomando como exemplo o CAN Tração. A diferença de funcionamento no caso do CAN Conforto/ Infotenimento é explicada de uma forma mais detalhada no capítulo “Estrutura do sistema / CAN Conforto/ Infotenimento” (página 17).

Transformação dos sinais de CAN-High e CAN-Low no transceptor

As unidades de controle estão ligadas ao CAN Tração através do transceptor. Neste transceptor existe um receptor, que trabalha como amplificador diferencial integrado. O amplificador diferencial assume a função de analisar os sinais que chegam das linhas CAN-High e CAN-Low. Além disso, é responsável também por retransmitir estes sinais transformados para a área de recepção da unidade de controle. Estes sinais transformados são a tensão de saída do amplificador diferencial. O amplificador diferencial determina esta tensão de saída subtraindo a tensão da linha CAN-Low (UCAN-Low) da tensão da linha CAN-High (U CAN-High). Desta forma, elimina-se o nível de repouso (no CAN Tração 2,5 V) ou qualquer outra tensão parasita (por exemplo interferências, página 12).

Amplificador diferencial do CAN Tração

Possível nível de sinal na saída do amplificador diferencial Cabo RX (cabo de recepção da unidade de controle)

Amplificador diferencial

Par de cabos trançados

Transceptor

Linha CAN-High

Linha CAN-Low

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Transformação de sinais no amplificador diferencial do CAN Tração

Ao realizar a avaliação no amplificador diferencial do transceptor é subtraída a tensão da linha CAN-Low da tensão aplicada ao mesmo tempo na linha CAN-High.

Avaliação no amplificador diferencial, tomando como exemplo o CAN Tração Sinal antes do amplificador diferencial

O mesmo sinal na saída do amplificador diferencial

Sinal CAN-High

Sinal CAN-Low

Sinal de saída

Diferente do CAN Tração, no caso do CAN Conforto/Infotenimento se instala um amplificador diferencial inteligente. Para possibilitar o “modo monocabo” analisa adicionalmente, de forma individual, os sinais das linhas CAN-High e CAN-Low. Os detalhes sobre o modo monocabo e o funcionamento do amplificador diferencial para o CAN Conforto/Infotenimento são explicados no capítulo “Estrutura do sistema / CAN Conforto/ Infotenimento” (a partir da página 17).


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Filtragem de interferências no amplificador diferencial do CAN Tração Devido aos cabos do barramento de dados passarem também pelo vão do motor, eles estão expostos a diferentes interferências. São possíveis, por exemplo, curto-circuitos com massa e tensão de bateria, perturbações do sistema de ignição e descargas estáticas durante os serviços de manutenção.

Filtragem de interferências no amplificador diferencial, tomando como exemplo o CAN Tração Sinal com interferência na entrada do amplificador

Interferência = X

O mesmo sinal, depurado, na saída do amplificador diferencial

Sinal CAN-High

Sinal CAN-Low

Sinal diferencial

Com a análise dos sinais CAN-High e CAN-Low no amplificador diferencial, através da chamada técnica de transmissão diferencial, são eliminadas, ao máximo as possíveis interferências. Outra vantagem da técnica de transmissão diferencial é que as oscilações que ocorrem na rede de bordo (por exemplo, na partida do motor) não influem na transmissão de dados para as diferentes unidades de controle (segurança de transmissão). Na figura acima é apresentado o efeito que caracteriza este tipo de transmissão. Devido aos cabos estarem trançados entre si, (CAN-High e CAN-Low = twisted pair ), uma interferência X atua sempre de um modo uniforme em ambas as linhas. Devido a que no amplificador diferencial ocorre a subtração da tensão da linha CAN-Low (1,5 V – X) da tensão da linha CAN-High (3,5 V – X), a interferência é eliminada ao realizar a análise e deixa de intervir no sinal diferencial. (3,5 V – X) – (1,5 V – X) = 2 V

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Nível dos sinais Amplificação dos sinais da unidade de controle no transceptor

Com respeito à transmissão, o transceptor assume a função de amplificar os sinais relativamente fracos do controlador CAN nas unidades de controle, para que nas linhas do bus de dados CAN e nas entradas das unidades de controle sejam alcançados os níveis previstos de sinalização. As unidades de controle ligadas no bus de dados CAN atuam como uma resistência de carga sobre as linhas do bus de dados CAN devido aos componentes elétricos instalados. A resistência de carga depende da quantidade de unidades de controle conectadas e das suas rerspectivas resistências elétricas. Por exemplo, a Unidade de controle do motor representa uma carga de 66 ohms para o CAN Tração entre as linhas CAN-High e CAN-Low. Outras unidades de controle atuam no barramento de dados com uma resistência de 2,6 kohms cada uma. No total, o resultado é uma carga de 53–66 ohms, segundo a quantidade de unidades de controle conectadas. Estando desligado o borne 15 (ignição), esta resistência entre CAN-High e CAN-Low pode ser medida com um ohmímetro. O transceptor alimenta os sinais de ambas as linhas do bus de dados CAN. Uma variação positiva da tensão na linha CAN-High apresenta simultaneamente uma variação negativa da tensão, do mesmo valor, na linha CAN-Low. A variação da tensão no cabo do bus de dados CAN Tração é de, no mínimo, 1V e no CAN Conforto/Infotenimento, no mínimo, de 3,6V.


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Resistências de carga nas linhas CAN-High e CAN-Low do barramento de dados

Unidade de Controle do motor 66 ohms Instrumento combinado 2,6 kohm

Unidade de Controle do ABS 2,6 kohms

Transceptor

CAN-Low CAN-High para o VAS 5051

Particularidades do bus de dados CAN do Consórcio VW

Diferente do barramento de dados na sua forma padrão com duas resistências terminais em ambas as extremidades, a VW utiliza resistências de carga separadas, com uma “resistência terminal central” na Unidade de controle do motor e resistências de alto valor em ohm nas demais unidades de controle. O resultado disso são reflexões mais intensas, que não apresentam efeitos negativos devido aos comprimentos reduzidos dos barramentos de dados no automóvel. As especificações dos comprimentos possíveis dos barramentos de dados fornecidas pela norma CAN, entretanto, não se aplicam ao CAN Tração da VW, devido às reflexões. Uma particularidade do CAN Conforto/Infotenimento é que as resistências de carga nas unidades de controle não estão mais situadas entre as linhas CAN-High e CAN-Low, e sim entre a linha em questão e a massa ou 5 V. Ao desconectar a tensão da bateria são desativadas também as resistências, não sendo possível realizar a medição com o ohmímetro.

Inclusive para efeitos de medição, o CAN Tração não deve ser prolongado a mais de 5 m.

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Estrutura do sistema Propriedades e particularidades do CAN Tração O CAN Tração é utilizado, por exemplo, para a interligação em rede das seguintes unidades de controle: Unidade de controle do motor  Unidade de controle ABS/EPS  Unidade de controle da direção eletrônica  Unidade de controle da transmissão automática  Unidade de controle do instrumento combinado 

O CAN Tração é um barramento de dados duplo com uma velocidade de trabalho de 500 kBit/s. Por isso, recebe também o nome de high-speed CAN (bus de dados CAN de alta velocidade). Através das linhas CAN-High e CAN-Low do CAN Tração é realizada a troca de dados entre as unidades de controle conectadas. Os datagramas são transmitidos de forma cíclica pelas unidades de controle. Isto significa que a frequência de repetição dos datagramas é, geralmente, da ordem de 10–25 ms. O CAN Tração é ativado pelo borne 15 (ignição) e é desativado completamente após um breve período de desligamento da ignição.

Propagação do sinal no CAN Tração No estado dominante a linha CAN-High passa a aproximadamente 3,5 V

No estado recessivo ambas as linhas apresentam aproximadamente 2,5 V (nível de repouso)

No estado dominante o sinal na linha CAN-Low cai para aproximadamente 1,5 V


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Propagação do sinal no CAN Tração

A figura a seguir apresenta a propagação de um datagrama real do bus de dados CAN, gerado por um transceptor e captado com um osciloscópio com memória digital (DSO) do VAS 5051. A propagação sobreposta dos sinais entre ambos os níveis caracteriza o nível recessivo de 2,5 V. A tensão dominante na linha CAN-High é de aproximadamente 3,5 V. A linha CAN-Low apresenta aproximadamente 1,5 V.

Propagação do sinal no CAN Tração representada com o DSO do VAS 5051 Técnica de medição DSO

Modo Auto Cursor de medição canal A Imagem congelada Amplitude canal A Amplitude canal B Valor de tempo

Cursor 1 Ponto de disparo iniciador Cursor de medição canal B

Os níveis dominante e recessivo se alternam. UCAN-High apresenta aproximadamente 3,48 V; UCAN-Low apresenta aproximadamente 1,5 V. Ajuste: 0,5 V/Div, 0,02 ms/Div

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Propriedades e particularidades do CAN Conforto/Infotenimento O CAN Conforto/Infotenimento com 100 kBit/s é utilizado, por exemplo, para interligar as seguintes unidades de controle: 

Unidades de controle para Climatronic / ar condicionado



Unidade de controle de porta



Unidade de controle central de conforto



Unidade de controle com unidade indicadora para rádio e navegação

O CAN Conforto/ Infotenimento é um barramento de dados de dois cabos. A frequência de trabalho sobre o barramento é de apenas 100 kBit/s, recebendo também o nome de low-speed CAN (bus de dados CAN de baixa velocidade). Através das linhas CAN-High e CAN-Low é realizada a troca de dados entre as unidades de controle, por exemplo, indicando portas abertas/fechadas, Unidades de iluminação interna acesas/ apagadas, posição do veículo (GPS) e outros. O CAN Conforto e o CAN Infotenimento podem trabalhar com um par de condutores compartilhados entre eles, pois funcionam com a mesma velocidade de trabalho, e foi previsto dessa forma para os modelos correspondentes (por exemplo Golf IV e Polo modelo 2002). Propagação do sinal do CAN Conforto/Infotenimento 5V

No estado dominante a linha CAN-Low cai para aproximadamente 1,4 V. No estado recessivo a linha CAN-High apresenta aproximadamente 0 V e a linha CAN-Low 5 V. No estado dominante a linha CAN-High passa a aproximadamente 3,6 V.


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Transmissão diferencial de dados no CAN Conforto/Infotenimento Para que o low-speed CAN pudesse ter uma maior segurança contra avarias em combinação com um baixo consumo de corrente, foi necessário introduzir certas modificações em comparação com o CAN Tração. Primeiro foi anulada a relação de dependência mútua entre ambos os sinais do bus de dados CAN, através de excitadores independentes (amplificadores de potência). Diferente do CAN Tração, as linhas CAN-High e CAN-Low do CAN Conforto/Infotenimento não estão ligadas entre si através de resistências. Isto significa que CAN-High e CAN-Low deixam de exercer influência mútua e trabalham como fontes de tensão independentes. Dessa forma, não há mais uma tensão média comum. O sinal CAN-High no estado recessivo (nível de repouso) é de 0V, enquanto estado dominante atinge uma tensão de ≥ 3,6V. No caso do sinal CAN-Low o nível recessivo está em 5V e o dominante em ≤ 1,4V. Desta forma, o nível recessivo após a diferenciação no amplificador diferencial é de –5V e o nível dominante 2,2V. A variação de tensão entre os níveis recessivo e dominante (aumento de tensão) aumenta para ≥ 7,2V.

Propagação do sinal representada no DSO do VAS 5051 (imagem congelada)

Os níveis dominante e recessivo se alternam. UCAN-High no estado dominante apresenta aproximadamente 3,6V; UCAN-Low apresenta 1,4V. Ajuste: 2V/Div, 0,1 ms/Div

Para melhor detalhamento da representação visual os sinais CAN-High e CAN-Low estão separados. Isto é evidente pelos diferentes pontos zero na representação do DSO. Manifestam-se os diferentes níveis de repouso para CAN-High e CAN-Low, asim como o maior impulso da tensão (7,2V) em comparação com o CAN Tração.

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Transceptores CAN e o CAN Conforto/Infotenimento O modo de funcionamento dos transceptores no CAN Conforto/Infotenimento equivale ao do transceptor montado no CAN Tração. A diferença é que são emitidos níveis de tensão diferentes e que foram implantadas medidas para comutar, em caso de avaria, ao CAN-High ou ao CAN-Low, conforme necessário (modo monocabo). Ao detectar curto-circuito entre as linhas CAN-High e CAN-Low, em caso de avaria, é possível desativar o excitador CAN-Low. Nesse caso CAN-High e CAN-Low apresentam o mesmo sinal. A transmissão de dados através das linhas CAN-High e CAN-Low é monitorada pelo controle lógico de erros presente no transceptor. O controle lógico de erros analisa os sinais oriundos de ambas as linhas do bus de dados CAN. Caso ocorrer uma falha (por exemplo uma interrupção em uma linha do bus de dados CAN) esta falha é detectada pelo controle lógico de erros. Para a avaliação é utilizada exclusivamente a linha que estiver intacta (modo monocabo). Durante o funcionamento normal é analisado o sinal CAN-High “menos” CAN-Low (transmissão diferencial de dados, página 8). Dessa forma é possível minimizar as falhas e as interferências que atuam ao mesmo tempo em ambas as linhas do CAN Conforto/Infotenimento, obtendo o mesmo nível de confiabilidade obtido no CAN Tração (página 9).

Estrutura do transceptor no CAN Conforto/Infotenimento

Possível nível de sinal na saída do amplificador diferencial Cabo RX (cabo da unidade de controle)

Controle lógico de erros

Amplificador CAN-High

Transceptor

Amplificador CAN-Low Linha CAN-High Par de cabos trançados Amplificador diferencial


Linha CAN-Low

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CAN Conforto/Infotenimento no modo monocabo Caso seja avariada uma das linhas do bus de dados CAN, devido a uma interrupção, curto-circuito ou contato com tensão da bateria (avarias 1–7 de acordo com ISO, a partir da página 42), é realizada a comutação ao modo monocabo. Durante o funcionamento no modo monocabo são avaliados apenas os sinais da linha CAN que está intacta. Desta forma é mantida a capacidade funcional do CAN Conforto/Infotenimento. A avaliação propriamente dita do bus de dados CAN na unidade de controle não é afetada pelo funcionamento no modo monocabo. Através de uma saída especial para erros é informado à unidade de controle se o transceptor está em modo normal ou monocabo.

Propagação do sinal no modo monocabo representada no DSO (imagem congelada)

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Sistema geral Interligação em rede de três sistemas através do gateway Não é possível acoplar de forma direta o CAN Tração com o CAN Conforto/Infotenimento, devido às suas diferenças com relação aos níveis de tensão e à configuração das suas resistências. Além disso, existe a diferente velocidade de transmissão que caracteriza ambos os sistemas de barramentos de dados, que impossibilita a avaliação dos diferentes sinais. Por isso é necessário realizar uma conversão entre ambos os sistemas de barramento, a qual é executada no conversor denominado gateway. De acordo com o veículo, o gateway pode estar integrado no instrumento combinado, na Unidade de controle da rede de bordo ou em uma unidade de controle própria. Devido ao gateway ter à sua disposição toda a informação sobre o bus de dados CAN, ele também é utilizado como interface para diagnósticos. A consulta da informação de diagnóstico é realizada atualmente através do cabo K do gateway; a partir do modelo Touran é realizada através de um cabo de diagnóstico para o bus de dados CAN.


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O princípio de funcionamento do gateway pode ser explicado tomando como exemplo uma estação de trem.

Trem Normal (CAN Conforto/Infotenimento)

Passageiros em baldeação

Plataforma B

Passageiros em baldeação

Plataforma A

Trem bala (CAN Tração)

Na plataforma A de uma estação ferroviária ferr oviária entra um trem bala (CAN Tração, 500 kBit/s) com várias centenas de passageiros a bordo. A plataforma B está esperando o trem Normal (CAN Conforto/Infotenimento, 100 kBit/s). Alguns passageiros fazem a baldeação do trem bala ao trem normal e outros chegaram com o trem normal e desejam seguir viagem com o trem bala. Esta função de estação ferroviária / plataforma, que consiste em possibilitar a baldeação dos passageiros, para transportá-los ao seu lugar de destino a bordo de meios de transporte com diferentes velocidades, representa a missão assumida pelo gateway na interligação em rede de ambos os sistemas do CAN Tração e o CAN Conforto/Infotenimento. A missão principal do gateway é trocar informação entre os dois sistemas caracterizados pelas suas diferentes velocidades.

Atenção tenção Nota Diferente do que ocorre entre o CAN Conforto e o CAN Infotenimento, no caso do CAN Tração ele nunca deve ter ligação elétrica com o CAN Conforto ou com o CAN Infotenimento. Os diferentes sistemas de barramento de dados CAN C AN Tração e CAN Conforto/Infotenimento devem interligar-se no veículo apenas através do gateway

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CAN Diagnóstico Acesso ao bus de dados CAN O CAN Tração pode ser encontrado como um “bus de dados comutável” no terminal de diagnóstico OBD. Entretanto, o procedimento de comutação ainda não é suportado pelo VAS 5051, por isso, não é possível realizar as medições através do terminal de diagnóstico OBD. A alternativa é o acesso pelo instrumento combinado. No Polo (modelo 2002) o gateway está na Unidade de controle de rede de bordo, enquanto no Golf IV está no instrumento combinado. Em ambas as versões é possível acessar o CAN Tração e o CAN Conforto/Infotenimento através do conector direito (verde) do instrumento combinado. Ocupação dos contatos no conector direito, verde, do instrumento combinado do Polo (modelo 2002)

CAN Conforto/Infotenimento

CAN Tração

Legenda:

Unidade de controle do instrumento combinado J519: Unidade de controle para rede de bordo J533: Interface de diagnóstico para Bus de dados J285:

O Polo (modelo 2002) e o Golf IV utilizam um CAN Conforto/Infotenimento combinado. No Phaeton e no Jetta, por exemplo, é utilizado o CAN Conforto separado do CAN Infotenimento.


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Indicações para o diagnóstico O ponto de partida para a análise de falhas é sempre pelo diagnóstico através do VAS 5051. Não existem mensagens de avaria que possam ser atribuídos imediatamente a um defeito específico de um barramento de dados. As unidades de controle avariadas podem gerar efeitos parecidos às falhas do barramento de dados. Nestes casos, apenas a consulta das mensagens de avaria memorizadas no gateway (página 20) pode proporcionar um ponto de referência para a localização da avaria. Com o ohmímetro é possível realizar uma primeira verificação do CAN Tração. Para o CAN Conforto/Infotenimento é necessário o osciloscópio digital DSO do VAS 5051. Estão disponíveis os seguintes blocos de valores de medição (tomando como exemplo o Phaeton) 1

2

3

4

CAN Tração 125 126

Unidade de controle do motor Sensor de ângulo de direção

127

Central elétrica *)

128

Gestão da bateria

Unidade de controle da transmissão Unidade de controle do airbag Eletrônica de tração integral *) Fechadura de contato eletrônica

Unidade de controle do ABS Direção assistida elétrica *) Sensor de distância eletrônico

Unidade de controle bomba diesel *)

Ajuste de nível

Ajuste de amortecedores

CAN Conforto 130 131 132 133 134 135

Monocabo / cabo duplo Eletrônica porta traseira esquerda Painel de instrumentos *) Eletrônica do teto Aquecimento independente *) Unidade de controle do reboque *)

Eletrônica central área de conforto Eletrônica porta traseira direita

Unidade de controle porta condutor Eletrônica banco com mem. pos. pass.

Volante multifunção

Climatronic

Eletr. banco com mem. pos., acomp. Fechadura de contato eletrônica Painel comandos e indic. central diant.

Eletr. banco com mem. pos., tras. Eletrônica limpador de pára-brisas Painel comandos e indic. central tras.

Unidade controle porta passageiro Central eletrônica Monitoramento pressão dos pneus Ajuste sensor de estacionamento

CAN Infotenimento 140 141 142 143

Monocabo / cabo duplo Comando de voz *) Painel comandos e indicação frente Sistema digital de som

Rádio

Navegação

Telefone

Trocador CD *) Painel comandos e indicação traseiro

Gateway *)

Telemática *)

Volante multifunção *)

Painel de instrumentos *) Aquecimento independente

*) Equipamento opcional / depende da versão do veículo

A ocupação pode ser diferente dos exemplos anteriores. Considere o texto legível nos grupos de valores e selecione, se for necessário, um grupo de valores diferente.

24

Representação dos sinais do bus de dados CAN no osciloscópio digital DSO Troca de dados sem interferências no CAN Tração

No VAS 5051 se visualiza o CAN Tração com uma resolução máxima de 0,02 ms/Div e 0,5V/Div e em seguida se memoriza a imagem (imagem congelada). Devido aos problemas de resolução, a medição não deve ser realizada em áreas confluentes (por exemplo, nas bordas esquerda e direita da representação visual). Representação visual do CAN Tração no osciloscópio digital DSO do VAS 5051 Técnica de medição DSO

Modo Auto Cursor de medição canal A Imagem congelada Amplitude canal A Amplitude canal B Valor de tempo

Cursor 1 Ponto de disparo iniciador Cursor de medição canal B

O cursor de medição deve ser posicionado no centro de um dos impulsos planos, para obter valores de medição confiáveis. A medição na figura mostra um CAN Tração que atinge os valores teóricos. Deve ser considerado que os valores de medição dos níveis de tensão são determinados pelas diferentes unidades de controle, sendo possível obter voltagens bem diferentes ao realizar medições consecutivas. Se forem visualizados os sinais de uma unidade de controle diferente, não é raro que surjam diferenças de 0,5 V.


25

Troca de dados sem interferências no CAN Conforto/Infotenimento

Para ficar mais clara a visualização, foram selecionados pontos 0 separados para a representação do bus de dados CAN. A linha CAN-High continua representada em amarelo e a CAN-Low em verde. O trigger (ponto de disparo) é realizado no nível CAN-High de aproximadamente 2 V.

Representação do CAN Conforto/Infotenimento no osciloscópio digital DSO do VAS 5051

Ponto de disparo inicial

Deve ser considerado que os valores de medição dos níveis de tensão também são determinados no CAN Conforto/Infotenimento pelas diferentes unidades de controle. Por isso, pode ser que em medições consecutivas sejam obtidas tensões bastante diferentes.

Diferente de como ocorre com o CAN Tração, o CAN Conforto/Infotenimento sempre Atenção tenção Nota apresenta tensão quando a bateria do veículo está conectada. As verificações em busca de interrupções ou curto-circuitos podem ser realizadas com o ohmímetro se a bateria do veículo estiver desconectada.

26

Avarias segundo ISO Devido às vibrações mecânicas as quais está sujeito o veículo, devemos considerar a possibilidade de avarias nos isolamentos, quebra dos cabos ou mau-contato nos conectores. De acordo com isso, existe uma tabela de avarias segundo ISO. ISO é o organismo internacional de padronização “International Organization for Standardization”. Nesta tabela de avarias segundo ISO foram resumidos os possíveis defeitos que o bus de dados CAN pode apresentar. Nesta apostila autodidática são abordadas também as possíveis ligações invertidas (avaria 9, página 38). Este tipo de avaria ocorre também na prática, apesar de que não deveriam acontecer.

Tabela de avarias segundo ISO

Interrupção Interrupção Curto com Vbat. Curto com massa Curto com massa Curto com Vbat. Curto com CAN-Low

Curto com CAN-High

Falta Rterm

Falta Rterm

A avaria 8 segundo ISO só pode ocorrer no CAN Tração.


27

As avarias 3 a 8 podem ser comprovadas com precisão no CAN Tração utilizando um multímetro/ ohminímetro. Para comprovar as avarias 1,2 e 8 deve-se utilizar o DSO. No CAN Conforto/Infotenimento a comprovação de avarias somente é possível utilizando o DSO. A avaria 8 segundo ISO não ocorre no CAN Conforto/Infotenimento.

No caso das descrições de avarias (a partir da página 33) onde é conveniente analisar Atenção tenção Nota as causas com ajuda do osciloscópio digital DSO, adicionalmente à imagem do DSO são indicados os valores e os ajustes do disparo inicial a ser ajustado no VAS 5051. É imprescindível realizar esses ajustes. Apenas assim é possível realizar o diagnóstico de acordo com o descrito no exemplo correspondente conduzindo ao resultado correto.

28

Localização sistemática de avarias com o VAS 5051 e o ohmímetro no CAN Tração

As avarias mais frequentes no CAN Tração podem ser determinadas com o multímetro/ohmímetro incorporado no VAS 5051. Entretanto, para certas avarias é necessário o osciloscópio digital DSO do VAS 5051. O fluxograma de localização de avarias a seguir apresenta a forma de proceder para localizar a avaria com o VAS 5051 e um multímetro/ohmímetro. A análise com o VAS 5051, estando conectado o borne 15, acusa uma avaria do bus de dados CAN Aviso: “Sem comunicação com a unidade de controle XY”

Aviso “CAN Tração avariado” ou “Término da comunicação com todas as unidades de controle”?

Interrupção? A análise com o DSO é útil?

Proteger o multímetro/ohmímetro contra sobre-tensão

Avaria elétrica grave, por exemplo curto-circuito Há tensão em CAN-High ou CAN-Low?

Procurar e eliminar o curto-circuito com a tensão da bateria.

= Não

Desativar borne 15, conectar ohmímetro ao CAN-High e CAN-Low.

= Sim

A resistência entre CAN-High e CAN-Low é de 53-66 ohms?

A resistência é ≥250 ohms?

A

B


Caso exista uma interrupção de cabo para a Unidade de controle do motor é útil realizar a análise com o DSO.

29

A

B

A resistência é 30 ohms?

Procurar o curto-circuito com o ohmímetro e eliminá-lo.

Trabalhoso, pois o curtocircuito pode estar em todo o barramento de dados.

A resistência de Resistência CAN-High ou CAN-Low contra a massa é ≤ 300 ohms?

Eliminar o curto-circuito/ curto de baixa impedância.

Pronto

Requer análise com DSO.

Para realizar análises mais detalhadas sobre os sinais emitidos no bus de dados CAN é necessário utilizar o DSO do VAS 5051.

Para as medições descritas a seguir, nas quais é utilizado o DSO do VAS 5051, além de ajustar a resolução do tempo (horizontal) e a sensibilidade da tensão (vertical) é necessário ajustar sempre o limite de disparo iniciador ( trigger ). O limite do disparo iniciador é uma tensão de medição ajustável no VAS 5051. A gravação começa quando o valor do sinal a ser medido é superior ao limite de disparo ajustado. O limite de disparo iniciador está representado com um T nos diagramas. Como esses limites não podem ser visualizados na imagem, são indicados no texto os valores dos níveis de disparo iniciador utilizados. Para todas as medições:  A linha CAN-High se conecta ao canal A, cor amarela no DSO.  A linha CAN-Low se conecta ao canal B, cor verde no DSO.  A massa do VAS 5051 se conecta ao ponto de massa mais próximo.

30

Localização sistemática de avarias com o VAS 5051 no CAN Tração A análise com o VAS 5051 acusa uma avaria do bus de dados CAN

Pronto

Aviso: “Sem comunicação com a unidade de controle XY”

Aviso “CAN Tração avariado”?

Afeta apenas uma unidade de controle?

... continua a avaria do bus de dados CAN?

Verificar conector.

Consultar a memória de avarias (125-129) de todas as UCs ligadas ao CAN Tração.

Pinos deformados, objetos estranhos/ impurezas, corrosão

Avaria elétrica grave, por exemplo curto-circuito

Verificar CAN-High e CAN-Low em direção à seguinte unidade de controle.

Foram afetadas várias Unidades de controle, o que indica que seja provável a existência de uma avaria no barramento de dados.


Eliminar a avaria.


Pronto


Trocar a unidade de controle.

Conectar o DSO ao CAN-High e CAN-Low. = Não A


= SIM

B

31

B

A Garantir que não esteja ocorrendo um erro de medição.

O DSO apresenta uma imagem de avaria segundo ISO?

O DSO mostra a imagem de avaria “conexões equivocadas”?

Procurar e eliminar o curto ou a interrupção utilizando o ohmímetro.

Procurar e eliminar as conexões equivocadas utilizando o ohmímetro.

Pronto

Para a medição de resistência, o borne 15 deve estar desconectado. Caso exista curto com a tensão da bateria, a mesma deve ser desconectada.

32

CAN Tração; avaria 1 e 2 segundo a ISO: interrupção de um cabo do bus de dados CAN tomando como exemplo a linha CAN-Low Numa primeira operação é necessário consultar as memórias de avarias e os blocos de valores de medição no VA S 5051.

O diagnóstico com o VAS 5051 apresenta: “Unidade de controle do motor sem sinal/comunicação”

Atenção t enç o Nota ota O procedimento para consultar as memórias de avarias através do gateway e um resumo dos blocos de valores de medição disponíveis são apresentados no capítulo “Indicações para o diagnóstico” na página 24.

Auto-Diagnóstico do veículo 02-Consultar a memória de avarias Memória de avarias apagada 1 Avaria detectada

19-Interf. diagnóst p. Bus de dados 6N0909901 Gateway K<>CAN 0101 Código 6 Código de empresa 1995

00472 004 Unidade de controle do motor sem sinal/comunicação

Uma característica essencial desta avaria é que surgem tensões superiores a 2,5 V no canal CAN-Low. No funcionamento normal não existem estas tensões.


33

Por isso, se considera, para o disparo iniciador, o fato de que na linha CAN-Low não ocorrem tensões superiores a 2,5 V no funcionamento normal. Sendo assim,é necessário ajustar o disparo iniciador do canal B em 3V. Agora, se ocorrer uma interrupção na linha CAN-Low, aparecerão de forma passageira, tensões superiores a 2,5V nesta linha.

O resultado é a seguinte imagem de avaria: Representação no DSO: interrupção da linha CAN-Low

Devem ser realizados os seguintes ajustes no VAS 5051: Canal A: 0,5 V/Div Canal B: 0,5 V/Div Tempo: 0,05 ms/Div Disparo iniciador: canal B 3 V

Para visualizar uma imagem de avaria analisável pode ser necessário acionar várias vezes consecutivas a função de congelamento da imagem.

34

Avaria representada: interrupção na linha CAN-Low da CAN Tração Unidade de controle da transmissão

CAN-Low

Unidade de controle do instrumento combinado

Unidade de controle do motor

Unidade de controle ABS

CAN-High para VAS 5051

Interrupção

Neste exemplo a corrente não pode fluir para a resistência de terminação central. Por causa da linha CAN-High se obtém quase 5 V em ambos os condutores. Caso existam ainda outras unidades de controle ativas, surgem os níveis apresentados na figura, alternando com níveis normais para CAN-Low (na borda direita da imagem na tela DSO, página 34). Procedimento para a localização de avarias:

1. Desconectar o conector da unidade de controle correspondente e verificar se há contatos defeituosos. 2. Acoplar novamente o conector e verificar a memória de avarias. Se continuar indicando a avaria: 3. Desconectar novamente o conector da unidade de controle que apresenta problemas de comunicação. 4. Desconectar os conectores das unidades de controle que, segundo o esquema elétrico, apresentam uma conexão direta com a unidade de controle com problemas. 5. Verificar na linha CAN-Low a conexão entre os pinos do conector à procura de interrupção.

Caso exista uma interrupção na linha CAN-High é necessário proceder de forma análoga, Atenção tenção Nota nesta linha. A imagem de avaria no DSO agora se encontra virada para baixo e está na margem abaixo de 2,5V; o disparo inicial deve ser ajustado no canal A em 1,7V.


35

CAN Tração; avarias 3–8 segundo ISO: avaria de curto-circuito contra tensão de bateria (borne 30, 12 V) tomando como exemplo a linha CAN-Low. O diagnóstico do VAS 5051 apresenta, entre outras coisas: “CAN Tração avariado” Representação no VAS 5051: Auto-Diagnóstico do veículo 02-Consultar a memória de avarias 7 Avarias detectadas


00472 004 Unidade de controle para servo-freio - J539 sem sinal/comunicação 01312 CAN Tração avariado

014

01314 004 Unidade de controle do motor sem sinal/comunicação 01315 004 Unidade de controle do câmbio

Na memória de avarias existem avarias registradas para todas as unidades de controle. Entre outros, também o aviso “CAN Tração avariado”. Este aviso indica que existe um curto-circuito ou uma interrupção do bus de dados CAN diretamente no gateway. O procedimento explicado anteriormente pode ser aplicado ao curto-circuito descrito aqui com tensão de bateria (avarias 3 e 6 segundo ISO), curtos com massa (avarias 4 e 5 segundo ISO), curto-circuito entre CAN-High e CAN-Low (avaria 7 segundo ISO) e para a falta de resistências de terminação (avaria 8 segundo ISO). Aqui será estudada a avaria 3 segundo ISO a título de exemplo para todas estas avarias causadas por curto-circuito. Se forem realizados os ajustes correspondentes, é possível também visualizar estas avarias no DSO do VAS 5051, para nosso exemplo é apresentado um método diferente para o diagnóstico da avaria e a sua eliminação.

É relativamente difícil localizar a origem dos curto-circuitos (avarias Atenção 3–7 segundo tenção Nota ISO), porque podem estar em qualquer região do cabo. Medição com o ohmímetro, nesse caso, não será eficaz por se desconhecer a resistência de contato na região do curto-circuito. Não é possível deduzir o comprimento do cabo através de uma medição de resistência.

36

Avaria representada: linha CAN-Low conectada à tensão da bateria



Unidade de controle do ABS

Tranceptor

CAN-High

CAN-Low

para o VAS 5051 12V

Bateria

A consulta dos blocos de valores de medição a partir do grupo de valores 125 apresenta como resultado a interrupção da comunicação com todas as unidades de controle ligadas ao CAN Tração (página 24). Auto-Diagnóstico do veículo 08-Ler Bloco de Valores de medição


Ler Bloco de valores de medição Motor 0 Cambio 0 ABS 0

125

Procedimento para a localização da avaria:

1. Verificar se existe um curto com o borne 30 ou com o borne 15. 2. Examinar visualmente os cabos, para verificar se é perceptível um curto-circuito, por exemplo, numa região de reparo da carroceria. 3. Desacoplar de uma em uma, as unidades de controle do bus de dados CAN e verificar se ainda existe o curto-circuito. 4. Até onde for possível, é necessário dividir o barramento de dados por segmentos e assim localizar o curto-circuito.


37

CAN Tração; avaria 9: conexões invertidas das linhas CAN-High e CAN-Low em uma ou várias unidades de controle O diagnóstico do VAS 5051 apresenta: “Unidade de controle do motor sem sinal/comunicação”

Atenção tenção Uma imagem das inscrições de avaria correspondentes visualizadas no VASNota 5051 é apresentada na página 33, capítulo “Avarias 1 e 2 segundo ISO”. É necessário realizar os seguintes ajustes no VA S 5051: Canal A: 0,5 V/Div Canal B: 0,5 V/Div Tempo: 0,2 ms/Div Disparo inicial: canal B 3,25 V

Imagem na tela do DSO: conexões invertidas CAN-High e CAN-Low

Observando a representação visual o fato de existir uma inversão das conexões provoca na linha CAN-Low uma tensão superior a 2,5 V (nível de repouso) (no DSO à esquerda: CAN-Low com mais de 2,5 V).

38

Se estiverem equivocadas as conexões das linhas CAN-High e CAN-Low em uma unidade de controle ou em um grupo de unidades de controle, a princípio não aparecerá nenhuma diferença na tela. Entretanto, as unidades de controle com as conexões invertidas não podem mais trocar dados e se interferem mutuamente com a interrupção dos datagramas correntes no bus de dados CAN. Por isso, aparecem cada vez mais os enquadramentos de erro “error frames” (mensagens de avaria do bus de dados CAN). Avaria visualizada: conexões invertidas nas linhas CAN-High e CAN-Low



Unidade de controle do ABS

Transceptor

CAN-Low

para o VAS 5051

Procedimento para a localização da avaria:

Medir continuidade dos cabos da unidade de controle que não apresenta comunicação (de acordo com o esquema elétrico) em direção à unidade de controle mais próxima que tiver comunicação. Entre estas duas unidades de controle deve ser possível localizar a origem da avaria.

Uma avaria deste tipo ocorre principalmente ao montar componentes novos ou quando foram reparados cabos no bus de dados CAN.


39

Localização sistemática de avarias com o VAS 5051 no CAN Conforto/Infotenimento No CAN Conforto/Infotenimento podem surgir basicamente os mesmos tipos de avarias do CAN Tração (tabela de avarias segundo ISO na página 27). Devido ao CAN Conforto/Infotenimento trabalhar com duas linhas independentes e devido à sua capacidade de funcionar no modo monocabo, bem como os diferentes valores de tensão que caracteriza ambos os sistemas de barramentos de dados, a localização de avarias para o CAN Conforto/Infotenimento é diferente do procedimento para o CAN Tração. O ponto de partida para a localização de avarias também está focado no VAS 5051 no caso do CAN Conforto/Infotenimento. Com a sua ajuda podem ser consultadas as mensagens de avaria através do gateway. E, se a consulta destas mensagens de avaria não for suficiente para eliminar diretamente a avaria em questão, é necessário continuar com a busca utilizando o DSO. Caso tenha sido localizada a avaria, é necessário, em muitos casos, procurar ainda o lugar exato utilizando o multímetro/ohmímetro. Para tal, é necessário desconectar a bateria. Este fluxograma de localização de avarias oferece uma panorâmica geral sobre a forma de proceder.

Análise com o VAS 5051 = Não = Sim

Memória de avarias: avaria de bus de dados CAN?

Pronto

Aviso: «unidade de controle XY no modo monocabo ...»

Aviso «CAN Conforto avariado?»

Uma unidade de controle afetada?

Verificar conector.


Pinos deformados, impurezas, corrosão

A

40

B

C

D

A

Avaria elétrica grave, por exemplo, ambas as linhas CAN apresentam curto com a massa

B

C

Verificar os conectores das unidades de controle afetadas.

Verificar CAN-High e CAN-Low em direção à seguinte unidade de controle.

Várias unidades de controle foram afetadas, tornando possível uma avaria no bus de dados CAN.


Eliminar a avaria


Pronto

... continua a avaria do bus de dados CAN? Conectar o DSO ao CAN-High e CAN-Low.

D

Trocar a unidade de controle

Garantir que não esteja ocorrendo um erro de medição.

O DSO apresenta uma imagem de avaria do tipo 3-7 segundo ISO?

O DSO apresenta a imagem de avaria “Conexões equivocadas”?

Localizar com o ohmímetro o curto e eliminá-lo (página 45).

Localizar com o ohmímetro as conexões equivocadas e eliminá-las (página 45).

Conectar como teste CAN-High ou CAN-Low em curto com massa.

Avaria de unidades de controle?

Localizar com o ohmímetro a interrupção e eliminá-la (página 45).

Pronto

Desconectar a bateria para localizar a avaria por medição.


41

CAN Conforto/Infotenimento; avarias 1 e 2 segundo ISO: Interrupção de cabo nas linhas CAN-Low ou CAN-High Os curto-circuitos sempre causam uma avaria de função monocabo em todas as unidades de controle ligadas ao bus de dados CAN. Se apenas certas unidades de controle foram afetadas (ver a seguir o bloco de valores de medição) pode se tratar de uma interrupção em uma das linhas do bus de dados CAN. Devido a difícil detecção de avarias por interrupções utilizando o DSO, opta-se pelo seguinte procedimento: A localização da interrupção é visualizada nos blocos de valores de medição. Basicamente, a interrupção deve ser encontrada entre a unidade de controle que trabalha de forma defeituosa e a primeira unidade de controle que continua trabalhando de forma correta.

Bloco de valores de medição no caso de uma interrupção Auto-Diagnóstico do veículo 08-Ler Bloco de Valores de medição


Ler Bloco de valores de medição Porta tr. esq Porta tr. dir. monocabo Memória 1 Central elétri. ZE 1

131

Neste caso, a “Unidade de controle da porta traseira direita” está trabalhando no modo monocabo (aviso: “Porta tr. dir. monocabo”), enquanto as outras três unidades de controle continuam trabalhando no modo cabo duplo (Aviso: “... 1”).

Devido a que o aviso fornecido pelo VAS 5051 não identifica claramente qual é a linha interrompida, recorre-se ao fato do CAN Conforto/Infotenimento apenas sofrer avaria total se houver falha em ambas as linhas do bus de dados CAN. Como se sabe, no caso de ser interrompida uma das linhas do bus de dados CAN, ele continua trabalhando no modo monocabo a partir do lugar da interrupção (página 20). Para saber qual das duas linhas CAN está afetada pela interrupção do cabo é necessário provocar um curto com a massa em ambas as linhas uma de cada vez (ver também «Esquema de gestão para eliminar avarias» na página 45).

42

Se for provocado um curto-circuito na linha do bus de dados CAN interrompida, a transmissão de sinais continua no modo monocabo. O diagnóstico do VAS 5051 apresenta: “CAN Conforto no modo monocabo”. Nos blocos de valores de medição é visualizado o modo monocabo para todas as unidades de controle. Caso contrário, se a linha intacta do bus de dados CAN (sem interrupção) entrar em curto-circuito, deixa de ser possível a comunicação com as unidades de controle afetadas pela interrupção do cabo. Por exemplo, depois de um curto-circuito da linha CAN-Low com a massa todas as unidades de controle continuam operando no modo monocabo (aviso: “monocabo”, figura da página 42). Portanto, a interrupção deve estar na linha CAN-Low, porque de outra forma o barramento de dados teria sido paralisado a partir do lugar da interrupção. Para efeitos de controle é provocado novamente, na linha CAN-High, um curto com a massa (figura: “Bloco de valores de medição em caso de interrupção e modo monocabo”, abaixo).

Bloco de valores de medição no caso de interrupção e modo monocabo Auto-Diagnóstico do veículo 08-Ler Bloco de Valores de medição


Ler Bloco de valores de medição Porta tr. esq. monocabo Porta tr. dir. 0 Memória monocabo Central elétri. ZE monocabo

131

O VAS 5051 indica que todas as unidades de controle estão no modo monocabo e que a “Unidade de controle da porta traseira direita” está sem comunicação (aviso: «Porta tr. dir. 0»). Segundo isso ela deve ter sido afetada pela interrupção de uma conexão na linha CAN-Low. Consultando o esquema elétrico do veículo é possível saber onde está conectada a “Unidade de controle da porta traseira direita” ao ramal que ainda funciona do CAN Conforto e qual das unidades de controle que ainda está funcionando, é a mais próxima da Unidade de controle da porta traseira direita com relação ao cabeamento. Entre estas duas unidades de controle é onde deve estar a interrupção do cabo. Uma fonte frequente deste tipo de avaria é nos conectores.


43

Localização da avaria Representação de uma interrupção de cabo em uma linha CAN tomando como exemplo a linha CAN-Low

Unidade de controle da porta condutor


Unidade de controle da porta passageiro

Transceptor

Interrupção para o VAS 5051

Uma vez localizada a unidade de controle paralizada deve-se:

1. 2. 3. 4.

... Desacoplar o conector, ... verificar pinos faltantes, deformados ou corroídos, ... conectar novamente o conector, ... verificar se a avaria foi eliminada.

Caso não seja possível eliminá-la desta forma, deve-se realizar a localização com um ohmímetro:

Para a localização da avaria com um ohmímetro é necessário desconectar a bateria, pois pode ser que o CAN Conforto entre em funcionamento ao realizar as medições, inviabilizando os resultados. É necessário verificar os cabos e conectores e substituir os elementos danificados. Neste caso não existe continuidade de conexão elétrica entre os pinos correspondentes para CAN-Low na Unidade de controle da porta do condutor e na Unidade de controle eletrônica central de carroceria da área de conforto. É possível que a avaria seja resultado da interrupção de um contato em um conector ou a quebra de um cabo. Se não for nenhum destes casos, deve ser substituída a unidade de controle.

44

Fluxograma para eliminar avarias do tipo 1 e 2 segundo ISO (modo monocabo) Não existe curto com a massa / tensão de bateria nem existem conexões equivocadas?

Colocar o CAN-High em curto com a massa. Valor “0” nos blocos de valores de medição a partir de 130

Uma ou várias unidades de controle não podem ser ativadas pelo VAS 5051?

Eliminar a interrupção no CAN-Low.

Retirar o curto com a massa do CAN-High

Colocar o CAN-Low em curto com a massa.

Valor “0” nos blocos de valores de medição a partir de 130

Uma ou várias unidades de controle não podem ser ativadas pelo VAS 5051?

Verificar a eventual continuidade da avaria.


Eliminar a interrupção no CAN-High

= Não = SIM

45

CAN Conforto/Infotenimento; avarias 3 e 6 segundo ISO: Curto-circuito de uma linha CAN com positivo da bateria (borne 30, 12 V), tomando como exemplo a linha CAN-Low O diagnóstico no VAS 5051 apresenta: CAN Conforto monocabo. Nos blocos de valores de medição é visualizado o modo monocabo para todas as unidades de controle. Bloco de valores de medição no caso de interrupção Auto-Diagnóstico do veículo 08-Ler Bloco de Valores de medição


Ler Bloco de valores de medição Monocabo Central monocabo Porta condutor monocabo Porta passageiro monocabo

130

É necessário realizar os seguintes ajustes no VAS 5051: Canal A: 2 V/Div Canal B: 2 V/Div Tempo: 0,02 ms/Div Disparo inicial (para CAN-Low com 12 V): canal A 2 V Disparo inicial (para CAN-High com 12 V): canal B 2 V Imagem no DSO: Sinal CAN-High ao existir curto-circuito da linha CAN-Low com positivo da bateria

46

Para esta avaria é característico que na imagem do DSO (ver figura página anterior, abaixo à esquerda) a linha CAN-Low apresente aplicada à tensão de bateria e a linha CAN-High continue fornecendo um sinal CAN. O modo desexcitado (sleep) diferencia-se de um curto-circuito deste tipo na linha CAN-Low com tensão de bateria por ter um nível constante de 12V sem sinais visíveis na linha CAN-High. Avaria representada: linha CAN-Low conectada à tensão da bateria


Unidade de controle de porta condutor

Unidade de controle de porta passageiro

Tranceptores

CAN-High

CAN-Low para o VAS 5051

12V

Bateria

Localização das avarias:

De forma geral é muito difícil a possibilidade de detectar por medição uma avaria de curto-circuito em um chicote de cabos ramificado. Por isso, é necessário primeiro realizar uma verificação visual dos cabos em busca de possíveis danos. Se isso não apresentar resultados, é necessário desconectar um por um os conectores das unidades de controle e verificá-los em busca de pinos deformados, resíduos de fios ou similares. Durante essa operação é necessário monitorar o curtocircuito com um ohmímetro, para poder certificar se uma unidade de controle está causando esse curto. Se essa medida também não apresentar sucesso, é necessário desconectar todas as partes do chicote, por exemplo, as conexões para as portas. Desta forma é possível limitar a avaria a uma parte do chicote.


47

CAN Conforto/Infotenimento; avarias 4 e 5 segundo ISO: Curto com massa (0V) de uma linha CAN, tomando como exemplo a linha CAN-High O diagnóstico no VAS 5051 apresenta: Bus de dados em modo monocabo. A mensagem e o conteúdo dos blocos de valores de medição indicam as avarias 3 e 6 segundo ISO (figura página 46).

t ençã o Nota ota É necessário realizar os seguintes ajustes no VAS 5051: Atenção Canal A: 2V/Div Canal B: 2V/Div Tempo: 0,02 ms/Div Disparo inicial (para CAN-High com 0V): canal B 2V Disparo inicial (para CAN-Low com 0V): canal A 2V

Imagem na tela do DSO: Sinal CAN-Low ao existir curto do sinal CAN-High com a massa

O exemplo apresenta o sinal CAN-High com contato à massa. Do contrário há uma interrupção no cabeamento, neste caso também não existem sinais CAN «normais». O sinal CAN-High se mantém invariável em 0V.

48

Avaria representada: linha CAN-High com contato à massa Unidade de controle Central de conforto


Unidade de controle de porta passageiro Transceptor

para o VAS 5051

Curto com massa

Localização da avaria:

Equivale ao descrito para as avarias 3-6 segundo ISO (página 46).


49

CAN Conforto/Infotenimento; avaria 7 segundo ISO: Curto-circuito de CAN-High com CAN-Low O diagnóstico no VAS 5051 apresenta: Barramento de dados em modo monocabo. A mensagem e o conteúdo dos blocos de valores de medição indicam avarias 3 e 6 segundo ISO (figura página 46).

Atenção enç o Nota oa É necessário realizar os seguintes ajustes no VAS 5051: Canal A: 2 V/Div Canal B: 2 V/Div Tempo: 0,02 ms/Div Disparo inicial: canal A 2V

Imagem na tela do DSO: curto da linha CAN-High com a linha CAN-Low

Esta avaria também é inconfundível. Ambas as linhas do bus de dados CAN apresentam o mesmo nível. O transceptor CAN desativou a linha CAN-Low e trabalha apenas com a linha CAN-High.

50

Avaria representada: curto-circuito da linha CAN-High com a linha CAN-Low




Transceptor

CAN-High para o VAS 5051

R Curto CAN-Low


Equivale ao descrito para as avarias 3-6 segundo ISO (página 47).


51

CAN Conforto/Infotenimento; avaria 9: linhas CAN-High e CAN-Low invertidas em uma ou várias unidades de controle A comunicação no CAN Conforto/Infotenimento apenas será paralisada se ambas as linhas estiverem avariadas ou se estiverem invertidas (ver exemplo). Extrato da memória de avarias em caso da paralisação total de uma unidade de controle Auto-Diagnóstico do veículo 02-Consultar memória de avarías 1 - Avaría detectada


01331 004 Unidade de controle da porta, lado do condutor - J386 sem sinal/comunicação

Atenção t enç o Nota ota É necessário realizar os seguintes ajustes no VAS 5051: Canal A: 2 V/Div Canal B: 2 V/Div Tempo: 0,2 ms/Div Disparo inicial: canal B 2V

Imagem na tela do DSO: conexões invertidas das linhas CAN-High e CAN-Low

52

É apresentado um deslocamento dos níveis recessivos (na borda esquerda do datagrama). A conexão invertida de uma unidade de controle provoca no estado recessivo um aumento da tensão na linha CAN-High e uma diminuição da tensão na linha CAN-Low.

Avaria representada: conexões equivocadas das linhas CAN-High e CAN-Low




Transceptor

para o VAS 5051


As conexões invertidas geralmente ocorrem ao realizar reparos nos cabos de dados; os lugares reparados são os que devem ser verificados primeiro. A verificação deve ser realizada de forma visual comparando os cabos com a sua codificação de cores. Para eliminar a avaria é necessário desconectar a bateria, pois pode acontecer que ao realizar as medições o CAN Conforto/Infotenimento comece a funcionar e inviabilize os resultados. A seguir, podem ser medidas com o ohmímetro as linhas CAN que estão trocadas. Neste caso deveria existir continuidade entre os pinos de CAN-Low na Unidade de controle da porta do condutor e CAN-High na Unidade de controle central de conforto, bem como entre o CAN-Low da Unidade de controle central de conforto e CAN-High na Unidade de controle da porta do condutor. Se estiverem trocadas as conexões no conector, esta avaria também estará presente nas demais unidades de controle. Em todo caso, recomenda-se verificar primeiro as conexões da unidade de controle não comunicável.


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Glossário Amplificador diferencial:

É a tensão resultante da combinação das duas tensões obtidas de CAN-High e CAN-Low.

Blocos de valores de medição:

São fundos de memórias especiais nas unidades de controle, nos quais são gravadas informações para o diagnóstico. Esta informação pode ser consultada e analisada com ajuda do VAS 5051.

CAN Conforto

Trata-se da designação interna da VW para o barramento de dados “low-speed”. O CAN Conforto atual trabalha com uma velocidade de transmissão de 100 kBit/s. Suas características especiais são tolerância a curto-circuitos ou interrupção de uma linha CAN (modo monocabo) e a capacidade de reduzir o consumo de corrente ao passar ao “modo desexcitado” (sleep). O CAN Conforto é utilizado para administrar o travamento centralizado, os vidros elétricos, etc.

CAN-High:

Linha de sinais do bus de dados CAN, cujo nível de tensão aumenta no estado dominante. Por exemplo, no CAN Tração: estado recessivo 2,5 V, estado dominante 3,5V.

CAN Infotenimento:

Do ponto de vista elétrico é idêntico ao CAN Conforto, porém é utilizado para gestão das funções de rádio, telefone, navegação, etc.

CAN-Low:

Linha de sinais do bus de dados CAN, cujo nível de tensão diminui no estado dominante. Por exemplo, no CAN Tração: estado recessivo 2,5V, estado dominante 1,5V.

Cursor de medição:

O DSO apresenta linhas especiais que podem ser movimentadas na tela pelo usuário. No VAS 5051 é medida e visualizada a tensão nos lugares nos quais o cursor de medição corta a forma do sinal representado.

DSO:

“Digitales Speicheroszilloskop” (osciloscópio digital com memória). Permite memorizar sinais do bus de dados CAN e visualizá-los na tela. É necessário para poder analisar o bus de dados CAN, pois os sinais CAN variam de uma forma tão rápida, que de outra forma não seria possível reconhecê-los ou medi-los.

Esquema topológico:

Esquema de cabeamento no veículo.

Estado dominante:

No bus de dados CAN estão presentes os estados operacionais recessivo e dominante. Um estado dominante sobrescreve um estado recessivo.

Estado recessivo:

No bus de dados CAN diferencia-se entre os estados recessivo e dominante. O estado recessivo é o nível de repouso da linha do bus de dados CAN.

Grupo motopropulsor:

Neste caso, é outra denominação do CAN Tração.

High-speed CAN:

Na VW também recebe o nome de CAN Tração ou grupo motopropulsor. É o bus de dados CAN original com até 1.000 kBit/s. Na VW é utilizado o CAN Tração com 500 kBit/s.

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Nível de sinal:

É a tensão de um sinal.

Par de cabos trançados (twisted pair ):

Dois cabos trançados um com o outro. O trançado contribui para que as interferências atuem com a mesma intensidade em ambas as linhas. Em combinação com a “transmissão diferencial” consegue-se um sistema pouquíssimo propenso a interferências.

Resistência de carga:

Resistência intercalada por exemplo no bus de dados CAN entre CAN-High e CAN-Low na unidade de controle.

Sistema de cabos duplos:

Procedimento de transmissão, no qual um sinal sempre é transmitido através de duas linhas. São exemplos os sinais CAN ou uma transmissão de sinais analógicos através de uma interface de 20 mA. É frequente analisar a diferença das tensões para reduzir interferências (bus de dados CAN).

Transceptor:

É uma combinação das palavras transmissor e receptor. O transceptor trabalha como receptor de sinais diferenciais e, pelo lado de transmissão, gera um sinal diferencial a partir do sinal de 5 V fornecido.

Transmissão diferencial:

Na transmissão diferencial (página 8) são utilizados dois cabos. Em um cabo são transmitidos os sinais de forma direta e no outro de forma inversa. Se, por exemplo variar a tensão na linha de transmissão direta, de 2,5 V a 3,5 V, a tensão na linha de transmissão inversa variará de forma correspondente de 2,5 V a 1,5 V. Desta forma, a soma das variações do sinal é 0 V em ambas as linhas. O sinal útil é calculado como a diferença de ambas as linhas (3,5 V – 1,5 V = 2 V). Se ocorrer uma interferência em ambas as linhas, o sistema a elimina ao formar a diferença.

Limite de disparo inicial:

Nível de tensão que deve ser superado ou inferior ao qual o sinal deve estar para que os sinais comecem a ser gravados no DSO.


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Teste seus conhecimentos CAN Tração 1.

2.

3.

4.

Por que devem ser analisados os sinais do bus de dados CAN utilizando um osciloscópio com memória? a) Os dados são muito pequenos para um osciloscópio normal. Os dados não se repetem; em um osciloscópio normal seria possível obter apenas uma b) imagem instável, não analisável. c) Deve ser possível imprimir os dados. Onde podem ser localizados os dados de diagnóstico para o CAN Tração no Polo (modelo 2002)? a) No painel de instrumentos. b) Nos blocos de valores de medição a partir de 125 do gateway. c) Na Unidade de controle da rede de bordo. Por que não devo realizar medições com o ohmímetro no cabo do CAN Tração quando estiver em funcionamento? a) Porque a margem de medição do ohmímetro não é suficiente para as resistências. Porque existe tensão aplicada ao barramento de dados durante seu funcionamento, b) provocando medições incorretas. c) Porque produzo interferências no barramento de dados ao ativar um ohmímetro. Por que é paralisado totalmente o CAN Tração se estiver interrompida a linha CAN-High ou CAN-Low? Porque deve fluir corrente através da “resistência de terminação central”, para gerar um a) sinal de bus de dados CAN. b) Porque, nesse caso, é interrompida a alimentação de corrente das unidades de controle. c) Porque os sinais do bus de dados CAN apresentam reflexões muito intensas.

5.

Como é localizado um curto-circuito entre uma linha CAN e massa? a) Mediante medição com o ohmímetro. b) Mediante verificação visual do chicote e dos conectores. c) Abrindo o chicote nos lugares adequados.

6.

Como posso perceber que as conexões do CAN Tração estão trocadas? a) Seguindo os cabos no chicote. b) Porque o CAN-High está parcialmente na faixa entre 1,5V e 2,5V. c) O barramento de dados adota alto valor em ohms.

7.

8.

Por qual variação dos sinais CAN posso perceber uma interrupção da linha CAN-High no CAN Tração? a) CAN-High apresenta menos de +2,5V. b) Todos os sinais apresentam mais de +5V. c) CAN-Low apresenta mais de +2,5V. Como posso perceber no sinal CAN que existe um curto da linha CAN-Low com a massa? a) CAN-High continua operando de forma normal. b) CAN-Low está conectado invariavelmente à massa. c) O nível recessivo de ambos os sinais é claramente inferior a 2V. . c , b : 8 / a : 7 / b : 6 / c , b , a . 5 / a : 4 / b : 3 / c , b : 2 / b : 1 - s a t s o p s e R

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CAN Conforto/Infotenimento 1.

2.

3.

O que é um “transceptor tolerante a falhas”? Um receptor e transmissor combinado para sinais CAN, que pode compensar a quebra de a) uma linha ou o curto de uma linha com a massa. b) Um módulo CAN muito pouco delicado do ponto de vista mecânico. c) Um amplificador de alta performance e receptor de sinais CAN. O CAN Conforto tem tensão de bateria sobre CAN-Low e potencial de massa em CAN-High. Qual é esse estado? a) Curto de CAN-Low com tensão de bateria. b) Interrupção de CAN-High. c) Modo desexcitado “sleep”. O CAN Conforto/Infotenimento apresenta tensão de bateria em CAN-Low e a linha CAN-High continua operando de forma normal. Qual é esse estado?

Porque a margem de medição do ohmímetro não é suficiente para as resistências. Porque existe tensão aplicada ao barramento de dados durante seu funcionamento, b) provocando medições incorretas. c) Porque produzo interferências no barramento de dados ao ativar um ohmímetro. a)

4.

O que entendemos pelo termo “modo monocabo” no caso do CAN Conforto? a) Solução barata com apenas um cabo de conexão. b) Curto-circuito entre CAN-High e CAN-Low. c) Funcionamento de emergência do barramento de dados ao existir interrupção ou curto-circuito.

5.

CAN-Low apresenta potencial de massa; CAN-High trabalha de forma normal. Qual é esse estado?

Modo monocabo, curto de CAN-Low com massa. b) Interrupção de CAN-High. c) Interrupção de CAN-Low. a)

6.

Onde posso obter a informação sobre os estados operacionais da transmissão no CAN Conforto?

Nos blocos de valores de medição a partir de 130. b) Nos blocos de valores de medição a partir de 140. c) Na memória de avarias do gateway. a)

7.

O que é um gateway? a) Unidade de controle para airbag. b) Link eletrônico entre o CAN Tração e o CAN Conforto/Infotenimento. c) Nome americano do VAS 5051.

8.

Qual é a tensão de repouso de CAN-Low no CAN Conforto/Infotenimento? a) 1V b) 2.5V c) 5V.

. c : 8 / b : 7 / c , a : 6 / a : 5 / c , b : 4 / a : 3 / c : 2 / c , a : 1 - s a t s o p s e R


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Anotações

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Anotações


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Anotações

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Bus de dados Can 2

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