Раньше нам с вами было проще с автомобилями – количество каких-то дополнительных устройств и «девайсов» было сведено к минимуму, а если что и изменялся, то раз в десятилетие. Но примерно с 2000 года всё больше и больше новинок, причём ими пестрят не лимузиноподобные седаны и модели бизнес или премиум-класса, а даже малолитражки! От этой моды не отстают и их электрические цепи.
В результате такой эволюции автомобильные электрические цепи разрастались год от года и усложнялись. Ведь, было время, когда даже самые крутые и продвинутые машины обходились без аккумулятора и генератора – зажигание тогда работало от магнето. И не то чтобы о «ксенонках», в то время даже о простых «галогенках» не мечтали – в то время были ацетиленовые фары.
В середине 70-х годов уже были хоть и простые, но вполне полноценные электрические цепи и уже тогда начали увязываться в жгуты сотни метров электрических проводов. В итоге, автомобили по своей оснащённости электрикой, уже могли соперничать с легкомоторной авиацией.
А идея упростить электропроводки лежала на поверхности – было бы отлично проложить в автомобиле лишь один провод, на него нанизать потребителей, то есть лампочек, сенсоров, исполнительных устройств и т.д., и возле каждого поставить некий управляющий механизм. По этому проводу тогда можно было бы пустить и электроэнергию для этих потребителей, и управляющие сигналы.
И наконец, к началу 90-х благодаря развитию цифровых технологий стало возможно приступить к осуществлению данной идеи. К примеру, такими брендами, как BOSCH и INTEL были разработаны сетевые интерфейсы Controller Area Network – сокр. CAN, для того, чтобы создавать бортовые мультипроцессорные устройства реального времени. Специалисты электроники проводную систему, передающую данные, дали уже давно ставшим привычное название «шиной».
В устройстве, когда данные передаются последовательно с помощью двух проводов (так называемая «витая пара»), импульс за импульсом – это и есть последовательная шина, от англ. serial bus, а в том случае, когда данные из нескольких проводов одновременно передаются по жгуту – то это уже параллельная шина, от англ. parallel bus. Почему-то шин отнюдь не «электронное» название – у них это «Автобус», а у нас «Шина»!
Параллельная шина, хотя и работает быстрее, но для упрощения автомобильной электропроводки она не подходит, а скорее наоборот - она как раз только усложнит конструкцию. Скорость передачи тока в витой паре последовательной шины, передаётся со скоростью до одного Мбит/сек, чего вполне хватает.
Комплекс правила, по которым обмениваются информацией отдельные блоки, называется протоколом в электронике. Благодаря протоколу становится возможным посылка отдельным блокам отдельные, конкретные команды, каждый блок опрашивать в отдельности или же всех сразу. Помимо адресного обращения к системам, протоколом также предусматривается и возможность задания самим командам приоритетов. К примеру, у команды на управление двигателем будет присвоен приоритет перед командой на управление климат-контролем.
Сейчас благодаря развитию и миниатюризацию электроники стало возможным выпускать недорогие модули связи и управления, которые можно соединять в виде звезды, цепи или кольца в автомобиле.
Обмен информацией происходит в обоих направлениях, то есть можно не только включить, к примеру, фару заднего хода, но и получить информацию исправно ли она или нет, светит ли она.
Когда система управления двигателем, получает от различных устройств информацию, выбирает наиболее оптимальный режим, и системой кондиционирования включается отопление или охлаждение, в устройстве управления стеклоочистителем включаются щетки и так прочее.
В результате, намного упрощается и система диагностики мотора и всего автомобиля в целом.
Хотя не настали такие времена, когда электрика довольствуется всего двумя проводами по всей машине – что есть главная мечта электрика, и всё же, CAN-шина несравненно упростила конструкцию автомобильной электропроводки, и помогла повысить общую надежность всей системы.
Итак, CAN-шина представляет собой систему цифровой связи и управления электрическими системами автомобиля, которая позволяет «заполучить» данные от всех устройств, управлять ими, обмениваться информацией между ними и т.д.Сигналы Информаций о «здоровья» устройств и командные – управляющие, и сигналы для них по специальному протоколу передаются в цифровой форме с помощью двумя проводами, так называемая «витая пара». Помимо этого к каждому узлу подается и питание от встроенной бортовой электросети, однако в отличие от обычной проводки – все электрические потребители соединяются параллельно, так как до каждой лампочки вести от каждого выключателя свой провод нет необходимости. Что помогает значительно упрощать монтаж, снизить количество проводов в жгутах и также повысить надёжность всей электросистемы.
Рисунки - журнал "За рулем"
