Шина CAN (Controller Area Network) в современных автомобилях применяется для обеспечения приёма-передачи данных между любыми электронными узлами транспортного средства. Информация транслируется по скрученной паре в бинарном формате. Применение последовательного интерфейса позволило повысить помехоустойчивость и увеличить скорость трансляции данных. Связь по двухпроводной шине может осуществляться по различным протоколам и с разной скоростью. Шина CAN представляет собой витой кабель, состоящий из двух проводников. По ним могут передаваться данные различного типа, относящиеся к любым электронным устройствам автомобиля. Это может быть информация с датчиков скорости вращения коленчатого вала, данные о работе «Комфорт-системы» или данные угла опережения зажигания.
Кабели шины CAN обычно имеют определённую цветовую маркировку:
- CAN High (высокий уровень) – оранжево-чёрный
- CAN Low (низкий уровень) – оранжево-коричневый
На схемах и чертежах проводники могут обозначаться иными цветами:
- CAN High – жёлтый
- CAN Low – зелёный
В автомобиле, обычно используется несколько типов информационных шин. Они обеспечивают разную скорость передачи и приёма информации и работают в разных узлах и агрегатах.
Шина CAN (двигатель –трансмиссия) имеет скорость передачи данных 500 Кбит/сек.
Шина CAN (система «Комфорт») передаёт информацию со скоростью 100 Кбит/сек.
Шина CAN (линии связи навигации и телефонной системы) работает со скоростью 100 Кбит/сек.
Преимущество последовательного интерфейса в системах автомобильной электроники, очевидно. Двухпроводная линия позволяет намного уменьшить количество соединительных проводов, что повышает надёжность управления и упрощает диагностику автомобильных систем. Кроме CAN шин, в современном автомобиле, применяется однопроводная шина LIN, которая может использоваться для управления стеклоподъёмниками и замками, оптоволоконная шина MOST для передачи видео/аудио информации и беспроводная система передачи данных – Bluetooth.
На примере высокоскоростной шины CAN двигательной системы можно увидеть форму и величину сигналов. Каждая линия шины, может находиться в активном или пассивном состоянии. Кроме того проводники шины могут находиться в нейтральном состоянии (рецессия). При этом напряжение на проводниках одинаковое и равняется 2,5 вольта. Если активна шина High, то напряжение на ней увеличивается до 3.5 вольт, если активна шина Low, то уровень напряжения снижается до 1,5 вольт. Для трансляции сигналов по шине, узлы управления подключаются к ней через интегральный трансивер, который представляет собой усилитель-компаратор. Сигналы, проходящие по обеим линиям, подаются на дифференциальный усилитель и после обработки, поступают на систему управления. Компаратор формирует напряжение как разность потенциалов на высокой и низкой линии.
Специалисты отмечают высокую помехоустойчивость последовательного интерфейса. Поскольку шина силовой системы располагается рядом с двигателем, на неё оказывают влияние различные виды электромагнитных импульсов. Так как шина представляет собой витую пару, электромагнитные импульсы влияют на обе линии. Подавление негативного воздействия осуществляется следующим образом. В интегральном компараторе осуществляется вычитание импульсной помехи из полезного сигнала. Так на линии Low, потенциал помехи вычитается из 1,5 вольта, а на линии High, потенциал помехи вычитается из 3,5 вольта. В результате помеха полностью аннулируется.
