אבחון תקלות בתקשורת מחשבים CAN BUS


תקשורת נתונים CAN הוא סוג תקשורת של העברת נתונים בין יחידות בקרה ברכב, היא  פותחה עבור תעשיית הרכב ע"י חברת BOSCH וחברת אינטל בשנת 1987.

CAN (CONTROLER AREA NETWORK)
הם ראשי תיבות של "רשת בקרה אזורית". פרוטוקול תקשורת CAN הוגדר על ידי תקני ISO שונים, הוא התקבל בכל העולם כתקן העברת נתונים בין יחידות הבקרה השונות ברכב. שיטת עברת נתונים זו מאפשרת רמה גבוהה של אמינות בעלות נמוכה יחסית.
אפיק הנתונים CAN כולל בכל יחידת בקרה את הבקר (מיקרופרוססור) יחידת שידור ויחידת קליטה ושני קווי אפיק נתונים. קווי אפיק הנתונים CAN מחוברים ברוב כלי הרכב בשני קצבותיהם בנגדי קצה של 120 אוהם, נגדים אלו מונעים מרעשים חשמליים להפריע לנתונים העוברים באפיק.

לרוב, נגדי הקצה  נמצאים בתוך יחידות הבקרה, חשוב מאד לדעת בזמן אבחון תקלות היכן הם ממוקמים. אחת הבדיקות שיש לבצע בעת תקלה במערכת התקשורת היא בדיקת התנגדות בין שני קווי הנתונים כאשר המתח מיחידות הבקרה מנותק, במקרה זה ההתנגדות שתופיע במכשיר המדידה תהייה בסביבות 60 אוהם (שני נגדים בני 120 אוהם והמחוברים במקביל). ישנם כלי רכב שבתוך חלק מיחידות הבקרה ישנם נגדים בעלי ערך הגבוה מ – 2 קילואוהם ובאחת מיחידות הבקרה יש נגד גדול מ – 65 אוהם, גם במקרה זה ההתנגדות השקולה של כל הנגדים תהייה בסביבות 60 אוהם.

שיטת אבחון תקלות בתקשורת CAN  זהה אצל כל יצרני הרכב, לכן שיטת אבחון התקלות שנתאר בהמשך רלוונטית לכל סוגי הרכב. תחילה יש לזכור מספר הדגשים:
  • רוב תקלות התקשורת הינן עקב  בעיית מחברים וקורוזיה ביחידות בקרה, ולעיתים עקב יחידות בקרה פגומות.
  • בחלק מכלי הרכב כאשר יש בעיית תקשורת (דוגמאות יפורטו בהמשך), לא ניתן כלל לתקשר עם סורק התקלות ועם יחידות הבקרה.
  • לא בכל רשתות התקשורת (בעיקר ברשתות הנוחות עם אפיק המהירות הנמוכה) ישנם נגדי קצה, ולכן בבדיקת התנגדות לא נקבל 60 אוהם, לכן, חייבים להיעזר בסכמות של היצרן טרם תחילת האבחון.
  • יש לזכור, שלפני תחילת מדידת התנגדות בין שני קווי התקשורת של אפיק CAN, יש לוודא שמתג ההצתה סגור ויחידות הבקרה במצב "הירדמות".
  • כאשר יחידות בקרה מזהות מצב תקלה בהעברת הנתונים יופיע קוד תקלה  ,Uxxxx פרוט הקודים מופיע באתר בפרק קודי תקלה – DTC.
  • כאשר ישנם תקלות של שגיאת תקשורת ויחידת בקרה מזהה שהיא שולחת שגיאות רבות מדי לאפיק CAN, היחידה עוברת למצב אפיק מנותק (Bus Off).
  • בחלק מכלי הרכב הותקנו על אפיק CAN מרימי חלונות, מערכות אזעקה, מתאמי CAN BUS ועלוקות למניעת התנעה, לכן, תקלות תקשורת יכולות להיות עקב חיבורים אלו, שאף יצרן רכב אינו מאשר אותם.
הדרך היעילה ביותר למציאת תקלות היא שימוש בסקופ דו ערוצי וחיבורו לשני קווי התקשורת     CAN High ו – CAN Low. יש לשים לב שצורת הגל של CAN Low זהה לחלוטין אך הפוכה תמונת ראי לקו התקשורת CAN High.

המתח בקו התקשורת CAN Low ביחס לגוף הרכב נע בין 1.5 וולט במצב "0" לוגי ל – 2.5 וולט במצב "1" לוגי. ואילו המתח בקו התקשורת CAN High ביחס לגוף הרכב נע בין 2.5 וולט במצב "0" לוגי ל – 3.5 וולט במצב "1" לוגי. כאשר תהייה תקלה באחד מקווי התקשורת, למשל: קצר למינוס או קצר לפלוס או נתק באחד מקווי התקשורת, צורות הגל השתנו בהתאם לתקלה ואז נטפל בקו התקול.

ניתן לחבר את הסקופ בין שני קווי התקשורת, כלומר, לצפות במתח הדיפרנציאלי בין שני הקווים: - CAN High - CAN Low, במקרה זה מצב של "0" לוגי יהיה  2.5 – 2.5 = 0  וולט. במקרה של "1" לוגי יהיה 1.5 – 3.5 = 2 וולט.

היות והתקשורת מגיעה לכל יחידת בקרה המחוברת ברשת, לכן, ניתן לחבר את הסקופ לכל מקום שנוח לנו מבחינה מעשית להתחבר אליו, למשל בשקע האבחון בעל 16 הפינים: פין מספר 6 מחובר לקו התקשורת CAN High, ופין מספר 14 מחובר לקו התקשורת CAN Low.

הסקופ אינו מספיק לצורך אבחון התקלות ולא לכל בעל מקצוע יש סקופ דיגיטלי, לכן בהמשך יתואר כיצד מאבחנים בפועל תקלות תקשורת באפיק הנתונים CAN.