A evolução dos veículos automotivos ao longo das últimas décadas tem sido marcada pela crescente integração de sistemas eletrônicos. Esses sistemas são responsáveis por funções que vão desde a gestão do motor até a assistência ao motorista (chamada ADAS Advanced Driver Assistance System ou Sistemas Avançados de Assistência ao Motorista), passando por entretenimento e conforto. Nesse contexto, a rede de comunicação CAN (Controller Area Network) tornou-se uma peça fundamental, permitindo que diferentes módulos eletrônicos, ou ECUs (Electronic Control Units), se comuniquem de forma eficiente e confiável. Dentro desse sistema complexo, a fiação e os módulos de ECUs desempenham papéis críticos. Este artigo explora a importância desses componentes na rede CAN. O protocolo de comunicação CAN não é o único mas é um dos mais importantes na Engenharia Veicular
A Rede de Comunicação CAN
A rede CAN é um protocolo de comunicação serial que permite a troca de dados entre diferentes ECUs em um veículo. Desenvolvido pela Bosch na década de 1983, o protocolo CAN foi projetado para suportar ambientes automotivos rigorosos, oferecendo alta imunidade a interferências eletromagnéticas e capacidade de detectar erros de transmissão.
Fiação
A fiação na rede CAN é a responsável por transportar sinais elétricos entre os diferentes módulos, atuadores e sensores do veículo. Devido à natureza crítica desses sinais, a fiação deve ser robusta, resistente a interferências e capaz de manter a integridade do sinal ao longo de toda a vida útil do veículo.
Importância da Fiação de Qualidade
1. Integridade do Sinal: Uma fiação de qualidade assegura que os sinais transmitidos não sofram degradação ao longo do percurso. Isso é crucial, pois qualquer perda de integridade pode resultar em falhas na comunicação entre ECUs, levando a problemas funcionais no veículo.
2. Resistência à Interferências: Em um ambiente automotivo, os cabos estão sujeitos a interferências eletromagnéticas provenientes de diversas fontes, como motores elétricos e sistemas de ignição. Cabos bem projetados e blindados são essenciais para minimizar essas interferências e garantir a confiabilidade da comunicação.
3. Durabilidade: A fiação deve resistir às condições adversas presentes em veículos, como variações extremas de temperatura, umidade e vibrações. A durabilidade dos cabos assegura a longevidade do sistema CAN e a redução da necessidade de manutenção.
Conectores
Os conectores são os pontos de interseção onde os cabos se unem às ECUs e a outros componentes do sistema CAN. Eles desempenham um papel crucial na manutenção da integridade e confiabilidade da rede de comunicação. Uma boa vedação dos conectores e um perfeito contato entre a fiação e seus terminais garantem uma conexão estável e segura, proteção contra contaminantes e também deve assegurar facilidade de manutenção.
Terminadores das ECUs e Impedância de 60 Ohms
Os terminadores são resistores instalados nas extremidades da rede CAN para impedir reflexões de sinal que poderiam causar interferências e perda de dados. A impedância total da rede CAN deve ser próxima de 60 Ohms, obtida através da instalação de dois resistores de 120 Ohms (operando em paralelo) em cada extremidade da rede.
1. Impedância de 60 Ohms: A impedância correta de 60 Ohms é crucial para a integridade do sinal na rede CAN. Desvios dessa impedância podem causar reflexões de sinal, resultando em perda de dados e falhas de comunicação.
2. Verificação dos Terminadores: Garantir que os terminadores estejam corretamente instalados e funcionando é essencial para manter a integridade da rede CAN. Terminadores ausentes ou defeituosos podem comprometer toda a rede. Na grande maioria dos carros mais modernos os terminadores se encontram instalados dentro das ECUs mas estudando-se os diagramas os módulos que possuem os terminadores são identificados, tornando mais fácil o teste.
3. Diagnóstico de Problemas de Sinal: Problemas na impedância e nos terminadores podem ser diagnosticados medindo-se a resistência entre CAN HI e CAN LOW. Uma leitura diferente de 60 Ohms indica problemas que precisam ser corrigidos.
Procedimento para Testes da fiação, conectores e ECUs
1. Testes de Continuidade: Desconecte a alimentação (bateria) do veículo e meça a resistência entre CAN HI e CAN LOW utilizando um multímetro de boa qualidade. A leitura deve ser de aproximadamente 60 Ohms, indicando que os terminadores e a fiação estão íntegras e funcionando corretamente. Verifique também a continuidade entre os polos CAN HI e CAN LOW com o positivo e o negativo do conector OBDs para garantir que não existem curtos entre estas partes o que pode interferir na qualidade do sinal.
Uma variação na impedância (resistência) entre um conector e outro do OBDs e mesmo entre o positivo e o negativo devem ser verificados. Consulte sempre os diagramas originais dos fabricantes para facilitar a localização das ECUs e a cor da fiação, facilitando assim a identificação deles no carro.
2. Inspeção Visual: Realize uma inspeção visual dos conectores e fiação para verificar a presença de danos físicos, corrosão ou conexões frouxas que possam afetar a continuidade e a impedância da rede CAN.
Módulos (ECUs)
Os módulos (ECUs) são as unidades de controle que processam e gerenciam as diversas funções do veículo. Cada ECU está equipada com processadores, memória e software que permitem a execução de tarefas específicas, desde o controle do motor até o gerenciamento de sistemas de segurança.
Importância das ECUs na Rede CAN
1. Precisão no Controle: As ECUs utilizam os dados recebidos pela rede CAN para ajustar e controlar com precisão diversas funções do veículo. A precisão no controle é essencial para o desempenho e segurança do veículo.
2. Diagnóstico e Monitoramento: As ECUs monitoram continuamente os sinais e dados transmitidos pela rede CAN, permitindo a detecção precoce de falhas e a realização de diagnósticos precisos. Isso é fundamental para a manutenção preventiva e a redução de custos de reparo.
3. Interoperabilidade: Módulos de ECUs de diferentes fabricantes devem ser capazes de se comunicar de forma eficiente através da rede CAN. A padronização e a compatibilidade entre esses módulos são essenciais para garantir a interoperabilidade e a funcionalidade integral do sistema. Existe também a possibilidade de se agregarem mais módulos (ECUs), gerando uma arquitetura flexível e mais viável economicamente
Conclusão
A fiação, os conectores e os módulos (ECUs) são componentes essenciais na rede de comunicação CAN, garantindo a integridade, confiabilidade e eficiência da comunicação entre os diversos sistemas eletrônicos de um veículo. A realização de testes de continuidade entre os polos CAN HI e CAN LOW, bem como a verificação dos terminadores e da impedância de 60 Ohms, são procedimentos essenciais para garantir a integridade e o desempenho da rede CAN em veículos automotivos e devem ser feitos sempre que houver um problema de comunicação entre os módulos.
Ilustrações a serem incluídas no texto
O conector OBD e seus diversos pinos
Como e onde testar a impedância das diversas redes CAN
Confira a última coluna do especialista Luiz Fraga
Luiz Fraga é um engenheiro mecânico automotivo (pela FEI), com Pós Graduação em Análise de sistemas (pela FECAP) e mestrado em Engenharia Automotiva pela USP. Possui vasta experiência na indústria automotiva (desenvolvimento de peças), incluindo gerência de engenharia e importação de peças para veículos. É proprietário da The Specialist 4×4 Service e da Diagnos_Specialist uma oficina especializada em Land Rover e veículos 4×4. Além disso, é membro de diversas associações de engenharia e tem contribuído como consultor técnico e colaborador em revistas especializadas. www.thespecialist.com.br | Instagram: thespecialist_service | Instagram: diagnos_specialist
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