Что такое CAN-шина автомобиля и как она работает
Что такое CAN-шина
CAN-шина — это технология обмена данными между электронными блоками и исполнительными устройствами автомобиля. CAN расшифровывается как controller area network — «локальная сеть контроллера». А если проще, это протокол обмена сигналами по общей шине данных, в которой каждый пакет информации имеет свой адрес и предназначен только одному блоку управления или устройству. Стандарт разработан немецкой фирмой Bosch и представлен в 1986 году. Совершенствуется и развивается по сей день.
Сегодня даже самые простые автомобили оснащены протоколом CAN, что упрощает диагностику, повышает отказоустойчивость и делает проводку проще. Иногда в контексте автотематики аббревиатуру трактуют как car area network — «локальная сеть автомобиля».
Как работает CAN-шина
Если коротко, то основная суть протокола CAN — передача сигнала от блока управления к механизму (и обратно) по общей сети. А чтобы команду ошибочно не принял «чужой» исполнитель, каждый пакет информации имеет свой идентификатор — как каждое письмо в общем ящике имеет уникальный адресат. Таким образом, посланный одним из элементов сети сигнал «слышат» все участники, но только один из них принимает его к исполнению, распознавая свой адрес, зашифрованный в сигнале. В отличие от устаревших систем обмена информацией, CAN-шина имеет ряд ключевых отличий и преимуществ.
- Значительное снижение количества проводов. Если бы современный автомобиль, особенно дорогой и сложный, имел классическую проводку без CAN, его вес увеличился бы на несколько десятков килограмм.
- Упрощение диагностики. Достаточно подключить сканер в единый OBD-разъем, и все компоненты сети становятся доступны для проверки или программирования.
- Высокая скорость передачи данных. Что жизненно необходимо для современных блоков управления и механизмов.
- Помехоустойчивость. Важный момент при сегодняшнем обилии источников помех и наводок.
Как выглядит CAN-шина
Общий принцип работы CAN был описан выше, а если рассматривать физическую реализацию, то элементы проводки CAN выполнены витой парой. Это такая укладка проводов в изоляции, при которой они сплетены наподобие косички. Прежде всего, это повышает помехоустойчивость. Да и сам по себе плетеный провод в общей изоляции прочнее классической параллельной укладки жил.
Где находится CAN-шина
Если коротко — везде. Как обсудили выше, CAN-шина — это не какой-то один блок, провод или устройство. В качестве аналогии можно привести сеть Интернет. Определение CAN также включает в себя множество компонентов, объединенных универсальным форматом «общения».
В современном автомобиле практически все компоненты, имеющие электропроводку, объединены CAN-шиной: от блока управления двигателя до светодиода стоп-сигнала. Так, в случае выхода из строя последнего, водитель увидит предупреждение на панели приборов — обрыв зарегистрирует блок управления освещением, связанный с задним фонарем по CAN.
Виды CAN-шин
На сегодняшний день CAN-протокол продолжает развиваться, увеличивать скорость и эффективность обмена информацией. Основных типов можно выделить два:
- классическая CAN-шина. Обмен осуществляется со скоростью до 1 Мбит/сек.
- CAN FD-шина. Длина пакета данных увеличена с 8 до 64 байт, а максимальная скорость работы до 8 Мбит/сек.
Альтернативы CAN
Сегодня активно разрабатываются (и уже применяются) более продвинутые аналоги протокола CAN. Например, в MOST-шине используется не медный провод, а оптоволокно. Такое решение еще больше увеличивает производительность автомобильной сети — до 21 Мбит/сек.
Как проверить CAN-шину
Для диагностики автомобильной сети применяют несколько способов. Самый очевидный — ревизия на наличие механических повреждений проводки. Но проводку по всей ее длине просмотреть зачастую невозможно, поэтому неисправности ищут точечно.
- Проверка мультиметром. Удостоверяется наличие напряжения в витой паре, а также номинальные значения сопротивлений.
- Проверка осциллографом. Более сложный и профессиональный метод, требующий продвинутых навыков автоэлектрика. Исследуется прохождение и корректность управляющих сигналов.
- Проверка OBD-сканером. В ряде случаев на неисправность компонентов шины может указать компьютерная диагностика.