Este documento descreve um curso de Sistemas de Informação e Comunicação oferecido pelo Instituto do Emprego e Formação Profissional de Castelo Branco, Portugal. O curso tem duração de 50 horas e é ministrado por Paulo Santos. O documento também discute tipos de sistemas de informação, incluindo arquiteturas centralizadas e distribuídas.
1. Sistemas de
informação e
comunicação
UFCD-5027
Duração – 50 Horas
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53. Tipos de sistemas de informação
O modo como os sinais são analisados, processados e a partir de então gerados os sinais de ações
podem ter arquiteturas centralizadas ou distribuídas.
a) Arquitetura Centralizada
Na arquitetura centralizada temos uma ECU central que recebe as informações de sensores e
comandos e as processa fornecendo saídas, conforme mostra a figura .
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54. Tipos de sistemas de informação
A ECU contém tanto o hardware como o software para a leitura das entradas, processamento a
fornecimento dos sinais de saída.
O software é o "programa" que controla o funcionamento do veículo e o hardware consiste nos
circuitos que permitem trabalhar com sinais fornecidos por sensores e comandos e que fornecem
sinais que podem agir diretamente sobre os elementos efetores.
A principal vantagem desse sistema está na simplicidade do hardware que consiste basicamente de
sensores e atuadores, uma unidade de processamento (ECU) e os sensores/atuadores que devem ser
controlados.
A ECU varre constantemente as entradas, fornecendo nas saída os sinais necessários aos atuadores.
A principal desvantagem está na necessidade de todo cabeamento convergir para essa unidade, o
que além de tornar a fiação volumosa dificulta a manutenção.
Outro problema está na possibilidade de se expandir ou alterar o sistema, pois isso exigiria
modificação do hardware e do software, o que não é simples.
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55. Tipos de sistemas de informação
b) Arquitetura distribuída
Nessa arquitetura são usadas diversas ECUs colocadas em pontos apropriados do
veículo. Cada uma é destinada a execução de determinadas funções atuando sobre
determinados sensores e também se comunicando com outras ECUs conforme mostra a
figura .
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56. Tipos de sistemas de informação
Neste sistema também é possível fazer com determinas ECUs apenas leiam as informações de
sensores e comandos enquanto que outras apenas controlem atuadores.
Essa arquitetura apresenta diversas vantagens.
Uma delas consiste na necessidade de pouco cabeamento para o carro, já que as ECUs podem ser
instaladas junto aos locais em que devem controlar (sensores e atuadores).
Essa redução do cabeamento também reduz o tempo de manufatura e torna o sistema mais robusto.
Menor número de contactos leva a uma menor possibilidade de falhas.
Outro ponto importante a ser considerado é que ele permite uma fácil ampliação do sistema, já que
apenas uma ECU é alterada.
A desvantagem está na necessidade de se ter um sistema segura de comunicação entre as ECUs.
Como isso é feito é determinado pelo que se denomina Protocolo de Comunicação.
A presença desse protocolo exige um software de controle para a rede, sendo difícil a determinação
ideal da velocidade com que cada elemento envie ou receba os dados que devam ser processados.
O maior problema que os projetistas de automóveis encontram é criar uma arquitetura que, com um
mínimo de custo ofereça as funções que os usuários desejam com o máximo de confiabilidade.
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57. Exemplos de Sistemas
arquitetura elétrica centralizada.
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58. Arquitetura elétrica centralizada.
temos um sistema de controle (iluminação externa e vidros elétricos). quatro módulos principais, o ECM
(Módulo de controle do motor), Rádio, IPC (Instrumentos do Painel) e o BCM (Módulo de Controle da
Carroceria).
Quando em funcionamento, o BCM recebe os sinais de entrada dos interruptores de comando dos sistemas
correspondentes. Trabalhando com as informações recebidas, ele atua de forma discreta nas saídas que são os
motores elétricos e lâmpadas.
Veja que o BCM centraliza o controle desses sistemas sendo totalmente independente dos outros módulos
existentes no veículo.
Ao mesmo tempo, o ECM, Rádio e o IPC recebem sinais de entrada os quais são processados aparecendo nas
saídas correspondentes. ignição habilitando ou desabilitando o liga/desliga enquanto que o IPC recebe o sinal
do sensor de velocidade passando a indicação ao indicador no painel.
Veja que não há necessidade de protocolos de comunicação para esse funcionamento conjunto, pois a ECU
tem entradas e saídas discretas que operam com os sinais, e um algoritmo de controle.
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59. Arquitetura Elétrica Distribuída
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60. Neste caso, existem três ECUs conectadas por três redes de comunicação de dados interna.
A primeira rede, Rede 1, é responsável pela troca de dados entre o ECM e o BCM1, trabalhando com uma taxa
de transmissão de dados de alta velocidade.
A segunda, Rede 2, é responsável pelo interfaceamento o rádio e o IPC, operando em média velocidade.
Finalmente, temos a Rede 3 que se faz o interfaceamento entre os BCMs 1 e 2 e o IPC, trabalhando em baixa
velocidade.
Veja que, nesta arquitetura um sinal recebido por uma das ECUs pode ser enviado para qualquer outra,
através das redes de comunicação.
Um exemplo de como isso funciona pode ser dado para o caso de um sensor de velocidade na roda dianteira
que envia o sinal para o BCM1, por estar mais próximo, e depois o retransmite para o IPC pela rede 3, de
modo a haver a sua indicação no painel.
Veja que esse mesmo sinal pode também ser usado por outro bloco.
Esse é o princípio da rede CAN ou CAB-Bus, onde cada unidade de comando ligada à rede deve suprir suas
necessidades em função do uso de cada unidade de processamento.
Assim, a unidade de gerenciamento do motor recebe o sinal da posição da borboleta e o utiliza esses dados
também para que eles possam ser usados para comandar a transmissão automática, a unidade do ABS, o
controle de potência, etc.
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61. Protocolos
Na rede CAN temos um protocolo em que os bits são organizados de tal forma que as unidades
possam se comunicar sem problemas. Esse protocolo consta de sete partes com as seguintes
funções:
Começo - esse campo utiliza um bit para marcar o começo da transmissão ou recepção de dados.
Estado - esse campo utiliza 11 bits para a definição da prioridade do protocolo.
Controle - são 6 bits que definem a quantidade de informações que vai ser recebida ou enviada.
Dados - são as informações transmitidas ou recebidas propriamente ditas.
Verificação - este campo é composto por 16 bits que são utilizados para detectar falhas na
transmissão dos dados.
Confirmação - são dois bits utilizados para indicar que os dados foram recebidos corretamente.
Fim - esse campo tem 7 bits que são utilizados para indicar o fim da transmissão do "pacote" de
dados.
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62. Cada pacote de dados ou datagrama é transmitido em tempos que variam entre 0.25 e 20 milisegundos, dependendo da unidade e da
função.
Um ponto importante para o eletricista de automóveis é que o diagnóstico de problemas de funcionamento de veículos que utilizam esse
sistema é que ele pode ser feito pelo rastreamento dos sinais.
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63. Através de um único conector OBD II é possível
rastrear todos os sistemas.
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64. Temos o Rhaster RX da Tecnomotor, um Equipamento que permite
comunicar com as centrais eletrônicas dos veículos e consequentemente
acessar qualquer informação disponível.
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83. Simbologia auto – Padrao de cores
Além do significado propriamente dito que têm, as luzes do quadrante obedecem também a
um padrão de cores. Se for uma luz amarela ou laranja, isso representa uma advertência
sobre um eventual defeito que, se for negligenciado, pode agravar-se. Uma luz amarela acesa
não exige, necessariamente, que o condutor pare de imediato, mas deve levá-lo a que,
quanto antes, verifique numa oficina o que se trata. Deixar andar será prior.
Se a luz for vermelha, deverá parar o veículo imediatamente ou quando possível. No
quadrante, as luzes vermelhas estão associadas a situações de emergência ou outras
situações críticas que carecem de uma reparação urgente.
As luzes verdes ou azuis que se acendem no quadrante são informativas ou indicativas: dão
conta de que as luzes, por exemplo, estão ligadas. As luzes verdes ou azuis não transmitem,
contudo, qualquer indicação sobre se há alguma avaria ou não. Ainda assim, no caso do pisca,
se no tablier o sinal do pisca começar a acender de modo intermitente a uma cadência mais
acelerada, significa que temum dos piscas desse lado fundido.
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84. Simbologia auto
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85. Desembaciador do óculo traseiro
O desembaciador do vidro de trás do carro é representado por este símbolo. A tecla que o liga tem
o mesmo pictograma.
Faróis de nevoeiro
Quando as luzes de nevoeiro da frente são ligadas é a luz do lad esquerdo que se acende (raios
projetados para baixo). Se forem as luzes de nevoeiro traseiras, é a luz do lado direito que se liga
(raios paralelos ao solo).
Máximos
Quando são ligados os máximos é este o sinal que aparece no quadrante.
Combustível
Se tiver muito pouco combustível, esta é a luz que se acende. Indica que o nível da gasolina ou
gasóleo entrou na reserva. Reabasteça assim que puder.
Luzes
Quando são ligadas as luzes, mínimos e médios, este é o símbolo que se acende.
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Serviço de Formação Profissional de Castelo Branco
86. EFA NS PRO
Formador:
Paulo Santos
INSTITUTO DO EMPREGO E FORMAÇÃO PROFISSIONAL, I.P.
Delegação Regional do Centro
Centro de Emprego e Formação Profissional de Castelo Branco
Serviço de Formação Profissional de Castelo Branco
QUESTÕES !!!