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REDE CAN - Tráfego de Dados, Conectividade e automação em Automóveis – Parte I

                                   Por Luiz Dos Reis Lana
                                   Gestor/consultor técnico em serviços autorizados desde 1981
                                   Luizlana@somambiente.com.br


Inversamente como acontece com muitas tecnologias, onde primeiro inicia-se o uso massivo para depois
ir para o automóvel, a rede CAN – (ou barramento Controller Area Network nasceu para uso inicial em
automóveis e hoje já conecta diferentes dispositivos em diferentes áreas e situações, migrando para
outros meios em virtude de sua robustez, performance e diferentes meios e formas de aplicações.

Controller Area Network – a rede CAN para automóveis é um protocolo de comunicação serial
síncrono onde as mensagens trocadas entre os módulos no veículo (dispositivos ECUs, multimídia,
navegação etc) operam em sincronia. foi idealizada em 1983, onde houve à partir daí, em virtude de
suas características, vastas aplicações e funções: aceitabilidade maciça e apoio pela indústria
automobilística, apoio de grandes nomes da indústria de automação e em outros segmentos como por
exemplo: Intel e Philips, e ainda onde é aplicada, a eletrônica embarcada - termo que designa um
sistema eletrônico montado em uma aplicação móvel; que pode ser: um automóvel, barco, navio ou avião.
A rede CAN é altamente utilizada onde exige-se confiabilidade em virtude de envolver vidas humanas
como em equipamentos médicos, em elevadores, automação de fábricas e por isso ela é amplamente e
cada vez mais hoje,           utilizada para automóveis, onde equipamentos microprocessados e
microcontrolados como: centralinas, ECU (unidade eletrônica de controle – que recebe, controla,
processa dados e realiza funções), Interfaces Homem Máquina, centrais de comando, cds com comando
de bordo e uma infinidade de outros que precisam se “comunicar e conversar” entre si no veículo. Uma
ECU, possui hardware e software que proporciona a leitura dos dados, permitindo controlar dispositivos e
realizar funções. A rede CAN – é uma rede de troca de dados, não é atualmente utilizada somente em
automóveis pelas montadoras , certamente morando-se em um grande centro já utilizou uma hoje em:
elevadores, metrôs, máquinas de tecelagem, máquinas de empacotamento etc. Estas diferentes aplicações
da rede CAN se dão graças à sua confiabilidade de transmissão onde há garantia de 100% de eficiência no
tráfego de dados entres as ECUs e dispositivos que interage. Algumas características desta rede são: -
capacidade multi-mestre: onde os módulos podem se tornarem mestres em determinado momento e
escravos em outro, - capacidade multicast: sendo qualquer mensagem enviada para todos os módulos
existentes na rede simultaneamente, - trabalha com freqüências até 1 Mhz., - comprimento do chicote no
veículo até 40 metros, - velocidade de transmissão inversamente proporcional ao comprimento do
barramento, - cada bit (0 e1) é transmitido por um valor de tensão específico e constante.

A figura 1 e a Figura 2 mostra a linha do tempo inicial e importância da rede CAN
Fig 1 e 2 - Time line e criação da CIA (Can in automation) e CAL (Can Application Layer), evolução e sedimentaçao do CAN.

O protocolo CAN – Protocolo de comunicação serial, proporciona alta confiabilidade no tráfego de
dados, não importando o tipo de arquitetura elétrica utilizada no veículo: Arquitetura centralizada,
onde um único modulo ECU controla todo o veículo ou Arquitetura distribuída, onde várias ECUs se
interagem entre si para fazer diversas funções existentes no veículo como: ECM – controle do motor,
ABS, sistema de iluminação, Painel de instrumentos, dentre vários outros.

A maior parte dos veículos comercializados atualmente possui em seus sistemas de controle eletrônicos,
funções controladas individualmente onde cada módulo ou setor, controla uma função. A interação do
funcionamento destes módulos individuais de controle dá ao motorista e usuários do veículo a sensação
de uma unidade única controlando tudo, um sistema integrado, como se fosse um cérebro. A figura 2
mostra uma inter-relação entre informações e algumas funções disponíveis em um veículo, onde observa-
se como cada função é afetada e afeta a outra.

                                      Sistema de        Central de        Painel de                              Limpador
                                                                                            Freios “ABS”
                                      Alarme            Travas            instrumentos                           vidro vigia



                   Chave de
                   Ignição




                   Interruptor
                   da marcha
                   ré



                   Velocidade
                   do motor
Velocidade
                 do veículo




                 Sinal de
                 porta
                 Aberta

                              Figura 2 – Informações versus Funções em um veículo




Veja que a informação da velocidade do veículo por exemplo “conversa”com à central de travas (auto
look) com o carro após partida, painel de instrumentos e sistema de freios; já o sinal de porta aberta
atua e conversa com o sistema de alarme, central de travas, e painel de instrumentos.

Algumas aplicações da rede CAN em automóveis são: gerenciamento eletrônico da motorização do
veículo e combustível, ABS, eletrônica embarcada (equipamentos eletrônicos instalados no veículo),
entretenimento, diagnóstico, multiplexação de sinais. Uma das aplicabilidades da rede CAN mais
conhecidas e próxima do usuário em um veículo, é para sistemas de entretenimento, como rádios
conjugados com sistema de computador de bordo, telefones celulares, displays e vários outros

Por possuir mais de 20 anos de mercado a rede CAN hoje é adotada por varias montadoras de veículos ao
redor do mundo como: Audi, BMW. Porshe, Citroen, Renault, Saab, Wolkswagen, Volvo, Daimler-
Chrysler dentre varias outras e em equipamentos de áudio automotivos originais de montadoras como
Kenwood, Visteon, Siemens, Becker, Blaupunkt, Alpine, Clarion. Um automóvel de luxo Por exemplo,
pode abrigar mais de 80 centrais ECUs que se comunicam através da rede CAN.

Na segunda parte deste artigo continuaremos falando da rede CAN e citarei dicas e exemplos práticos.

Até a próxima.

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Rede Can TráFego De Dados E Conectividade De Dispositivos Em AutomóVeis Parte I

  • 1. REDE CAN - Tráfego de Dados, Conectividade e automação em Automóveis – Parte I Por Luiz Dos Reis Lana Gestor/consultor técnico em serviços autorizados desde 1981 Luizlana@somambiente.com.br Inversamente como acontece com muitas tecnologias, onde primeiro inicia-se o uso massivo para depois ir para o automóvel, a rede CAN – (ou barramento Controller Area Network nasceu para uso inicial em automóveis e hoje já conecta diferentes dispositivos em diferentes áreas e situações, migrando para outros meios em virtude de sua robustez, performance e diferentes meios e formas de aplicações. Controller Area Network – a rede CAN para automóveis é um protocolo de comunicação serial síncrono onde as mensagens trocadas entre os módulos no veículo (dispositivos ECUs, multimídia, navegação etc) operam em sincronia. foi idealizada em 1983, onde houve à partir daí, em virtude de suas características, vastas aplicações e funções: aceitabilidade maciça e apoio pela indústria automobilística, apoio de grandes nomes da indústria de automação e em outros segmentos como por exemplo: Intel e Philips, e ainda onde é aplicada, a eletrônica embarcada - termo que designa um sistema eletrônico montado em uma aplicação móvel; que pode ser: um automóvel, barco, navio ou avião. A rede CAN é altamente utilizada onde exige-se confiabilidade em virtude de envolver vidas humanas como em equipamentos médicos, em elevadores, automação de fábricas e por isso ela é amplamente e cada vez mais hoje, utilizada para automóveis, onde equipamentos microprocessados e microcontrolados como: centralinas, ECU (unidade eletrônica de controle – que recebe, controla, processa dados e realiza funções), Interfaces Homem Máquina, centrais de comando, cds com comando de bordo e uma infinidade de outros que precisam se “comunicar e conversar” entre si no veículo. Uma ECU, possui hardware e software que proporciona a leitura dos dados, permitindo controlar dispositivos e realizar funções. A rede CAN – é uma rede de troca de dados, não é atualmente utilizada somente em automóveis pelas montadoras , certamente morando-se em um grande centro já utilizou uma hoje em: elevadores, metrôs, máquinas de tecelagem, máquinas de empacotamento etc. Estas diferentes aplicações da rede CAN se dão graças à sua confiabilidade de transmissão onde há garantia de 100% de eficiência no tráfego de dados entres as ECUs e dispositivos que interage. Algumas características desta rede são: - capacidade multi-mestre: onde os módulos podem se tornarem mestres em determinado momento e escravos em outro, - capacidade multicast: sendo qualquer mensagem enviada para todos os módulos existentes na rede simultaneamente, - trabalha com freqüências até 1 Mhz., - comprimento do chicote no veículo até 40 metros, - velocidade de transmissão inversamente proporcional ao comprimento do barramento, - cada bit (0 e1) é transmitido por um valor de tensão específico e constante. A figura 1 e a Figura 2 mostra a linha do tempo inicial e importância da rede CAN
  • 2. Fig 1 e 2 - Time line e criação da CIA (Can in automation) e CAL (Can Application Layer), evolução e sedimentaçao do CAN. O protocolo CAN – Protocolo de comunicação serial, proporciona alta confiabilidade no tráfego de dados, não importando o tipo de arquitetura elétrica utilizada no veículo: Arquitetura centralizada, onde um único modulo ECU controla todo o veículo ou Arquitetura distribuída, onde várias ECUs se interagem entre si para fazer diversas funções existentes no veículo como: ECM – controle do motor, ABS, sistema de iluminação, Painel de instrumentos, dentre vários outros. A maior parte dos veículos comercializados atualmente possui em seus sistemas de controle eletrônicos, funções controladas individualmente onde cada módulo ou setor, controla uma função. A interação do funcionamento destes módulos individuais de controle dá ao motorista e usuários do veículo a sensação de uma unidade única controlando tudo, um sistema integrado, como se fosse um cérebro. A figura 2 mostra uma inter-relação entre informações e algumas funções disponíveis em um veículo, onde observa- se como cada função é afetada e afeta a outra. Sistema de Central de Painel de Limpador Freios “ABS” Alarme Travas instrumentos vidro vigia Chave de Ignição Interruptor da marcha ré Velocidade do motor
  • 3. Velocidade do veículo Sinal de porta Aberta Figura 2 – Informações versus Funções em um veículo Veja que a informação da velocidade do veículo por exemplo “conversa”com à central de travas (auto look) com o carro após partida, painel de instrumentos e sistema de freios; já o sinal de porta aberta atua e conversa com o sistema de alarme, central de travas, e painel de instrumentos. Algumas aplicações da rede CAN em automóveis são: gerenciamento eletrônico da motorização do veículo e combustível, ABS, eletrônica embarcada (equipamentos eletrônicos instalados no veículo), entretenimento, diagnóstico, multiplexação de sinais. Uma das aplicabilidades da rede CAN mais conhecidas e próxima do usuário em um veículo, é para sistemas de entretenimento, como rádios conjugados com sistema de computador de bordo, telefones celulares, displays e vários outros Por possuir mais de 20 anos de mercado a rede CAN hoje é adotada por varias montadoras de veículos ao redor do mundo como: Audi, BMW. Porshe, Citroen, Renault, Saab, Wolkswagen, Volvo, Daimler- Chrysler dentre varias outras e em equipamentos de áudio automotivos originais de montadoras como Kenwood, Visteon, Siemens, Becker, Blaupunkt, Alpine, Clarion. Um automóvel de luxo Por exemplo, pode abrigar mais de 80 centrais ECUs que se comunicam através da rede CAN. Na segunda parte deste artigo continuaremos falando da rede CAN e citarei dicas e exemplos práticos. Até a próxima.