Contenuto
- Unità di controllo elettroniche
- Controller Area Network
- Nessun bug, nessuno stress: la tua guida passo passo alla creazione di software che ti cambia la vita senza distruggere la tua vita
- Diagnostica integrata (OBD)
- Conclusione
Fonte: Locha79 / Dreamstime.com
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Proprio come una grande organizzazione con molti dipartimenti, la tua auto ha molti sistemi che devono comunicare tra loro per funzionare correttamente. Questo è gestito dalla Controller Area Network.
Negli anni passati, un meccanico di alberi da ombra poteva diagnosticare e riparare la propria automobile con un certo grado di semplicità. Oggi potrebbe richiedere maggiore raffinatezza tecnica e know-how informatico. La tua auto è diventata più che un mezzo di trasporto meccanico: è un sistema informatico di grande complessità. In effetti, la tua auto potrebbe persino contenere una raccolta di nodi di computer collegati lungo un'architettura di rete di autobus. I nodi vengono definiti ECU e la topologia del bus è denominata Controller Area Network (CAN).
Unità di controllo elettroniche
Centralina elettronica (ECU) è il termine generico per i dispositivi che controllano i sistemi elettrici nelle automobili di oggi. Esistono molti tipi di ECU e le loro funzioni variano. Alcune auto altamente ingegnerizzate possono contenere fino a 100 ECU. Eseguono varie funzioni, tra cui:
- Controllo del motore
- Controllo della trasmissione
- Controllo del freno
- Speed assist
- Park assist
- Climatizzatore automatico
- Controllo di trazione
- Controllo del sistema frenante antibloccaggio
La nomenclatura può differire tra i produttori di veicoli. L'ECU che gestisce il motore è chiamato modulo di controllo del motore (ECM) o unità di controllo del motore (ECU). Questo duplice uso di ECU per fare riferimento a un'unità di controllo elettronica generica o allo specifico modulo di controllo del motore può essere fonte di confusione. Spesso il modulo di controllo del motore e l'unità che controlla la trasmissione sono combinati in una centralina chiamata modulo di controllo del gruppo propulsore (PCM). Molte persone pensano all'ECM o al PCM come alla "CPU" dell'automobile. La verità è che le varie centraline installate in tutta l'auto eseguono operazioni distinte e funzionano come singoli nodi all'interno dell'architettura della rete automobilistica. (Per ulteriori informazioni sulla tecnologia presente nelle auto moderne, vedere Acquisto di una nuova auto ... Ehm, computer.)
I produttori hanno perseguito obiettivi ambiziosi nel miglioramento e nel progresso della tecnologia dei loro veicoli. L'elenco di 10 importanti progressi nella tecnologia automobilistica di Computerworld nel 2016 è reso possibile in gran parte grazie a questo nuovo ambiente di computer in via di sviluppo. Con l'ausilio di computer di bordo, i progettisti mirano all'ottimizzazione in molti modi, come ad esempio il rapporto aria-carburante ideale di 14,7 a 1.
Le centraline rendono questi processi di miglioramento automatici e in tempo reale. In un sistema a circuito chiuso, più sensori raccolgono informazioni dalla rete e comandi agli attuatori che forniscono gli interventi necessari per ottenere i migliori risultati. L'uscita dei sensori indica al sistema cosa sta facendo la macchina; quindi l'inserimento di nuove istruzioni apporta le correzioni necessarie. Le centraline sfruttano le informazioni fornite da sensori come questi:
- Sensore di temperatura del liquido di raffreddamento del motore
- Sensore di temperatura dell'aria
- Sensore di pressione assoluta del collettore
- Debimetro
- Regolatore aria al minimo
- Sensore albero motore
- Sensore albero a camme
- Sensore dell'ossigeno
- Sensore di detonazione
I componenti di una ECU includono convertitori da analogico a digitale, convertitori da digitale ad analogico, condizionatori di segnale, chip di comunicazione, cluster di strumenti e sensori intelligenti. Le informazioni che possono apparire come analogiche possono essere convertite in digitali per l'elaborazione elettronica. Tutti questi dati vengono inviati lungo una topologia di autobus chiamata ...
Controller Area Network
Questa è in realtà una rete di computer digitale che comunica con le varie centraline in tutta l'automobile. Ciascun nodo ECU gestisce l'input e l'output delle informazioni mentre si interfaccia con i componenti meccanici ed elettrici del veicolo. Tali input come temperatura ambiente, temperatura del liquido di raffreddamento, flusso d'aria e posizione di accelerazione vengono elaborati e attivati come iniezione di carburante, fasatura dell'accensione, turbo boost e così via. Le reti CAN forniscono un circuito di feedback continuo.
Lo stack del protocollo CAN può essere confrontato con i due livelli inferiori del modello OSI. Il livello fisico OSI è correlato a tre livelli fisici nel modello CAN. Il livello di collegamento dati trova la parità con i livelli di controllo del collegamento logico (LLC) e MAC (Media Access Control) in CAN. Ulteriori informazioni sulla tecnologia sono disponibili nella ISO 11898-1: 2015 - Veicoli stradali - Controller Area Network (CAN).
Nessun bug, nessuno stress: la tua guida passo passo alla creazione di software che ti cambia la vita senza distruggere la tua vita
Non puoi migliorare le tue capacità di programmazione quando a nessuno importa della qualità del software.
Il bus Controller Area Network è stato introdotto da Robert Bosch GmbH nel 1983. Ogni nodo CAN include un microcontrollore, un controller CAN e un ricetrasmettitore CAN. CAN è un protocollo basato su che utilizza un identificatore a 11 bit (formato standard) o un identificatore a 29 bit (formato esteso con 18 bit extra).I componenti del bus CAN includono hardware e software (in realtà firmware), che possono essere effettivamente modificati e modificati con chip o comandi software aggiuntivi.
CAN utilizza un processo di arbitrato per regolare il traffico simile a CSMA / CD nel protocollo Ethernet. All'interno della tecnologia del veicolo, CAN può essere integrato da altri metodi come Flexray, che utilizza TDMA e opera fino a 10 megabit al secondo, o Local Interconnect Network (LIN), che è un protocollo di rete seriale a filo singolo. È stata presa in considerazione la possibilità di sostituire Flexray con Ethernet, il che fornirebbe alcuni notevoli vantaggi. Il bus CAN è uno dei cinque standard di protocollo riconosciuti dalla tecnologia nota come ...
Diagnostica integrata (OBD)
OBD-II ha sostituito l'OBD originale nel 1996. Inizialmente mirato alla gestione delle emissioni per soddisfare le normative governative, il nuovo standard si è evoluto per includere una serie di funzionalità. Come diagnostica digitale, OBD-II utilizza un ampio database di codici, che puoi trovare su http://www.troublecodes.net/. Ad esempio, il codice P0171 è un codice di trasmissione generico che significa "il sistema è troppo snello". I codici a cinque cifre sono rappresentati in questo modo:
- - area (carrozzeria, telaio, trasmissione, rete a U)
- # - codice del produttore
- # - sistema
- # - problemi specifici
- # - problemi specifici
Puoi estrarre i codici OBD-II dal tuo veicolo in vari modi. La maggior parte dei negozi di ricambi auto tirerà fuori un dispositivo che si collega a una porta del computer sotto il cruscotto. Oppure potresti procurarti uno strumento scanner e leggere il codice come spiegato da Wikihow. Puoi persino hackerare il computer della tua auto con il cavo giusto, il laptop e il software dedicato. Alcune delle interfacce grafiche possono fornire una visione straordinaria del funzionamento interno del tuo computer. Basta essere consapevoli del fatto che qualsiasi hacking che si può fare è a proprio rischio e non raccomandato da questo sito Web! (Per informazioni sulla connettività cloud nei veicoli, vedi Cloud Computing for Vehicles: Tomorrows High-Tech Car.)
Conclusione
Abbiamo detto che la tua auto è un computer. In realtà sembra che la tua auto sia composta da più computer in una rete complessa. I microprocessori della tua automobile del modello recente possono fornire un controllo sofisticato del motore, una diagnostica avanzata, nuove funzioni di sicurezza o comfort e persino una riduzione dei cablaggi. I vantaggi di questo sistema informatico all'avanguardia offrono enormi vantaggi, ma alcuni direbbero che la semplicità della riparazione dei veicoli domestici è ormai lontana.
Ho trascorso molte ore da giovane lavorando a fianco di mio padre sui nostri veicoli - scambiando parti, regolando i tempi, manipolando le miscele di carburante, lavorando sui freni - lo chiami. Era stato un meccanico aeronautico durante la seconda guerra mondiale e ha lavorato 32 anni come elettricista in una fabbrica. Non avrei mai immaginato che la mia comprensione potesse reggere il confronto con la sua quando si tratta di riparazioni di automobili. Ora mi chiedo se tutti quegli anni come ingegnere di rete possano fare domanda qui. Mi chiedo anche quanto tempo ci vorrà perché le auto diventino autocoscienti, come la macchina KITT di David Hasselhoff nella serie TV "Knight Rider". Non puoi fermare i progressi.