Elektronika je postala temelj vsakega pogonskega sklopa in je odgovorna za popolno funkcionalnost vozila. Zanimanje velikega dela avtomobilskih strokovnjakov za vgrajeno elektroniko je nekaj vrednega in hvalevrednega, in pravilno poučevanje o tem segmentu je najboljši način, da jih spodbudimo k nadaljnjemu učenju.
KRATEK UVOD V CENTRE UPRAVLJANJA
Nenehne in nebrzdane inovacije se zgodijo tako hitro in presegajo našo sposobnost predstavljanja. Medtem ko si prizadevamo razumeti določen sistem, je gotovo, da v istem trenutku skupina inženirjev in zdravnikov preučuje načine za izboljšanje tega, kar je v naših očeh že popolno. Kar zadeva strokovnjaka za popravila, je treba slediti takšnim trendom, bodisi s tehničnim recikliranjem, raziskavami, študijami materialov in drugimi sredstvi za posodabljanje našega znanja.
Zavedati se moramo, da je »mehanična delavnica« poimenovanje, ki ni več primerno za avtomobilske vzdrževalne ustanove zaradi več dejavnikov. Med njimi se izraz "Oficina", ki izvira iz latinskega "opificium", nanaša na prostor, kjer se popravila izvajajo ročno ali ročno, kar se ne ujema z metodologijo serviserja. Končno je poimenovanje »mehanika«, čeprav je primarna dejavnost v obratih, nepopoln opis obrata za popravilo avtomobilov, saj je elektronika vedno bolj prisotna in jo je treba obravnavati enako pomembno.
Edini predpogoj za pridobitev določenega znanja je resna želja po učenju, saj je znanje vsem dostopno.
Kontrolna enota elektronskega sistema vbrizgavanja je "motor za" celotno elektronsko arhitekturo motorja. Odgovoren za sprejemanje informacij prek senzorjev, njihovo obdelavo in razdeljevanje nalog drugim aktuatorjem.
Prvi sistem za vbrizgavanje, uveden v Braziliji v poznih osemdesetih letih, je bil "slavni" Bosch Le-Jetronic, večtočkovni sistem, ki ga nadzira analogna krmilna enota. Od takrat se je vsul "plaz" novih sistemov, vključno z Jetronic, Motronic in Monomotronic (Bosch), G6/7, Microplex, IAW (Magneti Marelli), EEC-IV in EEC-V (FIC), Multec (Delphi), Simos (Siemens), Digifant, med drugim. In s tem se je družina razširila z več drugimi sistemi.
Razen Le-Jetronic imajo drugi digitalni moduli za vbrizgavanje dva bistvena pomnilnika, in sicer pomnilnik RAM in EPROM.
VEDENJE, RAZUMEVANJE
IN PREVLADUJ
V zadnjih desetletjih tehnološki trendi na nebrzdan način zahtevajo ukrepanje s strani strokovnjakov in tehnično recikliranje ni več dejanje, ki bi pravilno razlikovalo nekatere serviserje od drugih, ravno nasprotno. Strokovna specializacija ni več "luksuz" in je postala obvezna zahteva, da ostanemo "ŽIVI" na trgu in predvsem zato, da ohranimo svojo nesporno strokovnost z vidika lastnikov. Popravila avtomobilov so in bodo vedno ena redkih panog, v katerih dejavnosti mehanske narave nikoli ne smemo podcenjevati, vendar je ta tehnološki trend z združitvijo z Eletroeletrônica Embarcada ustvaril velike možnosti tehnološke rasti v prid pozitivnim napredkom motorja Vozila, poleg tega, da izkazujejo koristno skrb za okolje z zmanjšanjem onesnaževal.
Ustrezno usposabljanje strokovnjaka za popravila o najnovejših elektronskih tehnologijah izraža ustrezno upoštevanje izjemne sposobnosti takšnih strokovnjakov, da se prilagodijo novim trendom, poleg tega, kar lahko lastnikom vozil zagotovimo, da bodo vedno v dobrih rokah.
PRIDOBIVANJE ZNANJA ZA UPORABO V PRAKSI
Glede na potrebo po strokovnjakih, specializiranih za avtomobilsko vgrajeno elektroniko, je vsaka spodbuda veljavna in vsako prizadevanje strokovnjaka, da se nenehno izpopolnjuje, postaja vse pomembnejša zahteva v segmentu popravil. Zato je vse, kar je v prid našemu strokovnemu izboljšanju, bistvenega pomena za naše delovanje z odličnostjo v našem avtomobilskem segmentu.
Tematike takšnih razsežnosti si zaslužijo skrben in čim bolj popoln pristop, zato je to gradivo le prvi del. Razumevanje spominov bo odprlo obzorja učenja med vama, zato je predanost ključ do skrivnosti.
MIKROKONTROLER
Mikrokontrolerji (fotografija 1) se uporabljajo v številnih vgrajenih sistemih, vključno z avtomobilskimi. Mikrokrmilniki so pomembni zaradi predstavljenih stroškov in koristi, namenjenih funkcijam, kot je digitalno krmiljenje naprav in procesov. Njegovo število funkcij je obsežno in njegova zaposljivost je 100 % ugodna.
Za razliko od programiranja za mikroprocesorje, ki imajo običajno operacijski sistem in BIOS, razvoj sistemov z mikrokrmilniki zahteva poseben operacijski sistem, imenovan RTOS.
Mikroprocesor, ki je odgovoren za izvajanje ukazov v sistemu, je izbran med tistimi, ki so na voljo na trgu, do določene mere določa procesorsko zmogljivost računalnika in tudi primarni niz ukazov, ki jih vsebuje. Operacijski sistem je zgrajen na tem kompletu.
Po drugi strani pa je mikroprocesor razdeljen na več enot, ki delujejo na visokih frekvencah. Ima aritmetično logično enoto, imenovano ALU, ki ima mikroprocesor manjše zmogljivosti kot mikrokrmilnik, čeprav je bistvo centra za upravljanje. Mikroprocesor ima med drugimi funkcijami pomnilnik, vhodno/izhodne naprave, krmilnike in pretvornike signalov, ki jih je mogoče programirati, da delujejo ali ne, in kadar je to primerno. Vsako od teh podpornih vezij na poseben način sodeluje s programi in na ta način pomaga oblikovati delovanje sistema vozila kot celote.
Flash pomnilnik, ki spada med mikrokontrolerje, se piše bajt za bajtom, vendar se lahko briše po blokih, poleg tega je pomembno vedeti, da je tak pomnilnik mogoče brisati in pisati omejeno število krat, saj takšni postopki skrajšajo življenjsko dobo mikrokontrolerjev.
RAM
Shranjuje podatke iz naključnih dostopov, shranjuje parametre, ki jih pošiljajo senzorji, tako da procesor enote izvaja matematične algoritme in razdeljuje naloge preostalemu sistemu. Ta pomnilnik lahko shranjuje tudi informacije o stanju sistema prek kod napak. RAM pomnilnik je mogoče testirati, kar upravičuje obstoj napajalne linije 30.
POMNILNIK EPROM
To je programabilni bralni pomnilnik in vsi parametri motorja so shranjeni v tem pomnilniku. Mnogi ga obravnavajo kot izključni pomnilnik za branje, vendar se to ne ujema z resničnostjo, saj je s pomočjo programskih jezikov ali opreme, ki se "infiltrira" v " srce sistema", mogoče spremeniti njegovo vsebino, tudi brez posebnega znanja.
Velika prednost digitalnega sistema je njegova sposobnost, da podatke shrani v pomnilnik EPROM in jih nato primerja s signali, ki jih pošiljajo senzorji. Če je katera koli vrednost izven parametrov, krmilna enota preide v fazo prilagajanja in poskuša popraviti nekoherentne kode. Vzporedno se v pomnilnik RAM zabeleži koda napake, voznik pa je obveščen, da je prišlo do napake v sistemu za vbrizgavanje.
POMNILNIK EEPROM IN FLASH POMNILNIK
Pomnilnik EEPROM je vrsta pomnilnika, v katerega morajo biti shranjene nekatere informacije, tudi ko pride do prekinitve napajanja. Lahko pa se prebere, napiše in izbriše neštetokrat. Trenutno pomnilnik EEPROM nadomešča pomnilnik Flash zaradi večjega prostora za shranjevanje in stroškovne učinkovitosti.
EEPROM IN FLASH POMNILNIKI V PROTI EPROM POMNILNIKU
Razlika med EPROM in EEPROM je v načinu programiranja in reprogramiranja pomnilnikov. EEPROM je mogoče programirati in izbrisati z uporabo poljske elektronske emisije (v industriji bolj znano kot »Fowler-Nordheim tuneliranje«).
EPROM ni mogoče izbrisati na enak način in so programirani prek mehanizma, znanega kot HCI, ki se uporablja za njegova plavajoča vrata. Izbris rezervnih informacij se izvede z virom ultravijolične svetlobe, ki se nanaša na ustrezno luknjo, čeprav je v praksi veliko EPROM-ov zapakiranih v plastiko, ki je neprozorna za UV svetlobo, zaradi česar je drugo programiranje neizvedljivo. Flash pomnilnik ima hibridni stil programiranja in njegov postopek ponastavitve temelji na istem postopku kot EEPROM.
NAPETOSTNI REGULATOR
Regulator napetosti (fotografija 2) je naprava, ki je običajno sestavljena iz polprevodnikov, z integriranimi vezji regulatorja napetosti, katere namen je vzdrževati izhodno napetost elektronskega vezja. Njegova glavna naloga je vzdrževati napetost, ki jo proizvaja alternator, v sprejemljivih mejah. V vsakem napetostnem regulatorju mora biti njegova napetost vedno višja od nazivne regulacijske napetosti. To je posledica dejstva, da če je napajalna napetost nižja od nominalne vrednosti IC regulatorja, ta izgubi svojo funkcionalnost in postane vezje brez kakršnega koli nadzora nad napetostnim tokom, ki teče skozenj.
Nekateri zmotno mislijo, da regulator napetosti opravlja svoje funkcije pri vhodnih napetostih nad in pod njegovo nazivno napetostjo, vendar so regulatorji učinkoviti le, ko je vhodna napetost višja od njihove regulacijske napetosti. Na instrumentni plošči regulator vzdržuje največjo napetost v mejah, ki jih določi vsak proizvajalec za napajanje celotnega tokokroga. Na ta način, če začne alternator ali akumulator dovajati napetost, ki je višja od tiste, ki jo podpira elektronsko vezje vozila, regulator ustrezno zniža to napetost v sprejemljive vrednosti. Vendar, če baterija ali alternator pošlje napetost v tokokrog, na primer 10 Vdc namesto 12 Vdc, se prilagoditev na 5 Vdc ne bo zgodila in sistem se bo napajal točno z vhodno napetostjo, to je 10 Vdc.
Dana krmilna enota ima lahko dva ali več regulatorjev napetosti, odvisno od zahtevane moči, poleg različnih vrednosti napajalne napetosti, namenjenih mikrokrmilnikom, mikroprocesorjem in tranzistorjem ter operacijskim ojačevalnikom.
CAN PROCESOR PROTOKOLA
To je integrirano vezje, namenjeno pošiljanju in prejemanju informacij iz sistema kot celote. Deluje lahko v običajnem načinu ali v stanju pripravljenosti.
Ko je v običajnem načinu (fotografija 3), prevzame vrednost “Low” ali CAN-Low. Vnos binarnih podatkov v vaše integrirano vezje poteka na binarni način (predstavljen z 1 in 0), vendar so konfigurirani v drugi obliki, ki omogoča večjo agilnost pri obdelavi. Pri pošiljanju podatkov v druge sisteme pride do obratnega procesa in prenos poteka tudi preko binarnih paketov. Za izvedbo pretvorbe takih podatkov imajo integrirana vezja module MUX in DEMUX (multiplekserji oziroma demultiplekserji).
V stanju pripravljenosti (fotografija 4) ostaneta oddajnik in sprejemnik deaktivirana, vendar je sprejemnik z nizko porabo energije odgovoren za spremljanje podatkov prek serijske izhodne podatkovne linije (TXD) in vhodnih podatkov (RXD).
Oddajno-sprejemna enota je povezana z vodilnimi linijami s svojima dvema vodilnima priključkoma CAN-HIGH in CAN-LOW, ki dajeta sistemu neprekinjeno možnost sprejemanja in oddajanja podatkov v diferencialnem načinu, tudi ko je linija CAN vklopljena Način pripravljenosti.
PROCESORJI LIN PROTOKOLA
LIN-Bus (lokalno povezovalno omrežje) je komunikacijski standard za vozila, uveden leta 1999. Vodilo LIN je sistem podatkovnega protokola, ki velja za počasnega in se uporablja kot poceni možnost za podomrežja CAN Line, predvsem v sistemih, ki ne zahtevajo precejšnje hitrost prenosa. Protokol LIN je sestavljen iz LIN-Master in LIN-Slave.
Podatki se prenašajo zaporedno, z osmimi podatkovnimi biti in enim začetnim in končnim bitom ter brez paritetnega bita. Bitna hitrost se giblje od 1 kbaud do 20 kbaud. Podatki na vodilu so razdeljeni na pakete visoke ravni in pakete nizke ravni. Običajni čas pošiljanja in prejemanja informacij upošteva LIN-Master Clock. Vaš avtobus lahko doseže dve stanji, in sicer Sleep (Hibernate) in Active (Active). Protokol LIN je serijski komunikacijski protokol, zasnovan za nadzor enostavnejših elektronskih komponent vozila, kot sta sistem za udobje in razvedrilo. Glavne prednosti protokola LIN so nizki stroški, komunikacija po eni sami žici 12 Vdc in pomanjkanje kristalov s frekvencami, višjimi od 20 Kilobit/s. Do začetka leta 2000 so evropska vozila večinoma imela komunikacijske linije, kot sta K-Leitung in L-Leitung, v katerih so bila vodila CAN uporabljena le za sisteme z vbrizgavanjem, zavore in zračne blazine.
PIEZELECTRIC SENZOR - SIGNAL “URA”
V vgrajeni elektroniki, predvsem v primeru centrov za upravljanje, ki uporabljajo sinhrona digitalna vezja, je ura (v angleščini Clock) piezoelektrični senzor, ki v notranjosti vsebuje kristal s fiksno resonančno frekvenco, katerega impulzi služijo za ohranjanje čim natančnejšega časa obdelave enega ali več sistemov. Njegovo vlogo lahko primerjamo z vlogo "maestra pred svojim orkestrom", ki narekuje, da vsi nastopajo v istem ritmu in času. Signal ure niha med visokim in nizkim stanjem, običajno uporablja delovni cikel 50 % in ustvarja pravokotni val, in čeprav se njegova frekvenca razlikuje od enega modela do drugega, so v primeru avtomobilskih sistemov največja nihanja 5 MHz. skupno.
OPERACIONI OJAČEVALNIK Z INTEGRIRANIM VEZJEM
Čeprav je ta oznaka nekoliko abstraktna, ima ta elektronska komponenta (fotografija 5) ključnega pomena pri delovanju drugih, ki pripadajo tiskanemu vezju.
Jasno in jedrnato, ta komponenta ima številne aplikacije, od stabilizacije signalov, generiranja frekvenc, pretvarjanja analognih signalov v digitalne in obratno, generiranja valovnih oblik, njihovega ojačanja in dušenja.
OPERACIJSKI OJAČEVALNIK
Na zgornji sliki (fotografija 6) lahko vidimo obstoj Vcc- in Vcc+ in normalno bi bilo, da bi imeli vprašanja o tem, da nimamo ozemljitvenega terminala. Toda v primeru operacijskega ojačevalnika je to povsem normalna in opravičljiva situacija. Takšno integrirano vezje se napaja s simetrično napetostjo in ne nujno s pozitivnim polom in ozemljitvijo, kot je prikazano spodaj (fotografija 7):
Zato je pri diagnosticiranju tiskane plošče bistvenega pomena, da imamo dovolj znanja o analiziranih komponentah.
V drugem delu tega gradiva bomo obravnavali izvedbo diferenciranih testov, ki temeljijo na konceptih, ki jih je izdelal Development Engineering, vendar so pojasnjeni na jasen in razumljiv način.
