Электрические системы и схемы

Электрические системы и схемы

Системный подход

Что такое система?

Система - термин, используемый для описания совокупности связанных между собой компонентов, которые взаимодействуют как одно целое. Система автострад, система образования или компьютерная система, - вот три примера различных снегам. Часто большая система состоит из множества подсистем, каждая из которых, в свою очередь, может быть составлена из еще меньших систем и так далее (рис. 4.1).

Для дальнейшего изложения материала полезно дать еще одно определение системы: «группа устройств, выполняющих общую задачу».

Использование системного подхода помогает разбивать чрезвычайно сложные технические объекты на легко контролируемые части. Следует отметить, однако, что очень важны связи между меньшими частями и их границы. Во многих случаях границы систем могут перекрываться.

Современное автотранспортное средство — очень сложная система, и само по себе является только малой частью большой транспортной системы страны. Возможность разделить автотранспортное средство на системы многих уровней помогает в его проектировании и конструировании. В частности, системный подход помогает понять, как работает некая подсистема и. кроме того, как приступить к ее восстановлению, когда она неисправна.

Системы транспортного средства

Разбиение автотранспортного средства на подсистемы — нелегкая задача, потому что эго может быть сделано многими различными способами. С позиций этой книги удобно разбиение на механические и электрические системы. Это разделение, впрочем,

может не только решить ряд проблем, но и создать их. Например, к какой половине мы отнесем систему антиблокировики тормозов, к механической или электрической? Я отвечаю - конечно, к обеим!

Однако даже при наличии этой проблемы разделение на системы все же в состоянии облегчить изучение только одной части транспортного средства и устраняет необходимость пытаться постичь сразу все целиком. Большинство глав в этой книге

описывают главные подсистемы транспортного средства, а подзаголовки указывают па дальнейшее их разделение. На рис. 4.2 показана упрощенная блок-схема систем автомобиля.

Как только систематизирован сложный набор взаимодействующих частей, могут быть более подробно исследованы назначение и функционирование каждой части. Функциональный анализ определяет, что каждая часть системы должна делать и, наоборот, помогает определить, как каждая часть

работает на самом деле. Важно еще раз подчеркнуть, что связи и взаимодействия между различными подсистемами - очень важный аспект. Без анализа этой взаимосвязи не ответить, например,

на вопрос, как потребление энергии системой освещения транспортного средства будет влиять на функционирование системы зарядки?

Чтобы далее анализировать любую систему, безотносительно

способа вычленения ее из целого, нужно сделать анализ входов и выходов системы.

Многие из сложных электронных систем транспортного средства естественно предполагают такую форму анализа. Пример такого подхода – рассмотрение электронного блока управления (ECU) системы управления двигателем и анализ его входных

и выходных сигналов.

Системы с открытым контуром

Система с открытым контуром управления выдаст необходимый эффект всякий раз, когда приложено определенное входное воздействие. Хороший пример открытой системы управления для транспортного средства — фары, где входное воздействие осуществляется переключателем, а требуемый эффект - включение освещения. Главное свойство систем с открытым контуром управления заключается в том, что они не используют для работы обратную связь. На рис. 4.3 показан такой

пример в форме блок-схемы.

Рис. 4.3 Система с открытым контуром управления

Открытый контур управления

Входной сигнал

Выход системы управления

Блок управления

Резюме

Множество сложных систем транспортного средства представлено в этой книге в виде блок-схем. Таким образом, несколько входов можно считать источниками информации дли блока управления, который, в свою очередь, управляет выходами системы. На рис. 4.5 показана блок-схема системы

управления температурой салона.

Кабели

Используемые в автомобиле кабели — это почти всегда медные жилы, изолированные пластиком из поливинилхлорида. Медь с се очень низким удельным сопротивлением около 1,75x10* Ом*м

обладает идеальными свойствами, такими как пластичность

и деформируемость. Это делает ее естественным выбором для электрических кабелей с поливинилхлоридом (ПВХ) в качестве изолятора, ведь выбор материала изоляции снова идеален,

поскольку ПВХ не только имеет очень высокое удельное сопротивление, порядка Ом*м, но и стоек к бензину, нефти, воде и другим растворителям.

Выбор сечения кабеля зависит от тока, идущего к потребителю. Чем толще используемый кабель. тем меньше падение напряжение в цепи, но кабель будет более массивным. Это означает, что

выбор должен осуществляться как компромисс между допустимым падением напряжения и максимальным сечением кабеля. В табл. 4.1 приведен список некоторых типичных падений напряжения,

максимально допустимых в цепи.

Вообще говоря, питание компонента не должно быть ниже 90% напряжения источника системы. Если транспортное средство использует источник 24 В, цифры в табл. 4.1 должны был» удвоены.

Падение напряжения в кабеле может быть рассчитано

следующим образом:

В справочниках по электротехнике часто приводится

сопротивление метрового отрезка провода определенного сечения c/S, это упрощает расчеты.

Преобразование этой формулы позволит рассчитать

необходимое поперечное сечение кабеля:

Кабели имеют ряд стандартных типоразмеров, в табл. 4.2 приведен список некоторых характерных размеров кабелей и их типичных применений. Данная классификация предполагает, что длина кабеля не чрезмерна и рабочая температура находится

в нормальных пределах. Кабели обычно состоят из множества жил, что придаст им большую гибкость.

Таблица 4.1 Типичные максимальные падения напряжения

Устройство на 12В	Нагрузка	Падение напряжения на подводящих кабелях, В	Максимальное падение напряжения в цепи устройств, включая место подсоединения, В
Приборы освещения	< 15Вт	0.1	0.6
Приборы освещения	>15 Вт	0.3	0.6
Приборы подзарядки	Номинал	0.5	0.5
Устройство управления стартером	Максимальное при -20оС	0.5	0.5
Реле стартера	Во втянутом состоянии	1.5	1.9
Прочие устройства	Номинал	0.5	1.5

Таблица 4.2 Кабели и их применение

Жилы кабеля, число/диаметр, мм	Площадь сечения, мм	Уровень постоянного тока, А	Пример применений
9/0.30	0.6	5.75	Габаритные огни и т.п.
14/0.25	0.7	6.0	Часы, приемник
14/0.30	1.0	8.75	Зажигание
28/0.30	2.0	17.5	Передние фары
44/0.30	3.1	27.5
65/0.30	4.6	35.0	Основной источник питания
84/0.30	5.9	45.0
97/0.30	6.9	50.0	Цепи подзарядки
120/0.30	8.5	60.0
От 37/0.90	23.5	350.0	Питание стартера
До 61/0.90	39.0	700.0

Функции

31 - масса/земля.

S — дополнительно коммутируемая линия.

Система

АС- польем фары.

Связь

3 - выключатели связи.

А — ответвление.

Размер

1,5— 1,5

Цвет

В К— черный (определенным функцией 31).

RD - красная полоса

В заключение раздела нужно отметить, что приведенные цветные коды и целевые обозначения- даны только для иллюстрации. В дальнейшем относительно специфических подробностей необходимо каждый раз обращаться к информации изготовителя автомобиля.

Печатные платы

Печатная плата попользуется в конструкции блока приборной панели и других подобных узлах. Это позволяет поставлять такие компоненты как готовые сборочные единицы, а также уменьшает количество и сложность кабельных соединений в местах с ограниченным пространством.

Печатные платы представляют собой тонкий слой меди, нанесенный на пластмассовую пластину и образующий на ней рисунок проводников (иногда с двух сторон). Рисунок наносится на заготовку кислотостойкой краской, ненужная часть медного слоя протравливается кислотой. Если необходимо, проводники впоследствии изолируются

слоем защитной краски или пластика.

На рис. 4.11 показан вид типичной печатной платы приборной панели, который дает некоторое представление о том, сколько проводов понадобилось бы для создания данной схемы. Связь платы с главным кабельным жгутом осуществляется с помощью одного или нескольких штепсельных разъемов.

Разделка кабелей

Имеется много вариантов разделки кабелей, которые

эволюционировали от первых соединителей типа штекера до используемых ныне высококачественных водонепроницаемых разъемов. Популярный выбор многих лет - кабельный наконечник типа лопатки. Он все еще является стандартным

решением для соединения, например, с реле, но уже сдает позиции малогабаритному ножевому или круглому контакту (рис. 4.13). Во многих случаях используются многоштырьковые с цилиндрическими штырьками диаметром от 1 до 5 мм. В любом типе многоштырькового соединителя всегда должны были предусмотрены меры, предотвращающие неправильное соединение.

Защита соединения от коррозии обеспечивается множеством способов. Сначала использовали водоотталкивающую смазку. Теперь для защиты кабельных наконечников чаще всего применяется опрессовка соединения резиной, хотя наряду с этим может использоваться небольшое количество смазки.

Во многих многоштырьковых разъемах используется

своеобразный замок, предотвращающий потерю контакта в соединении, и. кроме того, часто замок запирает весь соединительный разъем. На рис. 4.14 показано несколько типов соединений.

Для высококачественного подключения переходное сопротивление контакта должно быть сведено к минимуму. Эго достигается гарантированным соединением с большой поверхностью контакта и применением покрытий из сплавов благородных металлов, как правило, содержащих серебро.

Стоит заметить, чти многие соединения сконструированы так, что допускают лишь ограниченное число разъединений, после чего происходит ухудшение эффективности соединения. Это позволяет уменьшить стоимость разъемов, но может создать проблемы для автомобилей «в возрасте».

Для проведения послепродажного обслуживании и ремонта используется ряд наконечников (рис, 4.15), некоторые из которых более удачны, чем остальные. Хороший пример - спрессованные

наконечники, которые в некоторых случаях специально разработаны для ремонта. Среди них - отпрессованные полиамидом изолированные наконечники, которые обеспечивают плотное, стойкое к воздействию окружающей среды соединение для полного спектра размеров проводов, используемых на автомобилях. Они одновременно изолируют, герметизируют и защищают соединение

от трения и грубого механического воздействия. Оголенный конец провода вставляются в металлическую трубчатую форму и опрессовывается обычным способом. Затем нагревается шприц, и клейкая масса под давлением заполняет любые пустоты и обеспечивает превосходную герметизацию кабеля. Опрессовка предупреждает попадание в кабель воды и других жидкостей, предотвращая электролитический процесс окисления контакта. Соединение также устойчиво к перепадам температуры.

Выключатели

Достижения в эргономике к моделировании превратили

простой выключатель в весьма сложным прибор. Способ работы выключатели должен отвечать различным критериям. Группировка выключателей на приборной намели, позволяющая меньше отвлекать внимание водителя и не вызывающая у него усталости, быстрота доступа к выключаемо в критическом положении и предотвращение

случайного срабатывания выключателя при ударном воздействии это только некоторые из проблем, стоящих перед проектировщиком. Теперь спало нормой выполнение основных выключателей в виде рычагов, установленных на рулевой

колонке. Эти функции обычно включают: переключение фар, включения габаритного освещения, аварийного сигнала, звукового сигнала, омывателей и очистителей Другие органы, управления установлены в пределах досягаемости водителя на приборной панели или рядом с ней. Кроме упомянутых конструктивных ограничений, для выключателя важным фактором является надежность. Исследования показали, что переключатель света фар. например, может использоваться примерно 22000 раз на протяжении 80000 км — это средний

пробег за 4 гола — что обуславливает большую механическую

и электрическую нагрузку на данный прибор.

Простое определение выключателя - «прибор для разрыва и создания пути прохождения тока в схеме». Это означает, что выключатель можно рассматривать как две системы: контакты, которые обеспечивают коммутацию, и механическое устройство, которое обеспечивает перемещение контактов.

Существует множество шпон рабочих механизмов, управляющих контактами.

На рис.4.16 показан только один из распространенных приемов - скользящие контакты.

Контакты должны обладать следующими необходимыми

свойствами:

♦ высокое сопротивление механическому и электрическому износу:

♦ низкое сопротивление контакта;

♦ отсутствие каких- либо загрязнений на поверхности контакта:

♦ низкая цена.

Для контактов переключателей чаще всего используют

медь, фосфористую брошу, латунь, бериллиевую бронзу и, в особых случаях, серебро или серебряные сплавы. Золото используется для покрытия контактов специального назначения, данный вопрос - ток, который должен выдерживать выключатель, поскольку основную проблему

представляет лугом я эрозия контактов. Серебро - один из лучших материалов для контактов выключателя. И один из способов обойти проблему стоимости состоит в том, чтобы использовать только контактные площадки из серебра, приваренные, например, к лагунным контактам. Сейчас общепринято использовать выключатели для управления реле, которое, в свою очередь, задействует главную часть схемы. Разгрузка выключателя, но току лает большую свободу в выборе его конструкции, но может появиться необходимость гасить электрическую дугу, вызванную индуктивностью обмотки реле. Нельзя также забывать, что реле – тоже выключатель, но поскольку реле не имеют таких конструктивных ограничений, как приборные выключатели, это позволяет им управлять, более сильным током.

Продолжительность «жизни» выключателя зависит от частоты его использования, соотношения времени включенного и выключенною состояния, природы нагрузки, подавления дуги, величины перемещения механизма используемою привода, окружающей температуры и влажности уровня вибрации и это только несколько факторов.

Диапазон размеров и типов выключателей, используемых в автомобилях, весьма обширен; от контактов в пусковом реле стартера до контактов микровыключателеля крыши. На рис. 4.17 показан один тин выключателя автомашины и его характеристики.

Некоторые из понятий, используемых для описания

действия выключателя, приведены ниже.

Исходное состояние. Положение механизма привода к отсутствии воздействия на него.

Холостой ход. Движение привода между свободным и рабочим положением.

Рабочее положение. Положение, которое занимает механизм привода, когда имеет место возникновение контакта.

Положение отпускания. Положение привода, при котором механизм возвращается в исходное состояние.

Избыточное перемещение. Движение привода после принятия рабочего положения.

Полный ход. Сумма холостого хода и избыточного перемещения.

Усилие включения. Сила, требуемая для перемещения

приводного механизма от свободного положения до рабочею.

Усилие освобождения. Сила, позволяющая вернуть механизм в исходное состояние.

Далее рассмотрим такие вопросы, как число контактов, число полюсов и тип переключения. Определенные потребители тока транспортного средства требуют определенных действий коммутации. На рис. 4.18 приведены схемотехнические символы для переключателей и их функций. Аналогичные символы применяются для реле.

Все упомянутые выше выключатели управлялись вручную. Имеются и другие выключатели, которые могут срабатывать от воздействия температуры, давления и, например, инерции. Эти три примера показаны на рис. 4.19. Температурный выключатель типичен для вентиляторов радиатора, в нем используется биметаллическая пластина, которая изгибается под воздействием температуры и замыкает группу контактов. Выключатель давления используется для контроля избыточного давления в системе кондиционирования воздуха и срабатывает от давления на диафрагму. При определенном давлении диафрагма преодолевает натяжение пружины и замыкает ряд контактов. Наконец, инерционный выключатель, реагирующий на ускорение, часто используется, чтобы прервать подачу топлива

к насосу впрыска в случае ударного воздействия

на транспортное средства при аварии.

5’

Мультиплексная шина данных

Чтобы передавать различные данные по одной линии, должно быть тщательно определено и согласовано множество критериев. Эти критерии известны как коммуникационный протокол, или протокол связи. Протокол определяет:

♦ метод адресации:

♦ последовательность передачи и формат данных;

♦ управляющие сигналы;

♦ обнаружение ошибок;

♦ обработка ошибок;

♦ скорость передачи.

Также должен быть определен и согласован физический уровень сигналов. Он включает следующие параметры:

♦ тип линии связи (медный провод, оптоволокно);

♦ тип кодирования передачи (аналоговый или цифровой);

♦ тип сигналов (напряжение, ток, частота или др.).

Схема, отвечающая этим критериям, известна как шинный интерфейс и чаше всего будет выполнена в виде одной интегральной схемы. Эта ИС будет в некоторых случаях иметь дополнительную схему — например, устройство памяти. Она может быть соответствующим чипом, настолько дешевым,

насколько это возможно из-за большого их количества, используемого на транспортном средстве. Как это происходит часто с протоколом любой системы, ожидается, что получит распространение только один протокол. Однако так бывает

не всегда.

Сеть CAN фирмы Bosch

Фирма Bosch разработала протокол, известный как CAN (Controller Area Network). Как утверждается, протокол отвечает фактически всем условиям и реализуется на кристалле малой площади, поэтому стоимость микросхемы невелика, C A N подходит для передачи данных между компонентами трансмиссии, шасси и для мобильных коммуникаций.

Это компактная система, что делает ее практичной для применения во многих областях. На физическом уровне существует две модификации системы, которые удовлетворяют различным нормам передачи. Одна—для передачи данных на скоростях от 100 кбит до 1 М бит в секунду должна использоваться для скоростных устройств управления. Другая передает сигналы со скоростью от 10 до 100 кбит— медленная шипа для простой коммутации и операций управления.

CAN-модули изготавливаются множеством полупроводниковых фирм, таких как Intel и Motorola.

Доступны модули Voll-CAN для скоростных шин и Basie-CAN для низких скоростей передачи данных. Они существуют как в автономном виде, так и в интегрированном в различные микропроцессоры. Все модули поддерживают единый САМ-

протокол. Ожидается, что этот протокол будет утвержден

Международной Организацией Стандартов (ISO).

Многие датчики и приводы еще не реализованы и шинном варианте, и хотя были выпушены опытные образцы, полностью отказаться от обычной кабельной сети пока невозможно. Электронные блоки интерфейса должны быть расположены и непосредственной близости, в идеале интегрированы внутрь датчиков и приводных механизмов. Особенно это важно для датчиков и приводов двигателя. Вследствие проблем с нагревом и вибрацией требуется их дальнейшее совершенствование, чтобы гарантировать надежность и низкую иену. На рис 4.21 показано, как выглядит шинная система на транспортном средстве.

Сегодня сделан существенный шаг к использованию

шин данных для общения приборов с блоками управления. На рис. 4.22 приведен пример от компании Volvo.

Сигнальный формат CAN

Сигнал сообщения в формате CAN состоит из последовательности двоичных знаков (бит). Наличие напряжения (или света в оптоволокне) означает логическую «1», в то время как их отсутствие означает логический «0». Длина сообщения может составлять от 44 до 108 бит. Сообщение начинается стартовым битом, затем следует идентификатор приемо-передатчика, бит контроля, непосредственно данные сообщения, контрольная

сумма CRC (избыточный циклический код для обнаружения и исправления ошибок - cyclic redundancy check), бит подтверждения и, наконец, несколько стоповых битов (рис. 4.23).

Начало сообщения (заголовок) идентифицирует назначение сообщении, а также его приоритет. Как только заголовок помешен на шину, он повторно считывается уже с шины. Если он отличается от посланного — значит, шина ланита устройством, имеющим более высокий приоритет. Если дело обстоит так, передатчик остановит передачу собственного сообщения. Это очень важно в случае передачи данных в автомобиле.

Рис 4.23. «Слово» сообщения по протоколу CAN

Слово из набора 44-108 бит

Ӏ	ӀӀ		От 0 до 8 байт
Стартовый бит начала сообщения	Идентификатор	Биты команды	Данные	Циклическая контрольная сумма	Биты подтверждения выдачи сообщения	Биты конца сообщения

Ошибки в сообщении опознаются при помощи избыточной циклической контрольной суммы. Ее получают, суммируя все числа в сообщении по сложному алгоритму, и сумму посылают в том же сообщении. Приемник использует тот же самый алгоритм и проверяет, чтобы оба числа совпали. Если опознана ошибка, приемник выставляет на шину соответствующее сообщение. По этому факту передатчик повторяет посылку сообщения. В сочетании с дополнительными тестовыми посылками это делает возможной безошибочную передачу данных.

Тот факт, что каждый передатчик действительно

контролирует собственную передачу, прерывает ошибочные передачи и подтверждает правильные, означает, что дефектные узлы могут быть опознаны и отключены от шины (электронным способом). Это предотвратит передачу некорректной информации.

Все сообщения доступны всем устройствам автомобиля,

и каждое устройство самостоятельно принимает решение, нужно ли реагировать на сообщение или нет. Это означает, что к шине в любое время могут быть добавлены новые системы, и они могут использовать данные с шины, не затрагивая работу никаких других систем.

В ряде случаев требуется защита от интерференции

сигналов. Шинные линии, которые состоят из медных проводов, действуют в автомобиле как приемо-передающие антенны. На низких частотах достаточную защиту может обеспечить неэкронированнная витая пара, ко при большой длине линии рекомендуется экранирование.

Использование оптических волокон полностью решило бы проблему интерференции радиоизлучений. Однако стыковка оптических передатчиков и приемников с оптоволоконной линией, а также ее узлы и разветвления до сих нор или недостаточно надежны, или слишком дороги. Эти проблемы в настоящее время исследуются, и ожидается, что они будут решены в ближайшем будущем. На рис. 4.24 приведен вариант реализации шинной связи для шины данных проводного типа.

Локальный интеллект

Необходимо решить, где именно в автомобиле будет расположен этот «интеллект». Первое решение состоит в том, чтобы использовать местный модуль, контролирующий определенную подсистему. Он будет подсоединен посредством обычных проводов. Это решает проблему числа проводов, идущих из салона транспортного, например, в дверь, по все еще необходимо большое количество кабелей и разъемов в двери, что может снизить надежность.

Второе решение состоит в том, чтобы использовать интеллектуальные приводные механизмы. Эта система включает в себя электронное управление интеллектуальные способности интегрируются непосредственно внутрь привода. Другими словами, рабочий элемент приобретает функции, которые необходимы для декодирования команд и их реализации. Приводы со встроенной электроникой управления выполняют функциональные действия, например, регулировку положения зеркала или открытие и закрытие окон.

Интеллект, интегрированный во все основные компоненты в виде микропроцессора с интерфейсом базовой CAN-системы, позволяет вести детальную самодиагностику. Благодаря этим интеллектуальным способностям возможны как полная

проверка транспортного средства при окончании сборки на заводе изготовителе, так и быстрое обнаружение ошибок в мастерской. На рис. 4.25 представлены оба метода.

Важное место занимает сегодня разработка интеллектуальных приводов и датчиков, поскольку этот метод, по видимом у, является наилучшим решением для будущего. На рис. 4.26 показан вариант реализации полной мультиплексированной подсистемы.

Резюме по системе CAN

CAN шина раздельной передачи информации, которая работает со скоростью до 1 МБит/с. Передача информации базируется на посылке сообщений (или фреймов) переменной длины (от 0 до8 байт). Каждый фрейм имеет уникальным идентификатор, то есть два узла на одной и той же шине не должны посылать сообщения с тем же самым идентификатором. Интерфейс между CAN- шиной и центральным процессором обычно называют СА N -контроллером.

CAN-протокол имеет две версии: CAN 1.0 и CAN 2.0. Протокол CAN 2.0 совместим с протоколом CAN 1.0, и самые новые контроллеры уже поддерживают CAN 2.0. Стандарт CAN 2.0 содержит две модификации: А и В. При работе с CAN 1.0 и CAN 2.0А идентификаторы должны иметь длину 11 бит. В CAN 2.0В идентификаторы могут быть длиной 11 бит («стандартный» идентификатор) или 29 бит («расширенный» идентификатор). Чтобы соответствовать требованиям стандарта CAN 2.0, контроллер должен быть либо пассивной, либо активной частью 2.0В. Если он пассивный, то должен игнорировать расширенные фреймы (контроллеры CAN 1.0 в этом случае будут генерировать сообщения об ошибке ). Если же контроллер активный, тогда он должен разрешать прием и передачу расширенных фреймов. Есть некоторые правила совместимости для отправки и

получения двух типов фреймов:

- архитектура контроллеров не закрывается CAN-стандартом, так что возможны различные варианты их применения. 1 ем не менее, существует два общих подхода: Basic CAN и Ful 1 CAN (не путать с CAN 1.0 и 2.0 или со стандартными и расширенными идентификаторами), которые отличаются методом буферизации сообщений;

- в контроллере типа Basic CAN архитектура подобна UART. за исключением того, что вместо символов посылаются полные фреймы: имеется {как правило) единственный буфер

передачи и сдвоенный буфер приема. Центральный процессор должен управлять передачей и приемом и вести обработку сохраняемых фреймов. Центральный процессор помешает фрейм в буфер передачи и блокирует прерывание на время посылки фрейма. Центральный процессор также получает

фрейм в буфер прием», отрабатывает прерывание и освобождает буфер (прежде чем будет получен следующий фрейм);.

- в варианте Full CAN фреймы сохраняются в контроллере. Работать можно с ограниченным числом фреймов (обычно с 16-ю) из-за того, что в сети может быть еще много фреймов.

Каждый буфер помечен уникальным идентификатором. Центральный процессор может обновить фрейм в буфере и пометить его «для передачи». Буферы сканируются с

целью подтверждения того, был ли получен фрейм с соответствующим идентификатором. На рис. 4.29 представлена система с двойной шиной данных, где быстродействующая

тина используется для устройств двигателя и шасси, а более медленная шина — для других систем.

Электронные схемы и символы

Символы

В гл. 3 приведены некоторые графические символы, нашедшие широкое применение. Некоторые изготовители используют собственные их модификации, но стандарт развивается. Идея символа заключается в том, чтобы представить компонент в очень простой, легко распознаваемой форме. Символ для двигателя или для маленькой электронной единицы оборудования преднамеренно не учитывает внутреннюю схему, чтобы сконцентрировать ваше внимание на взаимосвязи между различными устройствами.

В следующих трех разделах приводятся примеры тот, как эти символы используются в трех различных типах монтажных схем. По причине сложности современных систем разводки кабелей теперь стало обычной практикой показывать на одном

листе только часть всей системы. Например, приборы освещения на одной странице, вспомогательные цепи на следующей и т. д.

Принципиальные схемы

На принципиальной схеме изображаются электрические

соединения схемы, но не делается никакой попытки показать различные узлы в каком-либо особом порядке или специфическом положении. На рис. 4.30 приведен пример схемы этого типа.

Монтажные схемы

В монтажных схемах делается попытка показать основные электрические компоненты и положении, подобном фактическому размещению на транспортном средстве. Вследствие сложных схем и большого количества отдельных проводов не которые изготовители теперь используют две схемы: одну чтобы показать электрические соединения, другую— чтобы показать фактическое расположение кабельных жгутов и компонентов. Компания Citroen первой начала использовать эту систему. Пример изображен на рис. 4.31.

Схемы связи

На схемах связи показаны только точки подключения устройств и никакие другие соединения. Вывод каждого представленного устройства отмечен колом. Этот код указывает вывод устройства назначения, код устройства назначения и обозначение его вывода, в некоторых случаях также и код цвета соединительного провода. На рис. 4.32 приведен пример такой схемы.

Токовые схемы

Токовые схемы теперь весьма популярны. Страница вытягивает в длину, чтобы показать течение токов сверху вниз. Обычно эти схемы сверху страницы имеют две линии источников тетания: отмеченные кодом 30 (положительная клемма питания от главной батареи) и 15 (источник питания

управляется ключом зажигания). В нижней части страницы - линия, отмеченная кодом 31 (земля или соединение с шасси). На рис. 4.33 приведен пример такой схемы.

Примеры для изучения

Определения

Электромагнитная совместимость (ЭМ С)—способность устройства или системы функционировать без ошибок в определенной окружающей электромагнитной среде.

Электромагнитная интерференция (ЭМИ)-электромагнитное излучение от устройства или системы, которое оказывает воздействие на функционирование другого устройства или системы.

Примеры проблем ЭМС

Рассмотрим примеры проблем электромагнитной

совместимости:

♦ компьютер подвержен интерференции с радиоприемником

FM:

♦ автомобильное радио гудит, когда вы ведете машину под линией электропередачи:

♦ автомобиль даст осечки зажигания, когда вы двигаетесь под линией электропередачи;

♦ вертолет выхолит из-под контроля, когда пролетает

слишком близко от радиомачты;

♦ переговоры на полицейской волне проявляются

При стереозвучании;

♦ изображение на видеодисплее дрожит, когда включены газоразрядные световые приборы;

♦ происходит сброс часов каждый раз, когда отключается кондиционер;

♦ ноутбук интерферирует с системой управления рулем самолета

♦ радар аэропорта оказывает воздействие на изображение на ноутбуке;

♦ электрокардиостимулятор реагирует на звонки

мобильных телефонов!

Bluetooth и автомобиль

Введение

Bluetooth (блютус) - стандарт, используемый для соединения всех типов соответствующим образом сконструированных устройств в «беспроводную» сеть. Харальд Блкпус (Блааганд) (но англ. Bluetooth - Синий Зуб) был королем Данни в конце десятого столетия. Он объединил Данию и часть Норвегии к ел к мое королевство, зятем ввел христианство в Дании. Его имя было использовано для стандарта, чтобы показать, как важно компаниям

таких стран, как Дания. Швеция, Финляндия и Норвегия, войти в индустрию коммуникаций.

Bluetooth - станл1рг, который работает на двух уровнях. Bluetooth - это радиочастотный стандарт и, следовательно, он обеспечивает согласование на физическом уровне. А на «нефизическом» уровне стандарт описывает, когда посылаются биты информации, сколько будет послано одновременно и

как будет осуществляться контроль ошибок. Системы стандарта Bluetooth работают в полосе 2,4 ГГц.

Это часть диапазона частот с длиной полны от 10

до 100 см, известного как «Промышленный –Научный –Медицинский»(ISM). Стандарт позволяет поддерживать до восьми устройств в сети «Пиконет» (Piconet) (очень маленькая сеть из двух или более устройств стандарта Bluetooth). Он имеет встроенные средства обеспечения безопасности и, в частности, полезную особенность, заключающуюся и том, что использует

передачу непрямой видимости, которая действует сквозь стены и портфели. Устройства, оснащенные системой Bluetooth, включают: принтеры, мобильные телефоны, жидкокристаллические проекторы, модемы, беспроводные устройства локальной сети, портативные и переносные компьютеры, настольные ПК, персональные электронные секретари и. конечно, автомобили (рис.4.34).

Устройства стандарта Bluetooth во всех случаях, особенно при применении в автомобилях, должны избегать возникновения интерференций. Это достается передачей очень слабых сигналов с мощностью не более 1 мВт. Мощные мобильные и сотовые телефоны передают си шал порядка 3 Вт.Обратная сторона т