Diagnosticando redes bus de dados automotivas

O crescente aumento de computadores não surpreende ninguém, ao contrário somos ávidos por estas novidades anunciadas quase que diariamente e isto se estende aos veículos automotores, é claro.

Com tantos computadores advém a necessidade de estabelecer a comunicação entre eles, dando origem a intrincadas redes.

Acompanhar estes avanços tecnológicos é um grande desafio para o técnico reparador de automóveis, pois exigem atualizações constantes e também ferramentas apropriadas.

Alardeado por entusiastas a rede CAN (controller área network) chega a preocupar os profissionais que querem estar à frente, e acabam bombardeados com informações sobre protocolo de comunicação, arbitragem de dados, etc. Embora estas informações sejam interessantes, devemos questionar a sua relevância para quem precisa apenas reparar uma falha de comunicação. Redes multiplexadas já existem nos automóveis faz muito tempo e a CAN não é a única, há outras que sequer são notadas.  Portanto, desconhecer certos detalhes não representa um obstáculo para a manutenção.

Para o técnico reparador interessa a camada do transporte de dados, o meio físico que dará suporte a rede. Estrutura da rede (layout), aspectos e magnitude do sinal, orientação sobre substituição e configuração de componentes e logicamente a IHM – interface homem máquina, scanner como nos referimos comumente, aptos a acessar a rede, estes sim são pontos chave.

Estrutura de uma rede bus de dados

A estrutura da rede ilustrada na figura tem a seguinte arquitetura:

Rede CAN de baixa e alta velocidade apoiada nas normas ISO 11519-2 e ISO 11898

Rede LIN - Local Interconnect Network é um conceito de rede de baixo custo, de um fio, usado como sub-rede ou rede complementar. Se aplicam em dispositivos inteligentes como atuadores, sensores, unidades de bombas de combustível, unidades de velas aquecedoras, etc.

Linha K – rede de um fio usada para diagnóstico das unidades de comando – apoiada na norma ISO 9141-2

Para exemplificar comento um caso comum que ocorre ao instalar equipamentos de rádio ou similar, se colapsa a rede, bloqueando o arranque do motor e impede até mesmo a comunicação com o scanner. Infelizmente desconhecidos por muitos profissionais desta área. Portanto, conhecer a estrutura da rede traz grandes vantagens para o diagnóstico, permite compreender como uma falha pode afetar a rede e estabelecer o local de ação a ser rastreado.

Ao fazer medições entra em cena a ferramenta e parâmetros que devemos visualizar. Nota-se aí a pobreza dos manuais de serviços e também a falta de equipamento (osciloscópio) por parte das oficinas especializadas.

Sinal bus de dados CAN apoiado pela norma SAE J1939 – linha pesada Diesel.

Os sinais de bus de dados serão distintos, segundo a norma aqui citadas e outras que abrangem a área automotiva.  Observem os sinais das imagens ilustradas apoiado pela norma ISO e SAE, diferentes, apesar de alguma semelhança.   

CAN bus de dados apoiado pela norma ISO 11898

Como vemos, embasamentos puramente teóricos sobre redes são desejáveis, porém o que fará a grande diferença para o técnico reparador é um conteúdo que lhe permitirá sanar as falhas que se apresentam no dia a dia.

Espero que esta iniciativa sirva de reflexão para que o reparador automotivo reúna as condições essenciais para o correto diagnóstico de falhas em redes automotivas. 

Veja também:

Gerenciamento de carga do alternador

Fundamentos do osciloscopio

osciloscopio 2 - consideracoes importantes

Saiba como interpretar diagramas elétricos 4

Com tantas variantes como as que já mencionei anteriormente dá a impressão que não há mais nada para dizer, mas não para por aí, vejamos o modelo adotado pela Peugeot.   

Conhecendo-se a simbologia da norma DIN é possível seguir o circuito, entretanto a consulta dos documentos explicativos é extremamente necessária para a compreensão total.

Diagrama elétrico Peugeot 

A novidade aqui é a identificação dos componentes, representado por números (letra A). Os dois primeiros dígitos se refere ao grupo de sistema e os dois finais ao número do componente.

Ex.     Relê 1508. 

15 - grupo sistema de arrefecimento, 
08 - número do componente ou relê 08 do sistema de arrefecimento.

Componente 1320 (letra A). 13 – grupo sistema de injeção, 20 número do componente.

Consultando a legenda, do esquema elétrico, veremos que 1320 se refere a unidade de comando de injeção e ignição. Os ícones adicionais (letra H) no desenho ajudam no reconhecimento da função da peça.

Legenda dos identificadores ressaltados em vermelho no diagrama:

A - Número identificador do componente

B – Cor do conector (NR)

C – Quantidade de vias do conector (..V)

D – Símbolo de ponto de conexão a massa, identificação. (MC10)

E – Conector intermediário, identificação. (IC02A)

F – Alimentação de bateria (B03)

G – Símbolo de Chave de ignição, identificador. (CA00)

H – Símbolo da função (ícone)

I – Número do fusível (F..)

J – Número do fio 

K – Número do borne do componente

L – Máxi fusível (MF..)

Significado de alguns Prefixos:

C – conector

E - junção

IC – conector intermediário

M – Massa

CO – Controlado pela chave de ignição

Conclusão: O circuito é fácil de seguir, a dificuldade fica por conta de identificar cada componente envolvido, tornando a consulta da legenda obrigatória. 

Esquema literatura Bosch

A Bosch usa a representação dos diagramas esquemáticos na norma DIN em suas literaturas.

Mais resumido, tem a finalidade de mostrar as ligações essenciais ao sistema de Injeção de combustível, ABS, etc. de sua fabricação. Assim, muitos detalhes existentes nos esquemas das montadoras, exemplificado anteriormente, são ignorados. O resultado é um esquema elétrico isento de contaminação visual de fácil leitura e compreensão, essencial quando se trata de um sistema específico. 

Esquema parcial Bosch do sistema de injeção

Os diagramas são separados por páginas com 24 colunas de circuitos. Os símbolos podem ser interpretados genericamente, por exemplo: os componentes B1 e B2 são resistências variáveis em função da temperatura. Para saber função pertinente aos componentes é necessário consultar a legenda.

Vejamos a Legenda para alguns componentes:

B1 – Sensor de temperatura do líquido refrigerante

B2 – Sensor de temperatura e pressão do ar de admissão.

M1 – Motor da bomba elétrica de combustível

T1 – Bobina de Ignição

K1 – Relê da bomba elétrica de combustível.

X11 – Conector da unidade de comando

Como no modelo usado pela Volkswagen, algumas linhas estão seccionadas. O circuito da coluna 5 mostra que o fio ligado no borne 1 da válvula Y1 tem sequência no circuito 25, conectados às válvulas Y2...Y5 (como indicado no retângulo na coluna 3). O mesmo acontece com o fio na saída do fusível F1 que vai ligado ao componente B7 no circuito 35. Ou seja, este diagrama possui outra página (não ilustrado aqui) e algumas linhas terão sequência e poderão aparecer em várias páginas. 

Outra diferença que se nota é a alimentação do sistema, representada por duas linhas horizontais na parte superior e uma na inferior com a denominação de bornes, previsto na norma DIN.

30 – positivo direto da bateria

15 – positivo controlado pela chave de ignição

31 – negativo de bateria ou massa

Conclusão:

Vimos que são vastas as maneiras de representar o circuito elétrico de um veículo ou sistema, e nem foi mencionada outras tantas que existem por aí como a da "Ciclo Engenharia", "Dr. IE", etc. Embora haja muita semelhança entre as formas apresentada, sempre que necessário consulte a legenda adotada para compreender-las plenamente. 

Algumas dicas:
Não poupe esforço para compreender qualquer modelo, em algum momento vai necessitar e terá que usar o que está disponível. 
Dependendo da finalidade dê preferência aos esquemas elétricos simplificados para evitar uma longa sessão de interpretação. 
Se precisar refazer um chicote é conveniente ter o esquema detalhado da montadora. Afinal não existe nada pior que procurar um fio interrompido sem conhecer seu trajeto ou consertar um chicote que foi alterando em sua originalidade. 

Links relacionados:
Saiba como interpretar os diagramas elétricos parte 3
Bê-a-bá da ignicao eletrônica TSZi