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El
gran incremento de accesorios electrónicos y el aumento de computadoras
específicas han dado lugar a lo que se llama arquitectura multiplexada en los
automóviles de última generación. Una red multiplexada es un circuito único
que interconecta las computadoras, disminuyendo así notablemente el cableado
y ofreciendo a la vez más seguridad y confort. Estas redes con cableado de
tipo Bus trabajan con dos cables e información que viaja en ambos sentidos:
uno de los cables envía información y el otro tiene la función de
verificarla, aparte de servir de auxilio en caso de una avería del primero.
Son varias las redes que pueden estar interconectadas, pero se distinguen dos
tipos: la red CAN y la red VAN.
SISTEMAS
DE MULTIPLEXADO
ESTRUCTURA DE LA
UNIDAD DE CONTROL Las unidades de
control desarrolladas para su utilización en los vehículos están
estructuradas de forma similar. Su estructura puede subdividirse en: la
elaboración de las señales de entrada, su procesamiento lógico en el
microordenador y la preparación de los niveles de lógica o de potencia como
señales de regulación o de control (véase la figura). 
Preparación de señales Las señales de entrada
se limitan con conexiones de protección (pasivas: conexiones R y RC; activas:
componentes de semiconductores especiales de tensión estable) a niveles de
potencia admisibles (tensión de servicio del microordenador). La señal útil
se libera por filtrado de las señales de interferencia combinadas y se adapta
a la tensión de entrada del microordenador por amplificación. Procesamiento de señales Por lo general, en las
unidades de control el procesamiento de las señales es digital. Las señales
rápidas y periódicamente recurrentes con respecto al tiempo real se procesan
en los módulos de hardware dimensionados especialmente para la fusión en
cuestión. Los resultados, por ejemplo el estado de un contador o el instante
en que ocurre una incidencia, se transmiten en registros a la unidad central
para su procesamiento. Gracias a este procedimiento se reduce
considerablemente lo requerido en cuanto al tiempo de respuesta de
interrupción de una unidad central (valor en μs).
El tiempo disponible para los cálculos lo determina el trayecto de control o
de regulación (por ejemplo, margen de ms en la gestión del motor). Los
algoritmos de regulación y control propiamente dichos se generan en el
software. En función de los datos se puede realizar prácticamente cualquier
conexión lógica y almacenar y procesar parámetros, curvas características y
campos característicos multidimensionales. Si las exigencias son mayores,
como en el caso del tratamiento de imágenes, se ha ido imponiendo el empleo
de los procesadores de señales digitales. Magnitudes
de ajuste de regulación Las magnitudes de
ajuste y regulación facilitan los niveles lógicos o de potencia necesarios en
el bloque de salida para los actuadores distribuidos (por ejemplo, motores
eléctricos para regulación del asiento, elevalunas eléctricos o dirección
asistida eléctricamente). Por medio de interruptores y amplificadores de
potencia se elevan las señales de salida del microordenador (0 a 5 V, algunos
Ma) al nivel de potencia necesario para el elemento
de regulación en cuestión (por ejemplo, refrigeración del motor en poco
tiempo hasta 100 A). APLICACIÓN
MULTIPLEXADO La aplicación
Múltiplex es idónea para las tareas de control y regulación de los
componentes de la electrónica de la carrocería y de los sistemas de confort,
como pueden ser la regulación del climatizador, el cierre centralizado o la
regulación de los asientos. La velocidad de transmisión está entre los
1kBit/s y 125 kBit/s tradicionalmente. Debido a la
fuerte presión de los costes de este campo de aplicación, se han probado
diferentes soluciones. Por ejemplo, entre el alternador y la gestión del
motor se aplican conexiones punto a punto económicas, como la interfaz
sincrónica de bits (BSS), o se crean subredes locales, como en las puertas
del vehículo con la red de interfaz local (LIN) de hasta 20 kBit/s. El tope superior de
las aplicaciones, incluyendo el diagnóstico del vehículo, es, por sus
prestaciones y por estar muy extendida, la Controller
Area Network (CAN).
CUADRO DE
INSTRUMENTOS EN ESTRUCTURA MULTIPLEXADA La tecnología de microcontroladores y la avanzada interconexión en el
vehículo han hecho que los cuadros de instrumentos pasen de ser aparatos
mecánicos de precisión a aparatos prácticamente electrónicos. Un cuadro de
instrumentos típico (iluminado por LED, con segmentos LCD con contactos de
goma conductora en tecnología TN) es de construcción muy plana (electrónica,
motor paso a paso plano) y la mayor parte de los componentes (principalmente
SMD) contactan en una placa de circuitos impresos.
CUADRO DE
INSTRUMENTOS DE REFLEXIÓN EN LIMPIAPARABRISAS Head up Display (HUD, proyección de la imagen sobre el
parabrisas) Los cuadros de
instrumentos convencionales están a una distancia de entre 0,8 y 1,2m. Para
consultar una información en el cuadro de instrumentos, el conductor tiene que
adaptar su visión de infinito (visión de lo que ocurre en la calzada) a la
distancia más corta hasta el lugar donde está situado el instrumento. Este
proceso de adaptación necesita normalmente de 0,3 a 0,5s. Para los
conductores de edades avanzadas puede resultar fatigoso o, dependiendo de su
constitución física, incluso imposible. HUD, una tecnología de proyección,
puede subsanar esta deficiencia. Su sistema óptico genera una imagen virtual
a una distancia de observación de tales dimensiones que la visión puede
permanecer adaptada al infinito. Esta distancia se inicia a 2m
aproximadamente. Además, la información puede consultarse sin desviar la
vista del cuadro de instrumentos y con la mínima distracción.
ESTRUCTURA
MULTIPLEXADA REANULT La marca Renault igual que todos la fabricantes
de vehículos desde el año 1998empieza a utilizar sistemas multiplexados.
ESTRUCTURA
MULTIPLEXADA CITROEN-PEUGEOT El sistema de multiplexado PSA que lo aportan los vehículos de la marca
Citroën y Peugeot así como Renault, tiene unas particularidades de
funcionamiento y de estructura que se diferencian de los demás fabricantes de
vehículos. Estos sistemas
trabajan con dos tipos de redes diferenciadas como son la red CAN y red VAN. Disponen de diferentes
redes de multiplexado que son gestionadas por un calculador central, que es
la BSI (Caja de
servicio Inteligente). RED
CAN 1 - Particularidades de
la red CAN La red CAN gestiona el
conjunto de los calculadores del grupo motopropulsor. La transmisión de las
informaciones es mucho más rápida que sobre las redes VAN.
La red CAN gestiona el sistema de frenado así como la suspensión, su rapidez
permite al vehículo reaccionar sobre una distancia corta, independientemente
de las condiciones ruteras. La rapidez de tratamiento de las informaciones de
la red CAN proporciona una mayor seguridad. La red CAN es una red
llamada <<multimaestros>>
, donde cada calculador difunde permanentemente informaciones,
recuperadas por los otros calculadores que las necesitan. 250 kbits/s. RED
VAN CARROCERÍA 1 1 – Particularidades de
la red VAN Carrocería 1 La red VAN Carrocería 1 es
calificada como <<red de seguridad>>, ya que gestiona el sistema
de airbag así como la BSM (Caja de
Servicio Motor), que integra los mandos eléctricos de potencia del vehículo. El pequeño número de
calculadores sobre esta red permite un diálogo rápido entre los calculadores,
lo que permite un disparo preciso de los airbag en caso de choque. La red VAN Carrocería es
una red llamada <<maestro esclavo>>. La BSI envía peticiones a cada calculador conectado a la red VAN Carrocería 62,5 kbits/s. Nota: VAN significa en
inglés “Vehicle Area
Network”.
Bibliografía En la confección de este documento se han
utilizado imágenes diversas de publicaciones técnicas de fabricantes de
automóviles. Estas publicaciones están extraídas de los manuales o
documentación de los fabricantes que suelen entregar en sus cursos de
formación técnica. (Peugeot, Volkswagen, Audi….). Esto es un resumen de las materias que se
imparten en el curso de formación de Multiplexado I. Para consultas sobre
este curso pueden dirigirse a la siguiente dirección www.tecnomovil.com o enviar mail a tecnomovil@tecnomovil.com . (c) Copyright TECNOMOVIL.
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