Module Điện điện tử  Trình bày khái niệm điện điện tử  Hiểu phận sơ đổ mạch điện đọc Mục tiêu sơ đồ mạch điện  Giải thích kiểu trao đổi thơng tin sử dụng xe  Sử dụng dụng cụ kiểm tra thiết bị chẩn đốn thích hợp Điện từ tính 1.1 Điện 1.2 Dịng điện 1.3 Điện áp điện trở 1.4 Lí thuyết mạch điện 1.5 Cơng suất cơng suất tiêu thụ 1.6 Từ tính 1.7 Dòng điện xoay chiều 1.8 Chất bán dẫn 1.9 Diode Transistor 1.10 Cảm biến Mạch điện 2.1 Kiến thức mạch điện 2.2 Phân tích mạch điện Sự giao tiếp trao đổi thông tin 3.1 Cơ giao tiếp trao đổi thông tin 3.2 Sự giao tiếp trao đổi thông tin xe ô tô Dụng cụ & thiết bị 4.1 Các nhãn cảnh báo an toàn lời khuyên 4.2 Sử dụng đồng hồ đo điện 4.3 Sử dụng máy chẩn đoán GDS 1 Điện từ 1.1 Điện Điện loại lượng có xuất phát từ hạt mang điện tích dương hạt mang điện tích âm hạt nhân nguyên tử, nguyên tử đơn vị cấu thành nên dạng vật chất Giống loại lượng khác, điện tuyển tải từ nơi đến nơi khác Nói cách đơn giản, điện định nghĩa loại “năng lượng khơng thể nhìn thấy” 1) Electron gì? Tất kim loại điều có chứa electron Nó loại hạt hình thành nên nguyên tử Giống mặt trăng quay quanh trái đất electron quay quanh tâm nguyên tử Tâm nguyên tử gọi “lõi“ “hạt nhân nguyên tử” Trong hạt nhân nguyên tử có chứa hạt proton neutron Electron mang điện tích âm, proton mang điện tích dương neutron khơng mang điện Trong kim loại, vài electron liên kết với hạt nhân nguyên tử Những electron gọi “electron tự do“ Những electron tự có khả di chuyên từ nguyên tử đến nguyên tử khác Sự di chuyển electron tự tạo nên dòng electron Nhiệt độ tăng lên cảng trở di chuyển electron Sự di chuyển dòng electron định nghĩa “dịng điện“ 2) Sự di chuyển điện tích Một vật thừa electron gọi “mang điện tích âm (-)” vật thiếu electron gọi “mang điện tích dương (+)” Khi đối tượng mang điện tích âm kết nối với đối tượng mang điện tích dương dây dẫn điện, electron thừa đối tượng mang điện tích âm di chuyên sang đối tượng mang điện tích dương giảm thiếu hụt electron Như sơ đồ bên trái, electron từ pin va chạm với electron dây dẫn Sự va chạm đẩy electron tự khỏi nguyên tử dây dẫn hình thành lỗ trống lỗ trống nguyên tử dây dẫn điền vào electron pin Những electron đến cuối dây dẫn vào cực dương pin “Điện tích" đơn vị di chuyển dòng điện Dòng điện tiếp tục di chuyển khơng có khác biệt điện tích dương (+) âm (-) 1.2 Dòng điện 1) Dòng điện gì? Như giải thích trên, nối vật mang điện tích âm với vật điện tích dương làm electron di chuyển từ (-) sang (+) Khi đó, người ta nói có “dịng điện" dây điện Như vậy, dòng điện dòng di chuyển electron tự Lượng điện tích di chuyển xem “dòng điện” Tuy nhiên, chiều dịng điện khơng giống chiều dịng electron Chiều dòng điện quy ước chiều điện dương (+), có chiều ngược với chiều di chuyển dòng electron 2) Tác động dòng điện  Sự sinh nhiệt Khi có dịng điện qua dây điện, dây điện chịu đựng giới hạn cường độ dòng điện định Nếu vượt giới hạn này, nhiệt sinh dây điện Điều xảy có dòng điện lớn dòng điện cho phép qua dây điện Những bóng đèn, mồi thuốc dây sấy xe sử dụng tượng sinh nhiệt dịng điện  Hiệu ứng hóa học Đặt đồng kẽm dung dịch axit sulfuric (H2SO4) loãng tạo nên tượng ion hóa kim loại Ở đây, đồng nhường electron trở thành điện tích dương, kẽm nhận electron trở thành điện tích âm Nối dây dẫn điện vào cực electron di chuyển từ kẽm sang đồng tạo thành dòng điện Ắc quy xe chế tạo dựa tượng hóa học  Tác động từ tính Mạt sắt Giấy mỏng (+) (-) Đục lỗ nhỏ mảnh giấy dày, xuyên dây điện qua cấp dòng điện chạy qua dây dẫn trước phủ mạt sắt lên giấy Bột sắt tạo thành vòng tròn đồng tâm quanh dây dẫn, kết thúc bề mặt vng góc với dây dẫn Đây đường sức từ tạo nên từ tường dòng điện Cũng vậy, cuộn dây quấn dây dẫn điện có dịng điện qua tạo nên từ trường Đây cấu tạo động điện Kim phun, cuộn dây đánh lửa, động khởi động, mô-tơ gạt nước máy phát điện xe ứng dụng tượng từ tính dịng điện 1.3 Điện áp điện trở 1) Điện áp gì? Khi có dịng điện qua mạch điện sơ đồ bên đèn sáng lên Lượng lượng tiêu hao cho dòng điện qua mạch điện gọi “điện áp” Một dòng điện liên tục phát chênh lệch điện hai đầu dây dẫn trở Các thiết bị chế tạo để trì hiệu điện như: ắc quy thiết bị nguồn Như điện áp định nghĩa “hiệu điện dòng điện chạy qua mạch điện” 2) Pin mắc nối tiếp song song  Mạch nối tiếp : Những viên pin đươc mắc thẳng hàng Tổng điện áp tổng điện áp viên pin  Mạch song song: Những viên pin mắc song song Tổng điện áp điện áp 3) Điện trở gì? viên pin Xe đạt tốc độ cao mặt đường gồ ghề bùn lầy Mặt đường cản trở chuyển động xe Tương tự, thuộc tính cản trở di chuyển dòng điện định nghĩa “điện trở” Dây điện chế tạo cho dòng điện qua dễ dàng đồng thời thân dây điện có điện trở cản trở lại dịng điện Vì điện trở dây dẫn thấp tăng hiệu suất dẫn điện Trong số trường hợp, dòng điện qua phải có điện trở để hoạt động, ví dụ: dây tóc bóng đèn Điện trở dây dẫn điện R R= ρ·S/l l: Chiều dài dây dẫn điện (m) S: Tiết diện dây dẫn điện (m²) ρ: Điện trở suất dây dẫn điện (Ω·m) Điên trở làm cacbon kim loại, thân bọc lớp vỏ cách điện sơn vòng màu thân điện trở Điện trở hình phía sử dụng cho dịng điện nhỏ 1A Nếu yêu cầu dòng điện lớn kích thước điện trở phải tăng lên để chịu đựng nhiệt sinh từ điện trở 1.4 Lý thuyết mạch điện Hình (a) bóng đèn mắc vào viên pin 1) Định luật Ohm hình (b) bóng đèn mắc vào hai viên pin Bóng đèn hình (b) sáng Theo định luật Ohm, dòng điện qua dây dẫn tỉ lệ thuận với điện áp hai đầu dây dẫn tỉ lệ nghịch với điện trở (bóng đèn)  I(Dịng điện) = V(điện áp)/R(điện trở)  V(Điện áp)=I(dòng điện)·R(điện trở) (a) (b) 2) Mạch điện trở mắc song song nối tiếp  Mạch mắc nối tiếp Tổng điện trở mạch mắc nối tiếp tính tổng tất điện trở mạch R = R1 + R2 + R3, theo định luật Ohm, dịng điện tính I = V/R = V/(R1 + R2 + R3)  Mạch mắc song song Trong mạch mắc song song, tổng điện trở tính theo cơng thức sau 1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3, theo định luật Ohm, dòng điện I = V·(1/R1 + 1/R2 + 1/R3) So sánh Mạch nối tiếp Mạch song song Điện áp Điện áp điện trở thay đổi theo giá trị điện trở điện trở đó, tổng điện áp tất điện trở điện áp mạch điện Khi tất điện trở nối vào hai điểm mạch điện, điện áp điện trở điện áp mạch điện Dòng điện qua điện trở mạch có giá trị dịng điện mạch Dịng điện tổng mạch chia điểm nút thay đổi theo giá trị điện trở Tổng dòng điện tất điện trở dòng điện mạch Nếu có bóng đèn bị đứt mạch điện mạch điện trở nên hở mạch khơng có dịng điện qua Nếu có bóng đèn bị đứt khơng làm ảnh hưởng đến bóng cịn lại mạch điện Nối bóng đèn vào mạch mắc nối tiếp làm tăng tổng trở mạch độ sáng bóng đèn bị giảm xuống Mắc bóng đèn vào mạch mắc song song khơng làm ảnh hưởng đến dịng điện chạy qua bóng đèn Vì khơng làm thay đổi độ sáng bóng đèn Dịng điện Mối quan hệ điện trở với điện áp dòng điện 3) Định luật Kirchhoff Định luật Kirchhoff lý thuyết mô tả đầy đủ đặc điểm mạch điện mắc song song nối tiếp giải thích Định luật Kirchhoff dòng điện kirchhoff điện áp  Định luật Kirchhoff Tổng cường độ dòng điện chạy đến nút phải tổng cường dịng điện từ nút Đặt điện áp vào mạch mắc song song nguồn điện có dịng điện vào điện trở hình Tuy nhiên, dịng điện tổng mạch chia nút mắc song song độ lớn dòng điện tỉ lệ nghich với điện trở Tổng dòng điện mạch I = (1/R1 + 1/R2)·V = (1/2 + 1/5)·10 = 7A I1 = V/R1 = 10/2 = 5A, I2 = V/R2 = 10/5 = 2A → I = I1 + I2 Nếu có dịng 7A mạch dịng 5A qua điện trở ohm, dòng 2A qua điện trở ohm tổng dòng lại 7A  Định luật Kirchhoff Trong mạch kín tổng độ rơi áp tải lực điện động (tổng điện áp nguồn) Cho dòng điện vào mạch điện có điện trở kết điện áp mạch điện giảm mức điện áp hai đầu điện trở Điều gọi rơi áp Điện áp nguồn điện mạch mắc nối tiếp chia cho điện trở tỉ lệ với giá trị điện trở Nói tóm lại, có độ rơi áp điện trở Tổng điện áp mạch V = I·R1 + I·R2 + I·R3, I = V/R = V/(R1 + R2 + R3) = 10/(2 + + 5) = 1A V = + + = 10 → V = V1 + V2 + V3 Độ rơi áp 2V điện trở ohm, 3V điện trở ohm 5V điện trở ohm Tổng tất sụt áp điện trở tổng sức điện động (điện áp nguồn) 10V 1.5 Công suất công suất tiêu thụ 1) Cơng suất gì? Sự di chuyển điện tích làm sinh nhiệt mạch điện chạy mơ-tơ điện Dòng điện chạy trọng mạch biến đổi điện thành môt lượng khác; tỉ lệ biến đổi gọi “cơng suất“ Cơng suất tính tích điện áp dịng điện Cơng suất dòng điện (P) = Điện áp ( V) X dịng điện (I) , đơn vị tính W(watt) 2) Cơng suất tiêu thụ? Cơng suất tiêu thụ tính tích cơng suất thời gian Cơng suất tiêu thụ tăng theo thời gian cơng suất khơng đổi Công suất tiêu thụ (Wh) = Công suất (P) X thời gian (t) = Điện áp (V) X Dòng điện (I) X Thời gian (t) , đơn vị tính Wh(watt-giờ) 3) Sử dụng cầu chì Là thiết bị tự động ngắt dòng điện qua dây dẫn dòng điện qua vượt giới hạn cho phép Quá dịng sinh nhiệt làm chảy đứt cầu chì Trong sơ đồ bên trái, điểm (a) chịu dòng điện lớn Một cầu chì lắp (a) (c) 220V-50W lý Nếu tất thiết bị điện sơ đồ hoạt động dịng điện qua cầu chì bao nhiêu? P = V·I , I = P/V (b) 220V-100W I = 500/220 + 100/200 + 50/220 = ~ 2.95A Như vậy, giá trị cầu chì lắp vị trí (a) phải 2.95A cao Thơng thường, cần lựa chọn cầu chì có dịng điện cho (a) 220V-500W phép gấp 1.2 đến 1.5 lần dịng điện sử dụng 1.6 Từ tính 1) Từ tính gì? Từ tính lực từ nam châm có khả hút số vật liệu tạo tương tác hai nam châm (hút, đẩy) nam châm dịng điện Xung quanh dịng điện ln có từ trường  Định luật Ampère Mạt sắt Giấy dày (+) (-) Khi có dịng điện chạy qua dây dẫn, nắm bàn tay phải lại cho ngón chiều dịng điện có từ trường hình thành có hướng theo chiều ngón tay lại Khi mạt sắt đặt xung quanh dây điện có dịng điện qua, chúng xếp thành hàng theo hướng giống với từ trường hình thành qua dây điện Đây định luật Ampère  Nam châm Nam châm vật mang từ tính Nam châm phân loại theo nam châm vĩnh cửu nam châm điện Cuộn dây rotor motor, cuộn dây rotor máy phát cuộn dây van solenoid nam châm điện, từ tính xuất có dịng điện chạy qua Bơm nhiên liệu, motor gạt mưa sử dung nam châm vĩnh cữu nam châm điện  Từ trường gì? Một khu vực có lực từ tác dụng gọi từ trường Ví dụ, khu vực xung quanh nam châm nơi mà kim loại bị hút phía nam châm gọi từ trường  Quy tắc đinh ốc (ren phải) ngón tay: chiều dịng điện Vịng dây Hướng dịng điện Ngón tay cái: chiều từ trường Hướng dòng điện Dòng điện(I) Bàn tay phải Dòng điện(I) Quấn dây điện thành hình trịn cho dịng điện chạy qua tạo lực từ xuyên qua mặt phẳng chứa vòng dây Ở đây, xoay đinh ốc theo chiều dòng điện, chiều tiến đinh ốc chiều từ trường Cách xác định từ trường hình thành cuộn dây sau Cuộn dây solenoid dây điện quấn thành hình trụ Áp dụng quy tắc đinh ốc, xoay đinh ốc theo chiều dòng điện, chiều tiến đinh ốc chiều từ trường từ phải sang trái Một cách khác để hiểu khái niệm nắm cuộn dây tay phải với ngón tay theo chiều dịng điện, ngón tay chiều từ tường  Cấu tạo rơle Rơle thiết bị điện tử sử dụng cho điều khiển truyền tín hiệu sản phẩm điện/điện tử sử dụng nhiều nơi xe Dòng điện chạy qua cuộn dây quấn lõi sắt làm cho lõi sắt trở thành nam châm điện, hút thép đóng tiếp điểm cơng tắc lại Rơle sử dụng để đóng mở mạch điện 1.7 Dòng điện xoay chiều 1) Dòng điện xoay chiều gì? (a) Dịng điện chiều Chiều dòng điện Dòng điện Dòng điện Chièu dòng điện (b) Dòng điện xoay chiều Thời gian Thời gian Dòng điện chiều ký hiệu "DC“ Nó theo chiều, ví dụ từ (+) đến (-) Dịng điện theo chiều mạch điện cực ắc quy ln khơng đổi Trong đó, dòng điện xoay chiều ký hiệu "AC“, dòng điện xoay chiều khơng có chiều cố định Đây lý điện áp liên tục thay đổi 2) Máy phát điện xoay chiều Từ trường luôn xuất nơi có điện Từ trường tạo cho dòng điện chạy qua dây dẫn Ngược lại, từ trường sinh điện Faraday Henry khám phá ra, di chuyển nam châm vào rangồi cuộn dây tạo dịng điện dây dẫn  Điện áp cảm ứng cuộn dây Thay đổi từ thơng qua cuộn dây • Di chuyển cuộn dây đến gần nam châm • Di chuyển nam châm đến gần cuộn dây • Thay đổi dịng điện cuộn dây khác gần cuộn dây kín Điện áp cảm ứng tăng lên số vòng dây quấn di chuyển từ trường tăng lên tốc độ biến thiên từ thông qua cuộn dây tăng lên 3) Quy tắc bàn tay phải Chiều chuyển động dây dẫn Quy tắc bàn tay phải dùng để xác định chiều dòng điện cảm ứng chuyển động từ trường Đặt ngón tay cái, ngón trỏ ngón cho Chiều từ trường vị trí chúng vng góc với đơi Nếu ngón tay chiều chuyển động dây dẫn ngón trỏ chiều từ trường ngón chiều dòng điện cảm ứng Chiều dòng điện 4) Sóng hình sine AC Đặt vịng dây từ trường, vng góc với từ trường quay vòng dây tạo sức điện động vòng dây A B hình bên dưới, tương ứng với quy tắc bàn tay phải Đây gọi “sức điện động xoay chiều" chiều ngược lại vòng dây quay vòng Khi vịng dây quay vịng sức điện động cảm ứng có tần số 1[Hz] : Biểu thi: dịng điện di vào cuộn dây Cực N Biểu thị: dòng điện di cuộn dây Cực N Cực S 90 Tại thời điểm cạnh vòng dây Cực S Điện áp cảm ứng cao xa nam châm nhất, điện áp cảm cạnh vòng dây gần nam ứng nhỏ (0V) châm Cực N Cực N 0 90 180 90 180 270 Cực S Tại thời điểm cạnh vòng dây Cực S Điện áp cảm ứng đổi chiều đạt xa nam châm nhất, điện áp cảm giá trị lớn cạnh vòng dây ứng nhỏ (0V) gần cực nam  Khoảng, tần số pha • Khoảng: thời gian cần thiết lặp lại i chu kỳ [T] t Khoảng (T), chu kỳ • Tần số: số chu kỳ lặp lại giây [Hz] • Pha: độ chênh lệch thời gian hay nhiều dòng điện tần số Ví dụ: pha V2 trễ pha V1 10 Biểu tượng phận (chi tiết) sơ đồ mạch điện Hạng mục Biểu tượng Chi tiết Hạng mục Biểu tượng Chi tiết Thể giắc đực giắc NPN transistor Giắc nối Có chức công tắc & khuếch đại Điểm nối mass Cầu chì Đèn Diode LED Diode zener Thể hiển đầu dây dẫn nối với phần kim loại xe Dẫn điên IG ON thể tên cầu chì cơng suất cầu chì Đèn dây tóc Chỉ cho dịng điện di qua theo chiều PNP transistor Công tắc Là thiết bị để kết nối ngắt mạch điện Cảm biến Solenoid Là diode tạo ánh sáng có dịng điện qua Motor Khi điện áp lớn ngưỡng cho phép, cho dịng điện qua theo chiều ngược Relay - Cơng tắc đóng lại có dịng qua cuộn dây 22 Thơng tin dây dẫn < Màu dây> Dây có nền: TRẮNG (ký tự trước dấu “/”) sọc: ĐỎ (ký tự sau dấu “/”) Dây có màu: ĐEN 23 Thơng tin giắc nối Chọn vào giắc nối (SĐMĐ MESI) Vị trí giắc nối xe Ký hiệu giắc nối Hệ thống giắc nối Các chân phân biệt màu dây hình thể hướng nhìn từ bó dây Chân khơng sử dụng ký hiệu dấu * 24 2.2 Phân tích sơ đồ mạch điện Để phân tích sơ đồ mạch điện, địi hỏi bạn phải hiểu cách mà hộp ECU nhận biết tín hiệu từ cơng tắc, cảm biến Khi tài xế hành khách bấm công tắc để sử dụng chức đó, ECU phải nhận biết hoạt động cơng tắc theo hai cách thức sau Pull-up method (điện áp kéo lên) Switch to ground pick up” nhận tín hiệu cơng tắc nối mass Điều có nghĩa 0V nhận biết Pull-up voltage công tắc nối xuống mass Voltage ECU gửi tín hiệu điện áp 5V đến công Pull-up Resistance Switch tắc Khi công tắc ON, điện áp kéo lên 5V Signal voltage detection nối với mass chuyển thành 0V nhận biết công tắc hoạt động Time Nếu công tắc không hoạt động tín hiệu nhận biết điện áp 5V Pull-down method (điện áp kéo xuống) “Switch to battery voltage pick up” (Nhận tín hiệu điện áp bình ắc quy cơng tắc ON) Tín hiệu điện áp nhận biết Battery voltage Switch công tắc nối với điện áp bình ắc qui Điện áp bình ắc qui nhận biết Signal voltage detection Voltage Pull-down Resistance công tắc Khi công tắc ON, ECU nhận biết điện áp bình ắc qui chuyển từ Time 0V->12V Nếu công tắc không hoạt động điện áp 0V xác nhận 25 Communication (hệ thống giao tiếp) 3.1 Tổng quan hệ thống giao tiếp 1) Giao tiếp gì? Giao tiếp bắt đầu với xuất nhân loại Giao tiếp cá nhân xã hội cần thiết để tạo thành trì xã hội lồi người Những đối tượng gần giao tiếp với cách sử dụng ngôn ngữ, cử chỉ; nhiên đối tượng khoảng cách xa giao tiếp với được, cần thiết người đưa tin phương tiện khác để giao tiếp ánh sáng, khói âm thanh… Như vậy, giao tiếp định nghĩa truyền nhận thông tin Trong sống hàng ngày người ta thường phải giao tiếp sử dụng thiết bị khác để giao tiếp giống điện thoại, điện thoại cầm tay, máy tính (internet)… Giao tiếp diễn xe Giao tiếp điện tử xe xem chia sẻ thông tin liệu hộp điều khiển thơng qua tín hiệu điện 2) Tại phải sử dụng giao tiếp Với phát triển công nghệ xe hơi, yêu cầu ngày cao người tiêu dùng hiệu suất, tính độ an tồn Họ địi hỏi xe có sức mạnh, độ an toàn tiện nghi tăng lên Để đáp ứng yêu cầu đó, xe đại trang bị nhiều hộp điều khiển ECU thiết bị tiện nghi, phận hệ thống dây điện thêm vào Và hệ tất yếu lỗi hư hỏng thường xuyên xuất Sự lắp đặt thêm hệ thống điện đòi hỏi phải lắp thêm dây dẫn, điều làm tăng xác suất hư hỏng Để tối thiểu hóa lỗi hư hỏng xảy ra, hệ thống giao tiếp hộp ECU để chia sẻ liệu thông tin áp dụng  Những lợi ích mang lại xe sử dụng hệ thống giao tiếp gì? • Hệ thống dây dẫn hơn, nhẹ hơn: Giao tiếp hộp làm giảm dây dẫn • Việc lắp đặt thiết bị điện tử đơn giản hơn: chấp hành điều khiển hộp ECU điều khiển gần • Tăng mức độ tín cậy hệ thống: việc giảm dây dẫn, giắc nối tiếp điểm làm giảm tỉ lệ hư hỏng cho phép liệu gửi xác • Kiểm tra/sửa chữa sử dụng máy chẩn đoán: máy chẩn đoán M-MDS sử dụng để kiểm tra ECU, cảm biến, cấu chấp hành cách nhanh chóng hiệu 26 3) Chia sẻ liệu hộp điều khiển ECUs (Electric Control Unit) Mỗi hộp ECU nhận liệu cần thiết cung cấp liệu theo yêu cầu hộp ECUs khác thông qua dây cáp kết nối Nói cách khác hộp kết nối với để chia sẻ thông tin/dữ liệu Sự giao tiếp hộp phải thỏa qui tắc định; qui tắc giao tiếp gọi giao thức giao tiếp "communication protocol"  Giao thức giao tiếp (Communication protocol) Communication protocol xem qui tắc áp dụng để chia sẻ thông tin liệu mạng giao tiếp hộp ECUs Ví dụ, người Mỹ người Hàn khơng thể nói chuyện với người nói tiếng anh người nói tiếng Hàn, giao tiếp thất bại Tương tự xe ô tô dẫn đến hệ thống giao tiếp hộp bị lỗi Do đó, ECUs chế tạo theo giao thức giao tiêp chuẩn để việc giao tiếp hộp diễn theo yêu cầu 4) Các loại đặc tính giao tiếp  Giao tiếp nối tiếp (lần lượt) giao tiếp song song 0 1 …… Một chuỗi bit truyền Mỗi lần gửi bit đơn Thuật ngữ "serial" liệu thực tế gửi nhận chuỗi Dữ liệu nhiều bit gửi đồng thời Nhiều liệu chia gửi lúc thông qua nhiều mạch điện Tốc độ đường truyền tăng lên chi phí cho việc lắp mạch điện/thiết bị điện tăng lên Thông thường, giao tiếp nối tiếp sử dụng rộng rãi giao tiếp có liên quan đến việc trao đổi liệu (Phương thức giao tiếp điện tử ô tô)  Giao tiếp qua dây dẫn giao tiếp khơng dây (wireless) • Giao tiếp qua dây dẫn Một thiết bị nguồn thiết bị đầu cuối kết nối với thông qua dây dẫn, thông qua dây dẫn tín hiệu trao đổi với Giao tiếp -1 phương thức nhất, hầu hết phương thức giao tiếp sử dụng loại Ví dụ) điện thoại, fax, internet, giao tiếp điện tử xe, etc • Giao tiếp khơng dây (wireless communication) Các tần số sóng Wireless sử dụng để trao đổi liệu mà không sử dụng dây dẫn Một thiết bị nguồn truyền thơng tin cho nhiều thiết bị đầu cuối Ex) Radio, điện thoại di dộng, remote điều khiển xe, immobilizer antenna coil, smart key, LF/RF receiver, 27 etc  Giao tiếp không đồng giao tiếp đồng 0 Bit bắt đầu 0 Bit liệu Bit kết thúc Một bit bắt đầu bit kết thúc sử dụng cho tất tín hiệu để truyền liệu cách xác Giao tiếp khơng đồng bị ảnh hưởng nhiễu đườ ng truyền sụt áp, nhiễu sóng, thêm bit bit (Ví dụ: CAN communication, LIN communication) Giao tiếp không đồng (CAN communication) xe sử dụng hai dây (CAN-HI CAN-LOW) để ngăn ngừa hư hỏng dây dẫn bị đứt chạm mass chạm nguồn, chí dây bị hư hỏng, dây cịn lại cho phép việc giao tiếp diễn bình thường SCK Data (TX, RX) 0 0 0 1 Giao tiếp đồng truyền tín hiệu mà khơng có bit bắt đầu kết thúc Phải có mạch định thời SCK (clock circuit) phép ước lượng xác thời gian nhận gửi liệu hộp điều khiển ECUs Nếu khơng có mạch định thời tín hiệu (dữ liệu) phải bao gồm liệu định thời (Ví dụ: Giao tiếp đồng dây (Three-line synchronous communication)) Giao tiếp đồng dây, tín hiệu quan trọng truyền thơng qua SCK Nếu đường truyền SCK có dấu hiệu bị hư hỏng, hệ thống khơng hoạt động chí liệu tín hiệu đầu Nếu lỗi xảy đường truyền TX RX ngắt chức mà chịu trách nhiệm 28  Giao tiếp chiều (Simplex communication) giao tiếp hai chiều (duplex communication) • Giao tiếp chiều (Simplex communication) Dữ liệu truyền theo hướng Trong giao tiếp chiều, có ECU gửi liệu ECU nhận xử lí liệu • Giao tiếp hai chiều (Duplex communication) Dữ liệu truyền qua lại hai hộp ECUs • Giao tiếp nối tiếp (theo thứ tự) (Serial communication) Các liệu truyền theo thứ tự chúng truyền lúc Nếu tín hiệu nhận biết lúc tín hiệu ưu tiên truyền trước Loại giao tiếp diễn giao tiếp chiều giao tiếp hai chiều 29 3.2 Hệ thống mạng giao tiếp xe Các loại mạng giao tiếp xe  Mạng CAN (Controller Area Network) • Được sử dụng để giao tiếp hộp điều khiển điện thân xe, hộp điều khiển hệ thống truyền lực hộp điều khiển hệ thống khung gầm • Có hai dây chia thành mạng CAN tốc độ cao (high-speed CAN) mạng CAN tốc độ thâp (low-speed CAN) tùy thuộc vào tốc độ giao tiếp  SAE J1850 • Serial communication sử dụng PWM (Pulse Width Modulation) • Chủ yếu dùng để chẩn đốn hư hỏng Ngày kiểu giao tiếp sử dụng  ISO 4230 (KWP 2000: Key Word Protocol 2000) • Là giao thức áp dụng để giao tiếp với máy chẩn đoán (Protocol tập hợp tất quy tắc, quy ước để đảm bảo cho hộp điều khiển mạng giao tiếp với gọi giao thức) • Giao tiếp nối tiếp “serial communication” sử dụng dây  MOST (Media Oriented System Transport) • Mạng giao tiếp dùng để giao tiếp chuyển đổi liệu thiết bị đa thơng tin (multimedia) • Giao tiếp mạng CAN thiết bị đa thông tin ngày trở nên phổ biến  LIN (Local Interconnect Network) • Giao tiếp phận chức với công tắc/cảm biến • Sử dụng loại giao tiếp nối tiếp “serial communication” dây; tốc độ đường truyền tối đa 20Kbps (master-slave mode) Hạng mục Đặc điểm LIN CAN J1850 KWP 2000 MOST Hệ thống giao tiếp Master & Slave Multi master Master & Slave Master & Slave Multi master Phương thức kết nối BUS BUS BUS BUS BUS Phương tiện giao tiếp Một dây (1 wire) dây xoắn (2 wires) dây dây (K/L) Một dây (K) Đường truyền quang học Tốc độ đường truyền Tối đa 20Kbps Tối đa 1Mbps 10.4Kbps (VPW) 41.6Kbps (PWM) 10.4Kbps Tối đa 24.8Mbps Phạm vi giao tiếp 40m 40m 40m - 40km Hệ thống điều khiển điện thân xe Hệ thống truyền lực, chasiss, BCM GM/Ford Chrysler Giao tiếp với máy chẩn đoán Giao tiếp Multi media Phạm vi áp dụng 30 2) Hệ thống giao tiếp mạng CAN "CAN" cụm từ viết tắt "Controller Area Network." Mạng giao tiếp CAN BOSCH INTEL đồng thời phát triển vào năm 1988 cho phép hộp ECUs xe giao tiếp kỹ thuật số loại serial communication với Nó sử dụng xe khả thích ứng bật để chịu điều kiện mơi trường khắc nghiệt nhiệt độ cao, va chạm, rung giật nhiễu sóng Ngồi ra, dây dẫn hộp giảm thiểu kiểu giao tiếp đa kênh Các hộp ECUs sử dụng mạng CAN giao tiếp gửi liệu nhận liệu mã hóa phù hợp thơng qua đường dây BUS  Chế độ Multi-master Tất hộp kết nối với tới đường CAN BUS truyền liệu cách tự  Communication arbitration (giám định giao tiếp) Nhiều thông tin gửi theo trật tự định phụ thuộc vào qui định ưu tiên (giám định giao tiếp)  Chế độ kết nối hai dây  Có thể giao tiếp với tốc độ cao  Chế độ giao tiếp serial communication không đồng  Mạng CAN tốc độ thấp (Low-speed CAN) Được biết đến mạng “BODY CAN” ứng dụng công nghệ ô tô Được ứng dụng để truyền liệu hộp hệ thống điện thân xe Tốc độ truyền ≤ 125 kbps  Mạng CAN tốc độ cao (High-speed CAN) Trong ngành công nghệ ô tô mạng “chassis CAN” mạng CAN tốc độ cao Nó ứng dụng để truyền liệu hộp hệ thống truyền lực chasiss… Tốc độ đường truyền nằm khoảng 125kbps ~ 1Mbps Được sử dụng cho liệu quan trọng, yêu cầu xử lý tức Dữ liệu truyền khoảng 1~ 10ms  Tổng quan kết cấu vật lí mạng CAN  Điện trở đầu cuối Connected to remove reflections that cause communication failure • Mạng CAN tốc độ cao (High-speed CAN) Điện trở đặt đầu đường dây BUS đường truyền tín hiệu, điện trở phải phù với trở kháng đường truyền tín hiệu Và phù hợp với tiêu chuẩn ISO11898, điện trở 120 ohm sử dụng Nếu có nhiều hộp tồn đường truyền, cần bố trí điện trở hộp ECU đầu cuối đường truyền • Mạng CAN tốc độ thấp (Low Speed CAN) Tất đường dây tín hiệu ECUs mạng cần phải có điện trở Mạng CAN tốc độ thấp không yêu cầu điện trở mắc hai dây giao tiếp, mà cần điện trở riêng dây giao tiếp hộp ECU Trở kháng điện trở tính tốn cách sử dụng 31 công thức  Twist Pair Wire When a radiowave hits a twist pair wire, the two bus lines are influenced equally In such an instance, a differential signal not affected by radiowaves is created by the difference of CAN_H and CAN_L Each wire uses different voltage to send signals The signal voltage of the CAN_H wire and the signal voltage of the CAN_L wire are reversed and sent simultaneously 1 It is generally understood that the digital "1" is a recessive bit and the digital "0" is a dominant bit In high-speed CAN, "1" is 2.5V, and "0" is 3.5V for CAN_H and 1.5V for CAN_L In low-speed CAN, "1" is 4.8V for CAN_H and 0.2V for CAN_L The values of "0" are identical to those used in high-speed CAN 3) LIN Communication System "LIN" stands for "Local Interconnect Network." LIN communication is low-cost serial communication that can be applied to vehicles for a dispersed electronic system LIN communication is allows more cost reduction than CAN communication A LIN network is made up of one master and one or more slaves LIN is asynchronous serial communication that does not send differential signals Waveforms are generated by ECU voltage and ground voltage levels Slave BCM LIN Master Start notification Synchronization ID transmission Master [LIN Slave] Slave Response RR RL RCL Slave RCR LIN communication involves data generation from a master command and slave response on a single signal line Start notification: The master module notifies all slave modules of a LIN communication start Synchronization: The master module starts to send synchronized data to all slave modules ID transmission: The master module sends data to certain slave modules, requesting data Response: Slave modules that match the ID sent by the master module send the required 32 data to the master module 4) K-Line Communication K-line communication is similar to LIN communication It is an asynchronous serial communication mode which involves ECUs connected to a K-line giving responses when requested by diagnostic equipment Communication initialization Communication start response Data transmission Data transmission … - Communication end response Diagnostics Device Initialization request Communication start Data request Data request … - Communication end 33 Sử dụng đồng hồ đo DMM (Digital Multi Meter) đồng hồ sử dụng để đo điện áp, dòng điện điện trở  Chức DMM • Đo điện trở • Đo tụ điện • Đo dịng điện chiều/xoay chiều • Đo điện áp chiều/xoay chiều • Trạng thái điốt (bình thường/hỏng) xác định cực tính Hình dạng đồng hồ đo • Kiểm tra ngắn mạch • Đo hệ số khuếch đại transistor • Đo tần số Màn hình Hiện thị ý đơn vị phần lẽ Chọn thang đo Lựa chọn điện áp, dòng điện điện trở điốt Lỗ đo transistor V, Ω, , đo điốt Đo dòng điện 10A nhỏ Đất Jack đầu vào Đo dòng điện Xác định loại dòng điện (một - + A Ắc quy chiều/xoay chiều) để đo chọn thang đo Làm hở mạch điện (tháo mối nối) điểm cần đo lắp que đo vào (+) vị trí cần đo tạo thành thành mạch nối tiếp Chú ý chiều dòng điện (-) lăp que (+) que (-) Đo điện áp V - Xác định loại dòng điện (một + chiều/xoay chiều) để đo chọn Ắc quy thang đo Nối que (+) đồng hồ vào cực (+) dây điện que (-) vào cực (-) dây điện tạo thành mạch mắc song song Đo điện trở Chọn thang đo có ký hiệu điện trở Ω - + (Ω) Ắc quy Lắp que đo vào đầu điện trở (chiều tùy ý) Tăng thang đo từ thấp lên cao đơn vị, giá trị đo thị hình Kiểm tra điốt tốt/hỏng Chọn thang đo có ký hiệu điốt Một điốt bình thường gia trị + - 0.6V thị lên hình que (+) nối với anốt que (-) nối với catốt Đo xấp xỉ 2.6V đo theo chiều ngược lại Kiểm tra transistor tốt/hỏng Vị trí thang đo transistor NPN PNP Lắp transistor chiều vào cổng Hệ số khuếch đại thị NPN lắp theo thứ tự E,B,C PNP theo thứ tự E,C,B Kiểm tra công tắc tốt/hỏng Chọn thang đo điện trở Ω Nối que đo vào hai đầu cơng tắc bật cơng tắc ON Cơng tắc bình thường giá trị điện trở thị 0Ω Hoặc thị giá trị điện trở cho loại công tắt có điện trở Mẹo: sử dụng đèn thử Kiểm tra điện áp kiểm tra cơng tắc sử dụng đèn thử để thay cho DMM Một đèn thử đặc biệt thuận lợi yêu cầu đo có điên áp hay khơng Một đèn thử có que đo, dây kẹp nối xuống mass bóng đèn 12V Nối dây kẹp xuống mass nối đèn thử đến vị trí khác mạch điện nơi cần đo điện áp Nếu bóng đèn sáng lên có điện áp vị trí kiểm tra Tuy nhiên, cần phải ý đến trường hợp sau Mạch điện xe thường có hộp ECU chứa linh kiện bán dẫn Điện áp mạch điện phải kiểm tra DMM ECU xem đèn thử mắc vào điện trở khác mắc song song Hiểu theo cách thơng thường, dịng điện vượt giới hạn dòng cho phép vào tải Do cấm sử dụng đèn thử loại mạch điện mạch điện ECU gặp hư hại