CAN Veri Yolu Nedir? CAN High, CAN Low ve Gateway

CAN veri yolu, modern otomobillerde elektronik kontrol ünitelerinin birbirleriyle hızlı ve güvenilir şekilde veri alışverişi yapmasını sağlayan haberleşme sistemidir. Elektronik kontrol ünitesi (ECU), ABS, şanzıman, gösterge paneli, klima, kapı kontrol üniteleri ve multimedya sistemleri gibi birçok elektronik sistem, CAN ağı üzerinden birbirleriyle bilgi paylaşabilir.

Volkswagen ve Audi tarafından hazırlanan CAN Veri Yolu II eğitim dokümanında özellikle Tahrik CAN veri yolu ile Konfor/Infotainment CAN veri yolu arasındaki çalışma farklılıkları, CAN High ve CAN Low hatları, veri aktarımı, Gateway yapısı ve CAN sistemi arızalarının teşhis edilmesi açıklanmaktadır.

CAN Veri Yolu Nedir?

CAN, İngilizce Controller Area Network ifadesinin kısaltmasıdır. Araç üzerindeki elektronik kontrol ünitelerinin her biri için ayrı ayrı çok sayıda sinyal kablosu kullanmak yerine, kontrol ünitelerinin ortak bir haberleşme ağı üzerinden veri alışverişi yapmasını sağlar.

CAN sistemi üzerinden motor devri, araç hızı, yakıt deposu seviyesi ve farklı kontrol ünitelerine ait çalışma bilgileri iletilebilir. Bu iletişim iki temel hat üzerinden gerçekleştirilir: CAN High ve CAN Low.

CAN High ve CAN Low Hatları

CAN veri yolunda iki iletken birlikte kullanılır. Bu iki hat CAN High ve CAN Low olarak adlandırılır. Hatların birbirine burularak kullanıldığı kablo yapısına Twisted Pair, yani burulmuş kablo çifti denir.

Burulmuş kablo yapısı, araç üzerindeki ateşleme sistemi, elektrik motorları ve diğer elektrikli sistemlerden kaynaklanabilecek elektromanyetik parazitlerin veri iletişimine olan etkisini azaltmaya yardımcı olur.

CAN High ve CAN Low hatlarında oluşan sinyaller birlikte değerlendirilir. İki hattaki gerilim farkının kullanılması sayesinde her iki kabloyu aynı şekilde etkileyen parazitlerin önemli bir bölümü filtrelenebilir.

Tahrik CAN Veri Yolu Nedir?

Tahrik CAN veri yolu, motor ve aracın hareketiyle doğrudan ilişkili elektronik kontrol üniteleri arasındaki haberleşmede kullanılan yüksek hızlı CAN ağıdır.

Eğitim dokümanında Tahrik CAN veri yolunun veri aktarım hızı 500 kBit/s olarak belirtilmektedir. Bu nedenle Tahrik CAN sistemi High-Speed CAN olarak da adlandırılır.

Tahrik CAN veri yoluna bağlanabilecek kontrol ünitelerine örnek olarak şunlar verilmektedir:

• Motor kontrol ünitesi
• ABS kontrol ünitesi
• ESP kontrol ünitesi
• Şanzıman kontrol ünitesi
• Hava yastığı kontrol ünitesi
• Gösterge tablosu

Örneğin ABS ve ESP sistemlerinde sensörlerden alınan bilgiler elektronik kontrol ünitesi tarafından değerlendirilir. Bu sistemlerde kullanılan sensörlerden birinin yapısını ve çalışma prensibini Fren Basınç Sensörü yazısından inceleyebilirsiniz.

Tahrik CAN sisteminde CAN High ve CAN Low hatları üzerinden kontrol üniteleri arasında sürekli veri alışverişi gerçekleştirilir. Eğitim dokümanındaki örnekte çekinik durumda her iki hattın yaklaşık 2,5 V seviyesinde olduğu, baskın durumda CAN High hattının yaklaşık 3,5 V‘a yükseldiği ve CAN Low hattının yaklaşık 1,5 V‘a düştüğü açıklanmaktadır.

Konfor ve Infotainment CAN Veri Yolu Nedir?

Konfor/Infotainment CAN veri yolu, araç içi konfor ve bilgi-eğlence sistemlerinde kullanılan CAN ağıdır. Eğitim dokümanında bu sistemin veri aktarım hızı 100 kBit/s olarak verilmekte ve sistem Low-Speed CAN olarak tanımlanmaktadır.

Bu veri yoluna bağlanan sistemlere örnek olarak klima kontrol ünitesi, kapı kontrol üniteleri, konfor kontrol ünitesi, radyo ve navigasyon sistemi gösterilmektedir.

Konfor/Infotainment CAN veri yolunda kapıların açık veya kapalı olması, iç aydınlatma durumu, araç pozisyonu ve benzeri bilgiler kontrol üniteleri arasında paylaşılabilir.

Tahrik CAN ile Konfor CAN Arasındaki Farklar

Tahrik CAN ile Konfor/Infotainment CAN sistemleri aynı temel CAN haberleşme prensibini kullanmasına rağmen veri aktarım hızları, sinyal seviyeleri ve elektriksel yapıları birbirinden farklıdır.

• Tahrik CAN: 500 kBit/s hızında çalışan High-Speed CAN sistemidir.
• Konfor/Infotainment CAN: 100 kBit/s hızında çalışan Low-Speed CAN sistemidir.
• Tahrik CAN daha çok motor, şanzıman, ABS ve ESP gibi sürüşle ilgili sistemlerde kullanılır.
• Konfor CAN kapı, klima ve konfor sistemlerinde kullanılır.
• Infotainment CAN radyo, navigasyon ve benzeri bilgi-eğlence sistemlerinde kullanılır.

Dokümanda özellikle Tahrik CAN veri yolunun Konfor/Infotainment CAN veri yoluna doğrudan elektriksel olarak bağlanmaması gerektiği belirtilmektedir. İki farklı CAN ağı arasındaki veri alışverişi Gateway üzerinden gerçekleştirilir.

Gateway Nedir ve Ne İşe Yarar?

Gateway, farklı CAN veri yolları arasında veri aktarımını sağlayan bir geçiş birimidir. Tahrik CAN ile Konfor/Infotainment CAN sistemlerinin veri hızları ve elektriksel özellikleri farklı olduğu için bu sistemlerin doğrudan birbirine bağlanması mümkün değildir.

Gateway, farklı hızlarda çalışan ağlardan aldığı bilgileri gerekli şekilde dönüştürerek diğer CAN ağına iletir. Böylece motor yönetim sistemi ile gösterge paneli, konfor sistemleri veya diğer kontrol üniteleri gerekli bilgileri paylaşabilir.

Dokümanda Gateway’in çalışma prensibi bir tren garına benzetilmektedir. Farklı hızlarda çalışan iki taşıma sistemi arasında yolcuların aktarma yapması gibi, Gateway de farklı hızlarda çalışan CAN ağları arasında bilgilerin aktarılmasını sağlar.

CAN Veri Yolunda Parazitler Nasıl Azaltılır?

Araç üzerindeki CAN hatları motor bölmesi gibi elektromanyetik parazitlerin yoğun olduğu alanlardan geçebilir. Ateşleme sisteminden kaynaklanan yüksek gerilimler, elektrik tesisatındaki dalgalanmalar ve statik boşalmalar veri iletişimini etkileyebilir.

CAN High ve CAN Low hatlarının burulmuş kablo çifti şeklinde kullanılması ve iki sinyal arasındaki gerilimin fark olarak değerlendirilmesi, ortak parazitlerin etkisini büyük ölçüde azaltır. Böylece CAN haberleşmesinin güvenilirliği artırılır.

Konfor CAN Sisteminde Tek Telli Çalışma

Konfor/Infotainment CAN sisteminin dikkat çekici özelliklerinden biri, belirli arıza durumlarında tek telli çalışmaya geçebilmesidir.

CAN High veya CAN Low hatlarından birinde kopukluk ya da belirli kısa devre arızaları meydana gelirse sistem çalışan diğer hattaki sinyalleri kullanarak haberleşmeyi sürdürebilir. Bu özellik, Konfor/Infotainment CAN sisteminin bazı arızalarda tamamen devre dışı kalmasını önlemeye yardımcı olur.

CAN Veri Yolu Arızaları Nasıl Teşhis Edilir?

CAN veri yolu genel olarak güvenilir bir haberleşme sistemi olmasına rağmen kablo kopukluğu, kısa devre, kontrol ünitesi arızası veya bağlantı problemleri nedeniyle iletişim sorunları oluşabilir. Araçlarda karşılaşılan diğer elektronik ve mekanik arızalar için Araç Arıza Kodları ve Otomotiv Arıza Teşhisi bölümünü de inceleyebilirsiniz.

CAN arızalarında yalnızca hata koduna bakılarak doğrudan bir kontrol ünitesinin değiştirilmesi doğru bir teşhis yöntemi değildir. Çünkü arızalı bir kontrol ünitesi ile CAN hattındaki elektriksel bir arıza benzer belirtiler oluşturabilir.

Eğitim dokümanında arıza analizinin teşhis cihazıyla başlaması, Gateway içerisinde kayıtlı arıza mesajlarının ve ölçüm değerlerinin değerlendirilmesi tavsiye edilmektedir.

CAN sistemlerinde teşhis sırasında aşağıdaki kontrollerden yararlanılabilir:

• Arıza hafızasının okunması
• Gateway üzerindeki kontrol ünitelerinin iletişim durumlarının kontrol edilmesi
• CAN High ve CAN Low hatlarının gerilimlerinin ölçülmesi
• Hat dirençlerinin kontrol edilmesi
• Osiloskop ile CAN sinyallerinin incelenmesi
• Kablo kopukluğu ve kısa devre kontrollerinin yapılması

CAN sisteminde görülen bir haberleşme arızasının doğrudan kontrol ünitesi arızası olduğu düşünülmemelidir. Sensörler, soketler, kablo tesisatı ve besleme gerilimleri de kontrol edilmelidir. Elektronik sensörlerin ECU’ya nasıl bilgi gönderdiğini görmek için Gaz Kelebeği Konum Sensörü (TPS) konusunu inceleyebilirsiniz.

CAN Sinyallerinin Osiloskop ile Kontrolü

CAN veri yolu sinyallerinin ayrıntılı olarak incelenmesinde osiloskop kullanılabilir. CAN High ve CAN Low hatlarındaki sinyal şekilleri birlikte görüntülenerek haberleşmenin normal olup olmadığı değerlendirilebilir.

Normal çalışan bir CAN sisteminde iki sinyal belirli bir düzen içerisinde birbirine göre değişir. Kablo kopukluğu, şaseye kısa devre, akü gerilimine kısa devre veya iki CAN hattının birbiriyle kısa devre olması gibi arızalar sinyal şeklinde değişikliklere neden olabilir.

CAN Veri Yolunun Otomotivdeki Önemi

Araçlarda elektronik kontrol ünitelerinin sayısının artması, kontrol üniteleri arasında daha fazla bilginin paylaşılmasını gerekli hâle getirmiştir. CAN veri yolu sayesinde aynı bilgiler farklı kontrol üniteleri tarafından ortak olarak kullanılabilir ve araç üzerindeki kablo miktarının azaltılmasına katkı sağlanabilir.

Aynı zamanda motor, şanzıman, fren, güvenlik ve konfor sistemlerinin birbiriyle koordineli şekilde çalışması mümkün olur. Elektronik kontrol ünitesinin sensörlerden aldığı bilgileri nasıl değerlendirdiğini ve aktüatörleri nasıl yönettiğini daha ayrıntılı öğrenmek için Elektronik Kontrol Ünitesi Nedir? yazısını inceleyebilirsiniz.

Sonuç

CAN veri yolu; araç üzerindeki elektronik kontrol ünitelerinin hızlı, düzenli ve güvenilir şekilde haberleşmesini sağlayan bir veri iletişim sistemidir. CAN High ve CAN Low olarak adlandırılan iki hat üzerinden gerçekleştirilen veri aktarımı, burulmuş kablo yapısı ve fark sinyali yöntemi sayesinde elektriksel parazitlere karşı dayanıklı hâle getirilmiştir.

Tahrik CAN sistemi yüksek hızlı haberleşme gerektiren motor, şanzıman ve güvenlik sistemlerinde kullanılırken, Konfor/Infotainment CAN sistemi daha düşük hızlı konfor ve bilgi-eğlence sistemlerinde kullanılmaktadır. Farklı CAN ağları arasındaki iletişim ise Gateway aracılığıyla gerçekleştirilir.

CAN sistemlerinin doğru şekilde teşhis edilebilmesi için hata kodlarının yanı sıra kablo tesisatı, gerilim değerleri, dirençler, Gateway iletişim bilgileri ve osiloskop sinyallerinin birlikte değerlendirilmesi gerekir. Böylece gereksiz parça değişiminin önüne geçilerek daha sistematik ve doğru bir arıza teşhisi yapılabilir.

Otomotiv elektroniği, araç haberleşme sistemleri ve diğer teknik eğitim içeriklerine MotorDersi üzerinden ulaşabilirsiniz.