Service.

286

Nuevos sistemas de CAN-Bus LIN, MOST, BluetoothTM

Programa autodidctico 286

Slo para el uso interno

Las exigencias de contar cada vez con una mayor cantidad de funciones y un creciente confort de manejo en el vehculo siempre viene acompaada de una creciente participacin electrnica.

Mientras que a la fecha de presentacin del primer Audi A8 en el ao 1994 resultaba todava suciente un mximo de 15 uni-dades de control para realizar todas las funciones del vehculo, en el Audi A8 03 se multiplicar su nmero por el factor cinco.

Las crecientes aplicaciones electrnicas han exigido que se recor-ran nuevos caminos, tambin para la transmisin de datos entre las diferentes unidades de control.

La implantacin del CAN-Bus de datos en Audi a mediados de la dcada de los noventa ha sido un primer paso importante a este respecto.Sin embargo, este sistema alcanza sus lmites, sobre todo en el sector del infotenimiento con las velocidades de transmisin que ste requiere. Por ese motivo, solamente los sistemas de transmi-sin que cumplen con los requisitos planteados vienen a ser aqu una solucin adecuada. Tambin las reas de Servicio y diagnosis se vern beneciadas con este desarrollo ms avanzado.

Enverg

adura d

e la

interc

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n en r

ed

Cantidad

de unidade

s de contr

ol

3ndice

Introduccin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

LIN-Bus - El bus de datos monoalmbrico

Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6Transmisin de datos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9Mensajes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11Diagnosis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

MOST-Bus - El bus de datos optoelectrnico

Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17Estructura de las unidades de control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20Conductor optoelectrnico (LWL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Amortiguacin en el bus optoelectrnico . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27Estructura anular del MOST-Bus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30Estados operativos del sistema de MOST-Bus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31Encuadre de mensajes. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Desarrollos de funciones en el MOST-Bus. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36Diagnosis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

BluetoothTM - El bus de datos inalmbrico

Introduccin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44Funcionamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46Diagnosis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

Bus de diagnosis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

AtencinNotaNuevo

El programa autodidctico le informa sobre diseos y funcionamientos.

El programa autodidctico no es manual de reparaciones.Los datos proporcionados se entienden slo para facilitar la comprensin y estn referidos al estado de software vlido a la fecha de redaccin del SSP.

Para trabajos de mantenimiento y reparacin hay que recurrir indefectiblemente a la documentacin tcnica de actualidad.

Pgina

4Introduccin

Topologa

Basndose en la interconexin habida hasta ahora, la gran cantidad de unidades de control y sus funciones asignadas, as como la creciente cantidad de datos que se intercam-bian exigen una versin ms desarrollada de la tecnologa de transmisin.

Al CAN-Bus que ya conocemos se aaden:

el LIN-Bus (bus monoalmbrico) el MOST-Bus (bus optoelectrnico) el BluetoothTM-Bus inalmbrico.

Guardadistancias

Terminal para diagnsticos ABS/ESP

Electrnicadel cambio

Electrnicade motor

Electrnica del techo

Aparcamiento asistido

Calefaccindel parabrisas

Climatizador

Turbina de aireTecho corredizo/deector

5CAN Traccin

CAN Cuadro de instrumentos

CAN Guardadistancias

CAN Diagnosis

CAN Confort

LIN-Bus

MOST-Bus optoelectrnico

SSP286_001

Navegacin Amplicador

Receptor de TV

Lector de tarjetas

Unidad de control p. informacin,

delante

Telemtica

Auricular selectorTelfono

BluetoothTM

Interfaz de diagnosispara bus de datos J533

(gateway)

6LOCAL INTERCONNECT NETWORK

Introduccin

LIN es la abreviatura de Local InterconnectNetwork.

Local Interconnect signica aqu, que todas las unidades de control estn localizadas en una zona limitada (p. ej. en el techo). Tambin se le da el nombre de subsistema local.

El intercambio de datos entre los diferentes sistemas de LIN-Bus en un vehculo se realiza respectivamente por medio de una unidad de control a travs del CAN-Bus de datos.

En el caso del LIN-Bus se trata de un bus monoalmbrico. El cable tiene el color bsico violeta y un color de identicacin. La seccin del conductor es de 0,35 mm2. No requiere apantallado.

LIN-Bus

El sistema permite el intercambio de datos entre una unidad de control LIN maestra y hasta 16 unidades de control LIN esclavas.

SSP286_014

LIN maestra 1Unidad de control para climatizador LIN esclava 1

Calefaccin del parabrisas

LIN esclava 3Calefactor adicio-nal PTC derecho

LIN esclava 4Calefactor adicional PTC izquierdo

LIN esclava 2Turbina de aire fresco

LIN maestra 2Mdulo del techo, delante

Mdulo del techoLIN esclava 1Motor del techo corredizo

Climatizador

7Unidad de control LIN maestra

La unidad de control que va conectada al CAN-Bus es la que ejecuta las funciones de maestra en el LIN-Bus.

Funciones asignadas

Controla la transmisin de datos y su velocidad.La unidad de control LIN maestra trans-mite el encabezamiento del mensaje (header, ver pgina 12).

En el software se dene un ciclo, segn el cual se han de transmitir mensajes al LIN-Bus y se especica cules.

Asume la funcin de traduccin entre las unidades de control LIN abonadas al sistema del LIN-Bus local y el CAN-Bus de datos. De esa forma es la nica unidad de control del LIN-Bus que va conectada a su vez al CAN-Bus.

La diagnosis de las unidades de control LIN esclavas que lleva conectadas se realiza a travs de la unidad de control LIN maestra.

SSP286_017

Terminal para diagnsticos

Interfaz para diagnosisdel bus de datos (gateway)

LIN maestra

LIN esclava 2

LIN esclava 1

CAN Diagnosis

8M

t

M

t

Los actuadores en el LIN-Bus son grupos componentes electrnicos o electromecni-cos inteligentes, a los que se les pasan sus instrucciones en forma de las seales de datos LIN procedentes de la unidad de con-trol LIN maestra. A travs de sensores integra-dos se puede consultar el estado operativo efectivo de los actuadores a travs de la UCE LIN maestra, de modo que sea posible efec-tuar la comparacin de los estados terico y efectivo.

En un sistema de bus de datos LIN pueden fungir como unidades de control LIN esclavas las unidades de control especcas, p. ej. la de la turbina de aire fresco o tambin pueden fungir como tales los sensores y actuadores, p. ej. el sensor inclinomtrico o bien el sonorizador DWA.

Los sensores llevan integrada una parte elec-trnica que analiza los valores medidos.La transmisin de estos valores se realiza entonces a travs del LIN-Bus en forma de seales digitalizadas.

Para varios sensores y actuadores se necesita un solo pin en la hembrilla de la LIN maestra.

LIN-Bus

Los sensores y actuadores solamente reaccionan si la unidad de control LIN maestra ha transmitido un encabeza-miento.

LIN esclava

Sensores

Actuadores

LIN maestra

SSP286_070

Unidades de control LIN esclavas

92V/Div.= 0,5ms/Div.

T

Transmisin de datos

La velocidad de transmisin es de 1 - 20 kbit/s y viene determinada en el software de las uni-dades de control LIN. Equivale como mximo a una quinta parte de la velocidad de transmi-sin de los datos en el CAN Confort.

Seal

Nivel recesivo

Si a travs del LIN-Bus no se transmite ningn mensaje o se transmite un bit recesivo, el cable del bus tiene aplicada una tensin equi-valente prcticamente a la de batera.

Nivel dominante

Para transmitir un bit dominante sobre el LIN-Bus, un transceptor en la unidad de control que efecta la transmisin conecta el cable del bus de datos a masa.

Debido a las diferentes versiones de los transceptores en las unidades de control puede haber diferencias maniestas en los niveles dominantes.

SSP286_061

mxima20 kbit/s

SSP286_071

Nivel recesivo

Nivel dominante

10

2V/Div.= 0,5ms

T

2V/Div.= 0,5ms

ms/Div.

T

ms/Div.

Seguridad de transmisin

Con la determinacin de las tolerancias para la transmisin y recepcin en la gama de los niveles recesivo y dominante se tiene dada una transmisin estable.

LIN-Bus

Para poder recibir seales vlidas a pesar de existir interferencias parsitas se han con-gurado ms extensas las gamas de tensiones admisibles por el lado de la recepcin.

SSP286_016

80 %

20 %

SSP286_022

60 %

40 %

Ubat.

Urecesiva mn.

Udominante mx.

Borne 31

Gama de tensiones transmisin

Ubat.

Urecesiva mn.

Udominante mx.

Borne 31

Gama de tensiones recepcin

11

2V/Div.= 0,5ms/Div.

T

Mensaje con mandato de maestro

Por medio del identicador en el encabeza-miento, la unidad de control LIN maestra exhorta a las correspondientes unidades de control LIN esclavas a que utilicen los datos contenidos en la respuesta.

La respuesta es transmitida en este caso por la unidad de control LIN maestra.

Mensajes

Encabezamiento del mensaje(header, ver pgina 12)Transmisor: UCE LIN maestra

Contenido del mensaje(respuesta, ver pgina 13)Transmisor: UCE LIN maestra o UCE LIN esclava

SSP286_072

Mensaje con respuesta de esclava

La unidad de control LIN maestra exhorta en el encabezamiento a una unidad de control LIN esclava a que transmita informacin, p. ej. sobre condiciones de conmutadores o valores de medicin.

La unidad de control LIN esclava transmite la respuesta correspondiente.

12

T

0,2ms/Div.2V/Div.=

El campo de sincronizacin (synch eld) est compuesto por la cadena binaria 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1. Con esta secuencia de bits se pueden ajustar (sincronizar) todas las uni-dades de control LIN esclavas al ritmo del sistema de la unidad de control LIN maestra.

La sincronizacin de todas las unidades de control resulta necesaria para disponer de un intercambio de datos exento de errores. Si se pierde la sincronizacin, los valores de los bits seran implantados en un sitio incorrecto del mensaje en el receptor, producindose errores en la transmisin de los datos.

El campo del identicador tiene una longitud de 8 tiempos por bit. En los primeros 6 bits est contenida la identicacin del mensaje y el nmero de campos de datos (ver pgina 14) que componen la respuesta.El nmero de campos de datos en la respue-sta puede ser de entre 0 y 8.

Los dos ltimos bits reciben la suma de veri-cacin de los 6 primeros bits, para la detec-cin de errores de transmisin. La suma de vericacin se necesita para evitar que se produzcan asignaciones a mensajes equivo-cados al haber errores de transmisin del identicador.

El encabezamiento es transmitido de forma cclica por la unidad de control LIN maestra.Se divide en cuatro campos:

Pausa de sincronizacin Limitacin de la sincronizacin Campo de sincronizacin Campo del identicador

La pausa de sincronizacin (synch break) tiene una longitud mnima de 13 tiempos por bit. Se transmite con nivel dominante.

Resulta necesaria la longitud de 13 bit para indicar de forma inequvoca el comienzo de un mensaje a todas las unidades de control LIN esclavas.

En las dems partes del mensaje se transiten como mximo 9 bits dominantes consecut-ivos.

La limitacin de la sincronizacin (synch delimiter) tiene una longitud mnima de 1 bit y es recesiva ( Ubat.).

LIN-Bus

Encabezamiento del mensaje (header)

SSP286_073

Pausa de sincronizacin

Campo de sincronizacin

Limitacin de lasincronizacin Campo del identicador

13

Contenido del mensaje (respuesta)

En el caso de un mensaje con respuesta de esclava, una unidad de control LIN esclava agrega informacin a la respuesta obede-ciendo a lo especicado en el identicador.

Ejemplo:

LIN maestraPanel de mandos e indicacinpara climatizador

Consulta de velocidadde la turbina de aire LIN esclava 2:

La turbina de aire frescoinforma sobre su rgimen efectivo

En un mensaje con solicitud de datos por parte de la UCE LIN maestra, sta ltima es la que agrega la respuesta.

LIN maestraPanel de mandos e indicacin para climatizador

LIN esclava 2:La turbina de aire fresco aumenta el rgimen a200 1/min

LIN esclava 1:Calefaccin del parabrisas

LIN esclava 1:Calefaccin del parabrisas

SSP286_062

SSP286_026

Rgimen = 150 1/min

Rgimen = 200 1/min

Poner el rgimen dela turbina de aire

En funcin de lo especicado en el identica-dor, las unidades de control LIN esclavas pro-cesan los datos y los utilizan para la ejecucin de funciones.

Ejemplo:

14

2V/Div.= 2ms/Div.

T

2V/Div.=

T

0,5ms/Div.

Para reducir la cantidad de versiones de la unidad de control LIN maestra, sta transmite sobre el LIN-Bus los encabezamientos destinados a las unidades de control de un vehculo con equipamiento completo.

Por la ausencia de unidades de control para equipamientos opcionales aparecen en la imagen del osciloscopio encabezamientos sin respuestas.

Esto no inuye sobre el funcionamiento del sistema.

La respuesta consta de 1 a 8 campos de datos (data elds). Un campo de datos consta de 10 bits. Cada campo de datos est compuesto por un bit de arranque dominante, un byte de datos que contiene la informacin y un bit de parada. Los bits de arranque y parada se utili-zan para la resincronizacin y, por tanto, para evitar errores de transmisin.

LIN-Bus

Orden de los mensajes

Siguiendo el orden especicado en su soft-ware, la unidad de control LIN maestra trans-mite cclicamente sobre el LIN-Bus los encabezamientos y, al tratarse de mensajes maestros, incluye las respuestas.

La informacin que se necesita con mayor frecuencia se transmite tambin ms frecuentemente.

El orden de los mensajes puede variar en funcin de las condiciones dadas en el entorno de la unidad de control LIN maestra.

Ejemplos de condiciones del entorno:

Encendido ON/OFF Diagnosis activa/inactiva Luz de poblacin ON/OFF

Respuesta

recesivo

Mensaje de maestro

dominante

Encabezamiento sinrespuesta

Mensaje de esclavo(reconocible aqu por diferentes

niveles dominantes)

SSP286_074

SSP286_075

15

De esta forma, por ejemplo, no es posible desbloquear las puertas a travs del LIN-Bus.

Estos nexos permiten incorporar unidades de control LIN esclavas en la zona exterior del vehculo (p. ej. la unidad de control para el abrepuerta del garaje, situada en el paragol-pes delantero).

La transmisin de datos en el sistema de bus LIN nicamente se lleva a cabo si la unidad de control LIN maestra transmite un encabeza-miento con un identicador correspondiente.

Las posibles manipulaciones en un cable LIN situado fuera de la lmina exterior del veh-culo se imposibilitan a base de que la unidad de control LIN maestra efecte una verica-cin completa de todos los mensajes. La unidad de control LIN esclava slo puede responder.

SSP286_065

Cerradurade puerta

UCE de puerta

Proteccin antirrobo

No se entienden losdatos del PC porttil

Manipulacin

PC porttil

Unidad de control paraabrepuerta de garaje

Unidad decontrol 2 parared de a bordo

16

LIN-Bus

Diagnosis

La diagnosis de los sistemas de LIN-Bus se realizan a travs del cdigo de direccin correspondiente a la unidad de control LIN maestra.

La transmisin de los datos de diagnosis por parte de las unidades de control LIN esclavas hacia la UCE LIN maestra se efecta a travs del LIN-Bus.

En las unidades de control LIN esclavas son ejecutables todas las funciones de auto-diagnosis.

Punto de la avera Texto de la avera Causa de la inscripcin de avera

Unidad de control LIN esclava, p. ej. regulador

de turbina de aire

sin seal/sin comunicacin

Interrupcin de la transmisin de datos de la unidad de control LIN

esclava sobre un perodo de tiempo denido en el software de la UCE LIN

maestra.

- Interrupcin de cable o cortocircuito- Alimentacin de tensin defectuosa para la unidad de control LIN esclava- Versin incorrecta LIN esclava o LIN maestra- Unidad de control LIN esclava averiada

Unidad de control LIN esclava, p. ej. regulador

de la turbina de aire

Seal no plausible

Error en la suma de vericacin.Transmisin incompleta de los

mensajes.

- Interferencias electromagnticas en el cable LIN- Alteraciones de capacidad y resistencia en el cable LIN (p. ej. por humedad/suciedad en la carcasa de conexin)- Problema de software (versiones incorrectas de las piezas)

17

Media Oriented Systems Transport

R

El trmino Media Oriented Systems Transport representa una red con transporte de datos de orientacin medial. Esto, en contraste con el CAN-Bus de datos, signica que se transmiten mensajes direccionados hacia un destinatario especco.

Esta tcnica se implanta en vehculos Audi para la transmisin de datos en el sistema de info-tenimiento.

El sistema de infotenimiento ofrece una gran cantidad de medios vanguardistas destinados a informacin y entretenimiento (ver sinptico).

Introduccin

Aparte de los conocidos sistemas de CAN-Bus se implanta por primera vez en el Audi A8 03 un sistema de bus optoelectrnico para la transmisin de datos.

La denominacin de este sistema de bus de datos surgi por la Media Oriented Systems Transport (MOST) Cooperation. A esta enti-dad se han asociado diversos fabricantes de automviles, sus proveedores y empresas productoras de software, con objeto de llevar a la prctica un sistema unitario para la trans-misin rpida de datos.

SSP286_008

MOST-Bus

DVD - vdeo

Recepcin de TV

Minidisco/CD de audio

InternetCorreo electrnico (e-mail)

TelfonoTelemtica

DAB - radio digital

Navegacin CD/DVD

Unidad central de mandos e indicacin

18

MOST-Bus

Velocidades de transmisin de los medios

Navegacin

Telfono (GSM)

Vdeo (MPEG)

Vdeo reducido (MPEG)

Fuente de audio 1 (estereofnica),p. ej. a travs de auriculares traseros derechosFuente de audio 2 (estereofnica),p. ej. a travs de auriculares traseros izquierdosFuente de audio 3 (sonido surround),p. ej. a travs de sistema digital de sonido

Libre

2,2 Mbit/s

4,4 Mbit/s

1,54 Mbit/s1,54 Mbit/s

0,43 Mbit/s

5,94 Mbit/s

SSP286_010

4,4 Mbit/s1,54 Mbit/s

Para la realizacin de un complejo sistema de infotenimiento resulta adecuada la transmi-sin optoelectrnica de los datos, porque con los sistemas de CAN-Bus que han venido empleando hasta ahora no se pueden transmi-tir los datos con la suciente rapidez y, por tanto, tampoco en las cantidades correspon-dientemente necesarias.

Debido a las aplicaciones de vdeo y audio se necesitan velocidades de transmisin del orden de muchos Mbit/s.

La sola transmisin de una seal digitalizada de TV con sonido estereofnico ya requiere una velocidad de unos 6 Mbit/s.

El MOST-Bus permite transmitir21,2 Mbit/s.

19

Con ayuda del MOST-Bus optoelectrnico se establece el intercambio de datos en forma digitalizada entre los componentes partici-pantes.

La transmisin de datos con ayuda de ondas luminosas, aparte de suponer una menor can-tidad de cables y un menor peso, permite tra-bajar con una velocidad de transmisin sustancialmente mayor.

Hasta ahora, la informacin de esta ndole, por ejemplo de vdeo y sonido, slo se poda trans-mitir en forma de seales analgicas. Esto requera una mayor cantidad de conductores en el mazo de cables.

La velocidad de transmisin de datos de los sistemas de CAN-Bus est limitada a 1 Mbit/s como mximo. Debido a ello slo era posible transmitir las seales de control a travs de los sistemas de CAN-Bus.

SSP286_002

SSP286_003

CAN

En comparacin con las ondas de radio, las ondas luminosas tienen longitudes muy cortas, no generan ondas electromagnticas parsitas y son a su vez insensibles a stas.

Estos nexos permiten una alta velocidad de transmisin de los datos y un alto nivel de seguridad contra fallos e interferencias.

Receptor TV

Sonido

Vdeo

Receptor de TV

Sistema de sonido

Pantalla

Unidad de mandos

20

Alimentacin de tensin interna en el apa-rato

La tensin alimentada a la unidad de con-trol a travs del conector elctrico es repartida por la alimentacin interna del aparato hacia los componentes. Esto per-mite desactivar componentes especcos en la unidad de control para reducir la absorcin de corriente en reposo.

Componentes de las unidades de control en el MOST-Bus

Conector ptico para conductor optoelec-trnico (LWL)

A travs de este conector pasan las sea-les de luz hacia la unidad de control o bien las seales luminosas generadas pasan hacia el siguiente abonado del bus.

Conector elctrico

La alimentacin de tensin, la diagnosis de fractura del anillo (ver a partir de la pgina 41) y las seales de entrada y salida se establecen a travs de este conector.

MOST-Bus

SSP286_011

Estructura de las unidades de control

Microcontrolador standardTransceptor MOST

FotodiodoDiodo luminoso

Unidad de transmisin y recepcin Fiber Optical Transmitter (FOT)

Conductor optoelectrnico

Conectorptico

Alimentacin de tensininterna en el aparato

Conectorelctrico

Componentes especcos del aparato

Diagnosis

21

Microcontrolador standard (CPU)

El microcontrolador standard es la unidad central de procesos (CPU) en la unidad de control.Consta de un microprocesador que gestiona todas las funciones esenciales de la unidad de control.

Componentes especcos de aparatos

Estos componentes se encargan de eje-cutar funciones especcas de unidades de control, p. ej. unidad CD, receptor de radio.

Unidad de transmisin y recepcin Fiber Optical Transmitter (FOT)

Est compuesta por un fotodiodo y un diodo luminoso.Las seales luminosas recibidas son trans-formadas por el fotodiodo en seales de tensin, que se retransmiten hacia el tran-sceptor MOST. El diodo luminoso desem-pea la funcin de transformar las seales de tensin del transceptor MOST en sea-les luminosas.

Las ondas luminosas generadas tienen una longitud de 650 nm y son visibles en forma de luz roja.

Los datos se transmiten a base de modular las ondas luminosas.

Esta luz modulada es conducida a continu-acin a travs del conductor optoelectr-nico (LWL) hacia la siguiente unidad de control.

Transceptor MOST

El transceptor MOST consta de los compo-nentes transmisor y receptor.

El transmisor enva los mensajes en forma de seales de tensin hacia la FOT.

El receptor capta las seales de tensin de la FOT y retransmite los datos requeridos hacia el microcontrolador standard o uni-dad central de procesos (CPU) de la unida-des de control.

Los mensajes de otras unidades de control que no se necesitan pasan a travs del tran-sceptor sin transmitir datos a la CPU. Pasan sin modicacin hacia la siguiente unidad de control.

400 nm

650 nm

SSP286_004

SSP286_063

Ultra-violeta

Infra-rrojo

22

0 V

En el sentido inverso, el fotodiodo se conecta en serie con una resistencia.

Si aumenta la corriente a travs del fotodiodo a raz de una mayor radiacin luminosa, la cada de tensin aumenta en la resistencia. De ese modo se transforma la seal de luz en una seal de tensin.

R

0 A

0 V

0 A

0 VR

Fotodiodo

Asume la funcin de transformar las ondas luminosas en seales de tensin.

Estructura

El fotodiodo contiene una unin PN que se puede exponer a la luz. La capa barrera llega casi slo hasta la capa N, debido a la intensa impuricacin de la capa P.

En la capa P se encuentra un contacto es el nodo. La capa N est aplicada a la placa base de metal el ctodo.

Funcionamiento

Al penetrar luz o radiacin infrarroja en la unin PN, su energa constituye electrones libres y huecos. Estos generan la corriente a travs de la unin PN.

Esto signica, que cuanto mayor es la cantidad de luz que incide en el fotodiodo, tanto ms intensa es la corriente que uye a travs del fotodiodo.

Este fenmeno recibe el nombre de efecto fotoelctrico interno.

MOST-Bus

Escasa cantidad de luz

SSP286_005

SSP286_048

SSP286_006

Abundante cantidad de luz

Capa P

Anillo de contacto (nodo)

Radiacin de luz

Placa de metal(ctodo) Electrones

Capa N

Capa barrera(unin P-N)

23

K

Conductor optoelectrnico (LWL)

El conductor optoelectrnico (LWL) se encarga de que las ondas luminosas generadas en el transmisor de una unidad de control sean con-ducidas hacia el receptor de la otra unidad de control.

Para el desarrollo del LWL haba que tener en cuenta los siguientes criterios:

Las ondas luminosas se propagan de forma rectilnea. No se pueden doblar. Las ondas luminosas, sin embargo, tienen que ser conducidas a travs de un doblez en el LWL.

La distancia entre el transmisor y el recep-tor puede ser de varios metros amortigua-cin (ver pgina 27).

El LWL no debe sufrir daos por solicitacio-nes mecnicas, vibraciones, trabajos de montaje.

El funcionamiento del LWL debe estar dado al existir uctuaciones intensas de la tem-peratura en el vehculo.

Por ese motivo es preciso que el LWL posea las siguientes caractersticas para la transmisin de las seales luminosas:

El LWL debe conducir ondas luminosas con amortiguaciones mnimas.

Las ondas luminosas deben ser conducidas por zonas de dobleces del LWL.

El LWL debe ser exible.

Debe estar garantizado el funcionamiento del LWL dentro de un margen de tempera-turas desde 40 C hasta 85 C.

SSP286_020

Receptor

Transmisor

p. ej. amplicador

Transceptor

p. ej. unidad de control telemtica

Transmisor

Receptor

24

Estructura del conductor optoelectrnico

El conductor optoelectrnico (LWL) consta de varias capas.

El ncleo es la parte principal de un conduc-tor optoelectrnico. Consta de polimetilme-tacrilato y constituye el conductor de luz propiamente dicho. En ste se conduce la luz segn el principio de la reexin total y casi sin prdidas. La reexin total ser explicada con ms detalle ms adelante.

El recubrimiento pticamente transparente de un polmero uorado en torno al ncleo se necesita para conseguir la reexin total.

La camisa negra de poliamida protege el ncleo contra la penetracin de luz del ambiente exterior.

La camisa en color es para efectos de identi-cacin, para proteccin, contra daos mec-nicos y para proteccin contra efectos de temperatura.

MOST-Bus

SSP286_030

SSP286_031

0,98

1,0

1,5

2,3

Camisa en color Camisa negra

Recubrimiento reectante

Ncleo

25

Transmisin de las ondas luminosas en el LWL

LWL recto

El LWL conduce una parte de las ondas lumi-nosas de forma rectilnea a travs del ncleo.

La mayor parte de las ondas luminosas son conducidas por el LWL segn el principio de la reexin total en la supercie del ncleo, por lo que siguen una trayectoria de lneas en zigzag.

LWL curvado

Las ondas luminosas son reejadas por la reexin total en la supercie limtrofe hacia el recubrimiento del ncleo y conducidas as a travs de la curvatura.

Reexin total

Si un rayo de luz incide con un ngulo poco pronunciado sobre una capa limtrofe entre un material pticamente ms denso y uno pticamente menos denso, el rayo se reeja por completo, efectundose la reexin total.

El ncleo en el LWL es el material ptica-mente ms denso y el recubrimiento el pti-camente menos denso. De esa forma sucede la reexin total en el interior del ncleo.

Este efecto depende del ngulo en que inci-den las ondas luminosas por dentro contra la supercie limtrofe. Si este ngulo es demasiado pronunciado, las ondas luminosas salen del ncleo, producindose prdidas de mayor importancia.

Esta situacin viene dada si se procede a doblar demasiado intensamente o incluso a plegar el LWL.

El radio de dobladura del LWL no debe ser inferior a 25 mm.

SSP286_032

SSP286_034

SSP286_033

Reexin total

Radio > 25 mm

Radio < 25 mm

26

MOST-Bus

SSP286_035

SSP286_081

Conector

Para poder conectar los conductores opto-electrnicos a las unidades de control se emplean conectores pticos especiales.El conector hembra lleva una echa indicativa de la direccin de ujo de las seales, que representa la entrada (al receptor).

La carcasa del conector establece la conexin hacia la unidad de control.

La transmisin de la luz se realiza a travs de la supercie frontal del ncleo hacia el tran-sceptor en la unidad de control.

En la fabricacin del LWL se procede a jar manguitos nales de plstico, por soldadura lser, en la carcasa del conector o bien se engarzan manguitos nales de latn.

Supercie frontal ptica

Para establecer una transmisin lo ms exenta posible de prdidas es preciso que la supercie frontal del conductor optoelectr-nico sea:

lisa perpendicular y limpia.

Esto slo se puede alcanzar con ayuda de una herramienta de corte especial.

La presencia de suciedad y raspaduras en la supercie de corte implica un aumento de las prdidas (amortiguacin).

Conector hembra

Conductoroptoelectrnico

Supercies de contacto pticas

Flecha indicativa de la direccin de ujo de las seales

Carcasa de conector

Manguitos nalesBloqueo