سیستم مالتی پلکس چیست و چگونه کار می کند؟

سیستم مالتی پلکس چیست و چگونه کار می کند؟

به عبارتی شبکه مالتی‌پلکس باعث کاهش سیم کشی خودرو  شده بطوری که کلیه دستورات و اطلاعات صادر شده از سوی راننده و یا سایر بخش ها در شبکه مالتی پلکس، به یک واحد کنرل الکترونیکی مرکزی ارسال و سپس فرمان لازم برای عملگر مربوطه صادر می‌شود. در حال حاضر از شبکه مالتی‌پلکس  بر روی خودروهایی مانند سمند، رانا، دنا و ... استفاده شده است. 

هوشمند شدن دستورات و اطلاعات الکترونیکی در خودرو با استفاده از ارسال این اطلاعات بصورت کدهایی در شبکه مالتی پلکس، موجب شده که تولیدکنندگان خودرو بتوانند علاوه بر تسهیل روش­های عیب‌یابی و کمک به فعالان و تکنیسین های بخش خدمات پس از فروش خودرو، امکانات و عملکردهای مختلف را برای آسایش، ایمنی و امنیت و رفاه راننده و سرنشینان طراحی کرده و مهیا سازند. در پژو 206 فرانسه که ابتدا در تیپ 1 بصورت غیر مالتی پلکس و سپس با تولید تیپ 2 و دیگر تیپ ها تاکنون به صورت مالتی‌پلکس، جزئیات فنی و الکترونیکی در نظر گرفته شده است که حاضر(فعال) و غایب (غیرفعال) شدن آن به کمک دستگاه دیاگ (عیب یاب) از طریق ارتباط با BSI خودرو قابل انجام است. BSI مخفف Built in System Interconnection بوده که یک یونیت کنترل کننده الکترونیکی است و ارتباط بین تمام واحدهای الکترونیکی ( ECU) دیگر شامل موتور(ECM)، گیربکس اتوماتیک(A/T)، ترمز ضدقفل(ABS)، تهویه مطبوع (A/C)، رادیو(Radio)، کیسه هوا(AirBag) ، صفحه نمایش چند منظوره(M/D)، کنترل کننده دسته های فرمان(Com2000) و صفحه آمپر (I/P) را برقرار و مدیریت می‌کند.

انواع توپولوژی شبکه مالتی پلکس

1- ستاره­  (Star): در این نوع از چیدمان تمام ECU های موجود به صورت جداگانه به ECU مرکزی وصل می شوند.

2- باس  (Bus):  در این حالت ECU ها پس از اتصال به شبکه به یکدیگر نیز وصل می شوند.

3- درخت  (Tree): تلفیقی از دو شبکه بالا می باشد.

4- مشبک  (Mesh): در این نوع اتصال ECU ها به گونه اتفاقی به یکدیگر متصل هستند.

5-حلقه ای (Ring):  در این حالت بین دو ECU یک ECU دیگر قرار گرفته است.

6- ترکیبی (Hybrid): در این نوع از شبکه، از دو یا چند شبکه متفاوت استفاده شده است.

 

مزاياي سيستم مالتي پلكس در خودرو 
به طور کلي مزاياي سيستم مالتي پلكس را مي توان به صورت زير دسته بندي کرد:

• کاهش چشمگير تعداد سيم هاي اختصاصي براي هر واحد الكترونيكي
• کاهش اتصالات و کانکتورها
• کاهش احتمال خرابی و اتصالی ها
• افزایش سرعت عیب یابی
• استفاده از اطلاعات يك حسگر
• ایجاد قابلیت جدید با توجه به پايه هاي ورودي- خروجي و تغييرات نرم افزاري
• کاهش وزن خودرو و در نتيجه کاهش مصرف سوخت 

استانداردهاي شبكه مالتي پلكس

1- کلاس  A 

به دليل اينكه اطلاعات رد و بدل شده و ميزان به روز رسانی (Updating) اين گونه اطلاعات نسبتاً پايين است، نرخ ارسال داده ها (Bit Rate) براي پروتكل هاي موجود در اين کلاس کمتر از  Kb/s10 است.

 2- کلاس B 

کاربرد پروتكل هاي اين کلاس در انتقال اطلاعات غير بحراني با سرعت Kb/s 10 تا Kb/s ١٢٥ مي باشد. استاندارد جهاني در اين کلاس، پروتكل CAN مي باشد که بيشترين کاربرد را در شبكة مالتي پلكس دارد. پروتكل مطرح ديگر ، پروتكل (Vehicle Area Network) VAN مي باشد که توسط فرانسويها مطرح گرديد. اين پروتكل بسيار شبيه به پروتكل CAN است. 

3- کلاس C

نرخ ارسال داده ها در محدوده Kb/s 125 تا Mb/s 1 مي باشد. لازم به ذکر است که تفاوت عمده بين CAN درکلاسB  و CAN درکلاس C در مشخصات گره هاي وصل شونده به شبكه و لاية فيزيكي پروتكل مي باشد.

4- کلاس SAFETYBUS

 کاربرد اين کلاس در سيستمهاي “کيسه هوا (Airbag) ” است و مي تواند ٢ يا تعداد بيشتري باس داشته باشد به گونه اي که يكي براي حس کردن و ديگري براي انفجار بكار رود.

 تاریخچه

BSI  :
یکی از مهم ترین واحدهای کنترل کننده در شبکه مالتی پلکس می باشد. این ECU در واقع واحد مرکزی شبکه می باشد و اطلاعاتی که بین ECU های دیگر را منتقل می کند. BSI جزء شبکه CAN و  VAN می باشد.
شبکه های موجود در 206 سه عدد میباشد که :
1-  CAN
2-  VAN
**********************************

پر سرعت ترین شبکه CAN میباشد که انتقال اطلاعات در اون تا MB/S1 هم میرسه .
حال ببینیم نحوه انتقال اطلاعات بین دو شبکه VAN و‌ CAN چگونه است؟
1- Pint to Point :
در این روش اطلاعات مشخص از ECU فرستنده به ECU گیرنده میرسد و در کل اطلاعات مورده نظر دارای یک گیرنده مشخص هست.
2- BROAD CAST :
تو این سیتم اطلاعات روی شبکه فرستاده میشه و هر ECU بر حسب نیاز خودش به اطلاعات منتشر شده از اونها استفاده میکند.
3- Point Multi :
این روش با روش بالا کمی شبیه به هم می باشند با این تفاوت که در روش بالا شما اطلاعات رو که از یک ECU دریافت و منتشر میکنید در سرتاسر شبکه پخش میشه ، اما در روش سوم اطلاعات به چند ECU مشخص فرستاده میشه.
همچنین باید اضافه نمود که در سیستم VAN و هنگامی که اطلاعات به روش های 2 و 3 منتشر می شوند اگر اطلاعات مورد نیاز از یک ECU دریافت نشود کل مجموعه به کار خودش ادامه می دهد و یا اگر اطلاعات ناقص و غلط باشد بدون هیچ گونه واکنشی نسبت به نمایش اطلاعات اقدام می نماید. اما در شبکه CAN این گونه نیست بلکه هر گاه یک ECU اطلاعات ناقص منتشر کند یا اطلاعات بهش نرسد با اطلاع دادن به یک دیگر ECU ها باعث میشود که سایر مجموعه صبر کرده تا اطلاعات درست در سیکل و دور بعدی بدست آید. البته این رو باید اضافه کرد که در همین سیستم اگر یک قسمت مجموعه اطلاعات ناقص و یا همراه با خطا صادر کند توسط شمارنده ای که در سیستم تعبیه شده از مدار خارج شود و اطلاعات ارسالی نیز بلوکه میشود، که این امر باعث کارکرد سایر اجزا سیستم میشود.
در خودرو 206 برای ارسال اطلاعات از استانداردی به نام O.S.I بهده میبره. که یک پروتکل خوب و پیشرفته ای می باشد که از قابلیت های اون میشه به نحوه ارسال اطلاعات به گونه هایی که باعث تداخل نشه. هر ECU مخصوص اطلاعات مخصوص به خودش رو دریافت کنه . الویت هر نوع دیتا مشخص میشه و … در کل از هفت لایه تشکیل شده که فقط اونها رو نام میبرم.
APPLICANTION
PRESENTATION
SESSION
TRANSPORT
NETWORK
LINK
PHYSICAL
شبکه VAN :
این شبکه در سال های 1985 تا 1986 پا به عرصه گذاشت . در سال های 1992 تا 1993 تونست مجوز های کامل رو کسب کنه و با آغاز تولید صنعتیش کم کم فراگیر شد.
انواع شبکه VAN :
1-شبکه Body Bus :
در این شبکه نوع طبقه بندی دستگاه ها و سایر اجزا خودرو به صورت MASTER/SLAVE میباشد. که نوع مشخصه و اطلاعات هر ECU از نظر مهم بودن مشخص میشه و تغییرات ایجاد شده بنا به مهم بودن نیز انجام میشه و یا نمایش داده میشه.
2-شبکه Bus Comfort :
این شبکه بر خلاف نوع بالایی از قابلیت انعطاف پذیری بیشتری برخوردار هست و در اون سیستم کاری بر مبنای Multi Master میباشد که هر ECU میتواند اطلاعات رو بر روی شبکه بفرسته و در همون زمان نیز نشون داده بشه .
سیستم و شبکه مولتی پلکس CAN :
این شبکه اولین بار در کشور المان و توسط شرکت بوش به دنیای خودرو معرفی شد ، که در اوایل دهه 80 این اتفاق رخ داد. و چندین سال طول کشید که قابلیت تطبیق با سیستم های خودرو و کسب مجوز رو داشته باشه. و بعد از اون توسط شرکت بنز و در یکی از کلاس های گرون این شرکت که همون کلاس S بود مورد استفاده قرار گرفت. این شبکه بر خلاف شبکه قبلی از دو لایه برای ارتباط استفاده میکند و سرعت انتقال اطلاعات نیز در اون به مراتب از شبکه قبلی بیشتر است.
نحوه کارکرد BSI . BSM . Com200 در پژو 206 :
ابتدا به معرفی BSI میپردازیم که در ادامه تکمیل کننده سایر بخش ها نیز هست.
BSI که مخفف شده کلمات {System Interface Built in}هست، در واقع یک سیستم داخلی میباشد که کنترل تمام سیستم های برقی اعم از الکترونیکی یا الکتروتیکالی در خودرو 206 رو بر عهده داره. وجود این سیستم در واقع تضمین کننده صحت و سلامت کامل وسایل برقی خودرو شما نیز می باشد این سیستم دارای مزایای که اگر دقت کنیم می بینیم که چقدر و در عین پیچیدگی چقدر ساده هست .
اولین مورد کنترل تمام ادوات به وسیله یونیت کامپیوتری می باشد که جزء نظارات دقیق و .مطمئن چیزی مد نظر نیست . دومین مسئله کمک به آسایش راننده و سر نشین خودرو هست .
با توجه به قابلیت هایی که داره آخرین مورد که قبلاًبحث شد کاهش کاربرد سیم کشی در درون خودرو که از پچیدگی این مبحث نیز کاسته این سیستم در خودرو های 206 در زیر داشبورد قرار دارد که تفاوت میان مدل های مولتی پلکس و غیر اون در تعداد سوکت ها می باشد که مدل های مولتی پلکس 10 سوکت دارند در حالی مدل های غیر مولتی پلکس 7شوکت دارند .
BSIها نیز در مدل های غیر مولتی پلکس تقسیم بندی میشن که عمده اونها در سه دسته .B2.B1.B4قرار می گیرن.این سه دسته در هیچ عامل سخت افزاری تفاوت با همئیگه ندارن و فرقشون در ورژن نرم افزاری می باشد . {که همین نرم افزار می تونه به 206 شما قابلیت های خوبی ببخشه}
در 206 ها بخصوص در مدلهایی که در ایران وجود دارند از نوع B2استفاده شده {مدل هایی غیر مولتی پلکس}اما در مدل های مولتی پلکس از ورژنی با قابلیت های بالاتر از مدل مذکور استفاده میشه که در حد مدل B4هست.
از جمله قابلیت استاندارد مدل B2میشه به موارد ذیل اشاره کرد :
1-راهنماو فلاشر 
2-گرمکن شیشه های عقب به انضمام اینه ها 
3- ایموبیلازر
4-برف پاک کن جلو و عقب 
5- اخطار جا گذاشتن سوئیچ و روشن موندن چراغ های کوچک ماشین 
6-قفل مرکزی 
7- برف پاک کن اتوماتیک 
8-الادم چراغ سبز 
9-تایمر لامپ سقفی 
10-ریموت
11-اخطار گیر بکس 
سیستم COM2000:
این مورد در خودروهای 206 مولتی پلکس وجود دارد که از طریق شبکه VAN BODYبا BSIارتباط برقرار می کنه . که موارد کنترلهای رادیو و ضبط خودرو برف پاک کن ها و راهنما رو بر عهده دارد و این موارد فقط توسط یه سوکت 6 پایه انجام می پذیرد .از وظایف مهم این قسمت میشه به :
1-انتقال دستور بوق به BSI
2-انتقال دستور به یونیت کیسه های هوا برای انفجار و عمل مکردن کیسه هوا 
3- انتقال اطلاعات مربوط به راهنما و تمام عملکرد وانها 
4- انتقال تمام اطلاعات مروبوط به برف پاک کن ها و نحوه عملکرد اونها به BSI
5- انتقال و دریافت اطلاعات به سیستم کدینگ سودیچ خودرو و دادن دستورات لازم مبنی بر روشن شدن و یا جلوگیری از روشن شدن خودرو.
BSM:
این سیستم در واقع مادر و سرپرست نحوه تقسیم جریاتن برق خودرو می باشد . که در تیپ های مولتی پلکس از طریق شبکه VANبا سایر قسمتها در ارتباط می باشد .همچنین به عنوان یک واحد مجزا که قابلیت ارسال و دریافت اطلاعاترو داره محسوب میشه که در مدل غیر مولتی پلکس این چنین نیست و فقط فرمان بردار هست .
در این باره از تاپیک به نقش سیستمها و شبکه های موجود 206 در مدارها و بخش های الکتریکال خودرو می پردازیم .
سیستم چراغ های خودرو :
تواین بخش چندین مطلب باید بررسی بشن اولین مورد سیستم روشن شدن چراغ ها می باشد .
تو این حالت BSI و BSM و COM2000 با یکدیگر در ارتباط می باشند.
شروع این حالت از COM2000 بوده بدین صورت که با اجرا عمل روشن کردن چراغ ها ابتدا اطلاعات در COM2000 مورد بررسی قرار میگیره . و بعد از اون BSI فرستاده میشه که در این جا نیز اطلاعات دوباره کد گشایی تحلیل و در صورت صحت به BSM ارجاع داده میشه و در نتیجه لامپها روشن میشوند . این سیر مشخص دوباره از جهت مخالف ادامه داره به این صورت که زمانی شما لامپها رو روشن میکنید بر روی امپر لامپی جهت اگاهی راننده نیز روشن میشه.
مجموعه استارت:
زمانی که راننده سوییچ خودرو رو باز میکنه { در مرحله اول یا A} برق بعد از سوییچ به BSI فرستاده میشه. بعد از سپری شدن این مرحله سیگنالی به امپر ها رسیده که در این حالت چراغ مربوط به دینام روشن میشود. و بعد از استارت خودرو این موضوع از طریق ECU انژکتورها و به وسیله شبکه به BSI رسیده و بعد از اون یک پیام به امپر رسیده که حاکی از توانایی شارژ دینام می باشد که چراغ مربوط به امپر روشن می شودو
اما یک نکته مهم رو باید خدمت دوستان عرض کرد و اون این هست:
که در 206 های غیر مولتی پلکس مجموعه امپر زیر مجموعه ای از سیستم دینام می باشد که کارکرد هر مجموعه با سایر قسمتهای این بخش در ارتباط است و اگر زمانی سوکت های مربوط به امپر بسوزد یا برای اینکه خودرو کیلومتر کارکرد رو نندازه دینام دیگه برق اولیه رو دریافت نکرده و به محض اینکه خودرو رو خاموش کنید دیگر از شارژ دینام خبری نیست.
مجموعه سیستم برق خودرو:
سیستم مولتی پلکس:
در این جا مجموعه های BSI و BSM و COM2000 فعال هستند. زمانی که راننده بوق خودرو رو که بر روی فرمان قرار داره فشار میده در واقع اتصالی رو برقرار میکنه که این فرایند توسط COM2000 ابتدا تجزیه و تحلیل میشه و سپس به سمت BSI فرستاده میشود. که این اطلاعات پس از چک شدن به BSM منتقل گردید و BSM با انتقال برق بوق رو به صدا در می آورد. تفاوت 206 های مولتی پلکس با غیر مولتی پلکس در این هست ک در غیر مولتی پلکس به دلیل عدم وجود عنصر COM2000 بوق بر روی دسته راهنما قرار دارد و کلیدهای اتصال بوق مستقیما به BSM متصل بوده و برق بعد از BSM به بوق میرسد که تاخیری در بوق زدن خودرو ندارد. اما در 206 های مولتی پلکس تاخیر در به صدا در اومدن بوق مربوط هست به سیستم نرم افزاری که در درون سیستم وجود دارد که از به صدا در اومدن بوق به گونه ناخود اگاه جلوگیری کرده است.