Elektrik / Elektronik Datenübertragunssystem. Bildquelle: Mercedes. Datenübertragung. Grundlagen. AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 1/9

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1 Bildquelle: Mercedes Datenübertragung Grundlagen AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 1/9

2 INHALTSVERZEICHNIS DATENÜBERTRAGUNG... 3 Infrarot... 3 Funk... 3 ZENTRALVERRIEGELUNG... 4 TRANSPONDER... 5 Fahrberechtigungssysteme... 5 DATENBUS... 6 CAN BUS... 6 FUNKTIONSWEISE DES DATENAUSTAUSCHES... 7 Diagnosebeispiel:... 7 LICHTWELLENLEITER... 8 Allgemein... 8 Funktion... 8 Überprüfung... 8 AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 2/9

3 Datenübertragung Die Datenübertragung in einem Fahrzeug ist ähnlich aufgebaut wie beim Computer. Wir unterscheiden folgende Systeme System Beispiel FZ Beispiel PC Infrarot Fernbedienung ZV Datenübertragung Mobile-PC Funk Fernbedienung ZV Funkmaus, Bluethooth Transponder Wegfahrsperre Ski Data, Zeitmessung CAN-Bus CAN, Most Interner Bus, LAN, Internet Infrarot Infrarotlicht ist elektromagnetische Strahlung, deren Frequenz zwischen den Funkwellen und dem sichtbaren Licht liegt. Infrarotlicht ist somit für das menschliche Auge nicht sichtbar. Einschränkungen:Infrarotlicht schwächt sich mit zunehmender Entfernung vom Fernbedienungssender ab. Aus diesem Grund ist die Reichweite des Schlüssels auf einige Meter begrenzt. Die Reichweite kann zusätzlich eingeschränkt sein, wenn sich andere Lichtquellen überlagern, also z.b. im intensiven Sonnenlicht oder auch durch die Beleuchtung mit Leuchtstoffröhren. ÜBERPRÜFUNG 1. Funktion prüfen. (Handykamera, Diagnosetestgerät) 2. Batterie und Programmierung prüfen. (Bedienungsanleitung) Funk Als Funkwellen bezeichnet man die elektromagnetischen Wellen im Bereich zwischen einigen Schwingungen bis zu Billionen Schwingungen pro Sekunde. Die Zahl der Schwingungen pro Sekunde wird als Frequenz bezeichnet, Masseinheit Hz = Hertz. Einschränkungen: Die Funkwellen schwächen sich mit zunehmender Entfernung vom Fernbedienungssender ab. Aus diesem Grund ist die Reichweite des Schlüssels auf einige Meter begrenzt. Die Reichweite kann zusätzlich eingeschränkt sein, wenn Funkwellen anderer Sender sich überlagern, z.b. Radiosender, Umsetzer, Bahnfunk oder Richtfunk.. ÜBERPRÜFUNG 1. Funktion mit Testgerät prüfen. (Funktestgerät, Diagnosetestgerät) 2. Batterie und Programmierung prüfen. (Bedienungsanleitung) AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 3/9

4 Zentralverriegelung Die Zentralverriegelung erlaubt das gleichzeitige Ver- und Entriegeln aller Türen und zumeist auch der Klappen (Heckklappe, Tankklappe) eines Fahrzeugs mittels Betätigung eines der Schlösser oder per Fernbedienung. Heute werden meist Funkfernbedienungen eingesetzt, da die Reichweite grösser als bei der Infrarot-Fernbedienung ist. Häufig ist die Fernbedienung für die Zentralverriegelung mit einer Wegfahrsperre kombiniert. In diesen Fällen kann der Motor nicht angelassen werden, wenn die Tür zuvor mechanisch mit dem Schlüssel entriegelt wurde. Jedoch genügt in der Regel eine kurze Betätigung der Fernbedienung, um die Wegfahrsperre frei zu schalten. AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 4/9

5 Transponder Ein Transponder ist ein Funk-Kommunikationsgerät, das eingehende Signale aufnimmt und automatisch beantwortet bzw. weiterleitet. Transponder können passiv oder aktiv sein. Fahrberechtigungssysteme Bei aktuellen Wegfahrsperren ist sowohl die Kommunikation zwischen Transponder und Wegfahrsperre zur Authentifizierung des berechtigten Fahrers anhand seines Schlüssels, als auch die Kommunikation zwischen Wegfahrsperre und Motorsteuergerät zur Freigabe des Fahrzeugs abgesichert. ÜBERPRÜFUNG Die Kontrolle oder Anpassung des Systems ist meist nur mit dem Originaltestgerät möglich! Quelle: AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 5/9

6 Datenbus Vorteile: Weniger Sensoren und Signalleitungen, Schnelle Datenübertragung CAN Bus AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 6/9

7 Funktionsweise des Datenaustausches Der Datenaustausch erfolgt über zwei miteinander verdrillte Kupferleitungen. "CAN High" und "CAN Low". Die Informationen werden in Form elektrischer Signale von zwischen 2.5 und 3.5 Volt (CAN High) und zwischen 1,5 und 2,5 Volt (CAN Low) übermittelt. Beträgt der Spannungsunterschied zwischen CAN High und CAN Low 0 Volt, so ist der logische Wert 0: beträgt der Spannungsunterschied 2 Volt, dann ist der logische Wert 1. Ausschließlich der logische Wert, das heißt 0 oder 1, werden vom System verarbeitet. Wenn mehrere Steuergeräte gleichzeitig versuchen eine Information zu senden, so wird die Information mit der höchsten Priorität vorrangig durchgelassen. Infos mit niedriger Priorität werden später gesendet. Einige Informationen werden zyklisch gesendet (z.b. alle 10 ms bei Informationen des Einspritz- Steuergeräts), andere wiederum nur bei Bedarf. Das Airbag-Steuergerät zum Beispiel sendet bei einem Aufprall eine Information, um die Kraftstoffpumpe auszuschalten, die Türen zu entriegeln und um die Verriegelung der elektrischen Lenksäule zu verhindern. Diagnosebeispiel: In das Multiplex-Datennetz sind zwei Abschlusswiderstände von 120 Ohm integriert. Einer befindet sich im Einspritz- Steuergerät und der andere in der Zentralelektronik. Ein gegen Masse geschalteter Kondensator dämpft Spannungsspitzen. Dies ermöglicht eine Überprüfung der beiden Leitungen mit dem Multimeter. Der angezeigte Wert muss 60 Ohm betragen. Zusätzlich kann eine Spannungsprüfung an den beiden Bus-Leitungen vorgenommen werden. Das Multimeter zeigt eine mittlere Spannung von ca. 3.0 Volt auf dem High -Bus und eine Spannung von ca. 2.0 Volt auf dem Low -Bus an. AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 7/9

8 Lichtwellenleiter 1 Sendediode 3 Faserkern 2 Ummantelung 4 Empfangsdiode Allgemein In der Daten-, Sprach- oder Bildübertragung werden die zu übertragenden Datenmengen immer größer. Die Lichtwellenleitertechnik (heute bereits in Telekommunikation und Industrieanlagen eingesetzt) ist eine Technik, die in der Lage ist, diese großen Datenmengen, bei gleichzeitigen weiteren Vorteilen, bewältigen zu können. Hohe Datenraten verursachen bei Kupferleitungen eine starke elektromagnetische Abstrahlung. Diese können andere Funktionen im Fahrzeug stören. Im Vergleich zu Kupferleitungen benötigen die Lichtwellenleiter bei gleicher verfügbarer Bandbreite weniger Bauraum und haben ein geringeres Gewicht. Anders als bei Kupferleitungen, auf denen zur Datenübertragung digitale bzw. analoge Spannungssignale übertragen werden, überträgt der Lichtwellenleiter Lichtstrahlen. Funktion Das vom Steuergerät gebildete elektrische Signal wird in einem Sendebauelement in ein optisches Signal umgewandelt und in den LWL eingestrahlt. Der Faserkern dient zur Führung der Lichtwellen. Damit das ausgestrahlte Licht nicht aus dem Faserkern austritt, ist dieser ummantelt. Die Ummantelung ermöglicht eine Reflexion und somit die Weiterleitung des Lichts im Kern. Das Licht durchläuft so den LWL und wird mit einem Empfangsbauelement wieder in ein elektrisches Signal umgewandelt. Einsatz: LWL werden im Fahrzeug vor allem für die Kommunikations- und Informationssysteme im Fahrzeug verwendet. Überprüfung 1. Fehlerspeicher der Betroffenen Systeme auslesen. 2. Mit einer hellen LED Taschenlampe den Durchgang prüfen. AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 8/9

9 Biegeradius Der Kunststoff-LWL darf nicht enger als 50 mm gebogen werden. Das entspricht in etwa dem Durchmesser einer Getränkedose. Ein noch engeres Biegen des Kunststoff-LWL kann zur Beeinträchtigung der Funktionsfähigkeit oder gar zur Zerstörung des Kunststoff-LWL führen. An einer zu eng gebogenen Stelle tritt Licht aus. Das kommt daher, dass der Lichtstrahl zu steil an einer Grenzfläche zwischen Kern und Cladding auftrifft und nicht mehr reflektiert wird. Knicken Auf keinen Fall dürfen LWL bei der Montage geknickt werden, denn dadurch werden Cladding und Faserkern beschädigt. Das Licht wird dann an der Knickstelle teilweise gestreut, Übertragungsverluste sind die Folge. Selbst einmaliges kurzes Knicken zerstört den LWL. Druckstelle Auch Druckstellen müssen in jedem Fall vermieden werden, weil sich durch Druck der lichtleitende Querschnitt dauerhaft verformen kann. Bei der Übertragung geht dann Licht verloren. Auch zu stramm angezogene Kabelbänder können solche Druckstellen verursachen, da sie den Querdruck auf den LWL erhöhen. Bei höheren Temperaturen verstärkt sich diese Wirkung, da sich die Kabelbänder dann noch zusätzlich zusammenziehen. Der LWL wird eingeschnürt, die Dämpfung erhöht sich in diesem Bereich und die Funktion wird massiv gestört. Scheuerstelle Anders als bei Kupferleitungen führt Scheuern bei LWL nicht zum Kurzschluss. Es kommt stattdessen zu Lichtverlusten oder zu Fremdlichteinstrahlung. Das System wird gestört oder fällt komplett aus. AGVS Ausbildungszentrum Berner Oberland 9/9