سیستم مالتی پلکس چیست ؟ سیستم نوین برقی در خودروها

سیستم مالتی پلکس در واقع سیستم برقی نوین و جدیدی در خودروها می باشد که اولین بار توسط شرکت آلمانی بوش در حدود 36 سال پیش ابداع شد.

سیستم مالتی پلکس چیست

سامانه الكترونيكي مالتي‌پلكس كليه دستوراتی كه راننده صادر می‌كند را به‌یک واحد مركزی الكترونيكي (BSI) ارسال و از آن‌جا، فرمان لازم براي عملگر مربوطه صادر مي‌شود. در حال حاضر از شبكه مالتي‌پلكس روي خودروهايي نظير سمند و سورن نيز به جاي دسته‌سيم معمولي استفاده مي‌شود. اين سيستم در اواخر دهه 1980 توسط شركت آلماني بوش ابداع شد.

در طی دو دهه گذشته پیچیدگی سیستم‌های سیم‌کشی مدرن به طور پیوسته افزایش یافته است و در سال‌های اخیر این افزایش به‌شدت چشمگیر شده است. اکنون کار به جایی رسیده است که اندازه و وزن دسته سیم به مشکل مهمی تبدیل شده است. تعداد سیم‌های لازم در مورد اتومبیل‌های رده بالا به حدود 1200 رشته می‌رسد. دسته سیم لازم برای کنترل همه کارکردهایی که به در سمت راننده مربوط می‌شود ممکن است تا 50 رشته سیم داشته باشد و سیستم‌های واقع در ناحیه داشبورد ممکن است به‌تنهایی بیش از 100 رشته سیم و اتصال داشته باشند. بنابراین آشکار است که گذشته از مشکل بدیهی اندازه و وزن دسته سیم، با افزایش اتصال‌ها و سیم‌ها، احتمال بروز عیب هم بیشتر می‌شود. تخمین زده می‌شود که هر 10 سال پیچیدگی سیم‌کشی اتومبیل دوبرابر می‌شود.

لزوم استفاده از سیستم مولتی پلكس:

1. افزایش بیش از حد استفاده از قطعات الكترونیكی در خودرو
2. ساده‌سازی استفاده از سیم‌كشی و ساده‌سازی دسته سیم‌ها
3. بالا رفتن تعداد ارتباط میان ECU با سایر اجزا اتومبیل و نیاز به هماهنگی داده‌ها
4. بالا بردن كیفیت ایمنی و آسایش در خودروها
5. تغییر روش‌های عیب‌یابی خودرو و نیاز به ساده‌كردن كار با دستگاه‌های عیب‌یابی و خود مجموعه وسایل داخل خودرو

مالتی پلکس
هوشمند شدن فرامين برقي و الكترونيكي در خودرو با استفاده از ارسال يك‌سري كد در شبكه، باعث مي‌شود كه خودروساز بتواند علاوه بر تسهيل فرايند عيب‌يابي و كمك به بخش خدمات پس از فروش، عملكردها و حالات و يا همان فيچرهاي مختلف را براي رفاه، ايمني و امنيت راننده و سرنشينان طراحي كرده و مهيا سازد. در پژو 206 كه از ابتدا تاكنون به صورت مالتي‌پلكس توليد مي‌شود، ريزه‌كاري‌هاي فني و الكترونيكي پيش‌بيني شده است كه فعال و غيرفعال شدن آن از طريق برقراري ارتباط با BSI خودرو قابل اجراست. BSI يك واحد الكترونيكي است كه ارتباط ميان كليه واحدهاي الكترونيكي يا اصطلاحا ECUهای موجود در بخش‌های مختلف خودرو از قبيل موتور، گيربكس اتوماتيك، ترمز ضدقفل، تهويه مطبوع خودكار و امثالهم را برقرار و مديريت می‌كند. تغيير در تنظيمات BSI كه توسط دستگاه عيب‌ياب يا همان دياگ صورت مي‌گيرد، در تمام نمايندگی‌هاي ايرا‌ن‌خودرو و نيز تعميرگاه‌های مجهز به اين دستگاه قابل انجام است.

بسیاری از حسگرهایی که برای یک واحد کنترل الکتریکی، داده فراهم می‌کنند بین همه واحدها یا بعضی از آنها مشترک‌اند. یکی از راه‌های ممکن، استفاده از یک کامپیوتر برای کنترل همه‌ی سیستم‌هاست اما تولید این کامپیوتر به تعداد کم بسیار پرهزینه است. راه دوم استفاده از گذرگاه مشترک داده‌هاست؛ بدین ترتیب ارتباط بین مدول‌ها برقرار می‌شود و اطلاعات دریافتی از حسگرهای وسایل مختلف در دسترس همه‌ی وسایل قرار می‌گیرد. حال این فکر را کمی توسعه می‌دهیم؛ اگر بتوان داده‌ها را از طریق یک سیم انتقال داد و به همه‌ی بخش‌های اتومبیل رساند، آنگاه می‌توان سیم‌کشی اتومبیل را به سه رشته سیم کاهش داد. این سیم‌ها عبارت خواهند بود از:

• سیم برق
• سیم اتصال بدنه
• سیم سیگنال فکر

استفاده از یک سیم برای انتقال چندین سیگنال، فکر تازه‌ای نیست و سال‌هاست که در عرصه‌هایی مانند مخابرات راه دور بکار می‌رود.
برای تجسم طرز کار این سیستم رویدادهایی را که هنگام روشن و خاموش کردن چراغ‌های بغل رخ می‌دهند را در نظر بگیرید. ابتدا وقتی راننده کلید چراغ را می‌زند، سیگنال منحصر به‌فردی روی گذرگاه داده قرار می‌گیرد. این سیگنال را فقط گیرنده‌های خاصی تشخیص می‌دهند که جزئی از هر مجموعه چراغ هستند. این گیرنده‌ها به نوبه خود بین سیم برق و چراغ‌ها اتصال برقرار می‌کنند. در هنگام خاموش کردن چراغ‌ها نیز عملیاتی به‌همین ترتیب انجام می‌شود، با این تفاوت که این‌بار رمزی که وارد گذرگاه داده می‌شود متفاوت است و فقط گیرنده‌های مقتضی آن‌را به‌عنوان رمز خاموشی شناسایی می‌کنند.

استانداردهای سیستم مالتی پلکس
كشورهای مختلف استانداردهای خاص و نام‌های خاصی را برای كاربرد این سیستم بكار می‌برند كه از جمله معروف‌ترین آنها عبارتند از:

1. استاندارد Can: ساخت آلمان كه در خودروهای بنز، ب.ام.و، فیات و ولو بكار می‌رود.
2. استاندارد Van: ساخت كشور فرانسه و روی محصولات رنو و پژو این كشور مورد استفاده است.
3. استاندارد j1850 : ساخت كشور آمریكا می‌باشد كه بر روی محصولات تولید كرایسلرفورد و جی ام مورد استفاده می‌باشد.
4. استاندارد proprietary: تولید كشور ژاپن است كه بر روی محصولات این كشور مورد استفاده می‌باشد.
5. استاندارد Absus: محصول آلمان و مورد استفاده بر روی محصولات گروه فولكس واگن.

در میان استانداردهای بالا Can از موفق‌ترین آنها به‌حساب می‌آید و بیشتر خودرو سازان از این استاندارد بر روی محصولاتشان استفاده می‌كنند.

BSI چیست؟
یكی از مهم‌ترین قطعات در سیستم‌های مولتی پلكس می‌باشد. این ECU در واقع سرور شبكه می‌باشد و اطلاعاتی كه بین ECU‌های دیگر رد و بدل می‌شود را منتقل می‌كند، همچنین یكی از واسطه‌ها بین سیستم Van هست كه برق سیستم فعال‌سازی و در نهایت كنترل و نظارت بر این شبكه بر عهده این ECU می‌باشد. وقتی‌که شما ECU‌های خودرو رو عیب‌یابی می‌كنید درواقع سیستم BSI در این بین نقش واسطه را ایفا می‌كند.

گذرگاه داده مالتی پلکس
برای انتقال داده‌های مختلف از طریق یک خط باید چندین معیار را به‌دقت تعریف و بر سر آنها توافق کرد. این تعریف معیارها را قرارداد ارتباطی می‌نامند. بعضی از متغیرهایی که باید تعریف شوند به‌قرار زیرند:

1. روش نشانی دادن
2. ترتیب انتقال
3. سیگنال‌های کنترل
4. خطایابی
5. سرعت یا آهنگ انتقال

محیط مادی را نیز باید تعریف و بر سر آن توافق کرد. محیط مادی شامل موارد زیر است:

1. واسطه انتقال، مثلا سیم مسی تار نوری و غیره
2. نوع رمز گذاری برای انتقال، مثلا قیاسی و یا رقمی
3. نوع سیگنال، مثلا ولتاژ جریان فرکانس و غیره

مدار مورد استفاده برای برآورده‌کردن معیارهای بالا را مدار فصل مشترک گذرگاه می‌نامند و غالبا به صورت یک آی‌سی است. در بعضی موارد این آی‌سی مدارهای اضافی مثلا به‌صورت حافظه دارد، اما با توجه به این‌که تعداد زیادی از این تراشه‌ها در اتومبیل مصرف می‌شود، می‌توان آنها را به قیمت ارزان تولید کرد. مانند هر سیستم قراردادی دیگر انتظار می‌رود که بتوان از فقط یک قرارداد استفاده کرد اما همیشه هم این طور نیست!

کشورهای مختلف استانداردهای خاص و نام های خاصی رو برای کاربرد این سیستم به کار میبرند که از جمله معروفترین اونها میشه به:
۱-استاندارد Can : ساخت المان که در خودرو های بنز ب.ام.و فیات و ولو به کار میرود.
۲-استاندارد Van : ساخت کشور فرانسه و روی محصولات رنو و پژو این کشور مورد استفاده هست.
۳-استاندارد j1850 : ساخت کشور امریکا میباشد که بر روی محصولات تولید کرایسلرفورد و جی ام مورد استفاده میباشد.
۴-استاندارد proprietary : تولید کشور ژاپن است که بر روی محصولات این کشور مورد استفاده می باشد.
۵-استاندارد Absus : محصول المان و مورد استفاده بر روی محصولات گروه فولکس واگن.
در میان استانداردهای بالا Can از موفق ترین اون ها به حساب می آید و بیشتر خودرو سازان از این استاندارد بر روی محصولاتشون استفاده میکنند.

در ادامه به لزوم استفاده از سیستم مولتی پلکس اشاره خواهیم کرد. البته تعداد کمی از موارد در بالا ذکر شد که توجه شما رو به سایر موارد جلب میکنم.
۱-افزایش بیش از حد استفاده از قطعات الکترونیکی در خودرو.
۲-ساده سازی استفاده از سیم کشی و ساده سازی دسته سیم ها.
۳-بالا رفتن تعداد ارتباط میان ECU با سایر اجزا اتومبیل و نیاز به هماهنگی کردن داده ها.
۴-بالا بردن کیفیت ایمنی و اسایش در خودرو ها.
۵-تغییر روش های عیب یابی خودرو و نیاز به ساده کردن کار کردن به دستگاه های عیب یابی و خود مجموعه وسایل داخل خودرو.
نحوه قرار گیری ECU ها در سیتم مولتی پلکس.
۱- Star: در چیدمان تمام ECU های موجود به صورت جداگانه به ECU مرکزی وصل میشود.
۲- Bus : در این حالت ECU ها پس از اتصال به یکدیگر نیز وصل میشوند.
۳- Tree : تلفیقی از دو شبکه بالا میباشد.
۴- Lattice : در این نوع اتصال ECU ها به گونه اتفاقی به یکدیگر متصل هستند.
۵- Ring : در انی حالات بین دو ECU یک ECU دیگر قرار گرفته است.
خوب همون طور که قبلا گفتیم این سیستم در صنایع مخابراتی موزد استفاده بوده حال نحوه انتقال اطلاعات بدین گونه میباشد.
۱-از طریق دو رشته که فرکانس بالایی دارند.
۲-سیم های کواکسیال
۳-مادون قرمز(اینفرارد)
۴-ارتباط رادیویی
۵-خط تلفن
۶-فیبر نوری
۷-خوب یواش یواش از بحث معرفی خارج شده و به ۲۰۶ میپردازیم.
BSI :

یکی از مهم ترین قطعات در سیستم های مولتی پلکس میباشد. این ECU در واقع سرور شبکه میباشد و اطلاعاتی که بین ECU های ریگه رد و بدل میشه رو منتقل میکنه . همچنین یکی از واسطه ها بین سیستم Van هست که برق سیستم فعال سازی و در نهایت کنترل و نظارت بر این شبکه بر عهده این ECU میباشد. همچنین وقتی شما ECU های خودرو رو عیب یابی میکنید در واقع سیستم BSI در این بین نقش واسطه رو ایفا میکند.

شبکه های موجود در ۲۰۶ سه عدد میباشد که :
۱- CAN
۲- BODY VAN
۳- VAN Comfort
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؟
۱- 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.
۲- 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.
۳- 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 ۲ و ۳ 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 ۲۰۶ 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 ۱۹۸۵ تا ۱۹۸۶ پا به عرصه گذاشت . در سال های ۱۹۹۲ تا ۱۹۹۳ تونست مجوز های کامل رو کسب کنه و با آغاز تولید صنعتیش کم کم فراگیر شد.

انواع شبکه VAN :
۱-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.
۲-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 ۸۰ 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 ۲۰۶ :
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 ۲۰۶ 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 ۲۰۶ 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 ۱۰ سوکت دارند در حالی مدل های غیر مولتی پلکس ۷شوکت 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 ۲۰۶ شما قابلیت های خوبی ببخشه}
در ۲۰۶ 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 :
۱-راهنماو فلاشر
۲-گرمکن شیشه های عقب به انضمام اینه ها
۳- ایموبیلازر
۴-برف پاک کن جلو و عقب
۵- اخطار جا گذاشتن سوئیچ و روشن موندن چراغ های کوچک ماشین
۶-قفل مرکزی
۷- برف پاک کن اتوماتیک
۸-الادم چراغ سبز
۹-تایمر لامپ سقفی
۱۰-ریموت
۱۱-اخطار گیر بکس
سیستم COM2000:
این مورد در خودروهای ۲۰۶ 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 ۶ پایه انجام می پذیرد .از وظایف مهم این قسمت میشه به :
۱-انتقال دستور بوق به BSI
۲-انتقال دستور به یونیت کیسه های هوا برای انفجار و عمل مکردن کیسه هوا
۳- انتقال اطلاعات مربوط به راهنما و تمام عملکرد وانها
۴- انتقال تمام اطلاعات مروبوط به برف پاک کن ها و نحوه عملکرد اونها به BSI
۵- 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 ۲۰۶ 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 ۲۰۶ 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 ۲۰۶ 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 ۲۰۶ 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.