|
|
Мульти-пульти?
КУДЕСНИКИ НА ДИВАНЕ. Спорим, вы часто пользуетесь мультиплексными системами, даже если у вас вообще нет никакого мотоцикла, а тем более такого продвинутого, как BMW R1200GS? Вот, например, пульт телевизора: лежа на диване, вы нажимаете на кнопки и переключаете каналы, регулируете громкость и много чего еще. А не задумывались, каким образом при наличии единственного канала связи с телевизором (в данном случае оптического) одна кнопка включает первый канал, другая приглушает звук и т.д.? Дело в том, что при нажатии каждой из них специальный генератор создает вполне определенную последовательность импульсов (наподобие штрих-кода), которая распознается приемником как вполне определенная команда, адресованная регулятору громкости или селектору каналов. До настоящей мультиплексной системы тут остался один шаг: сделать так, чтобы при одновременном нажатии двух и более кнопок отдавать две и более команды разным узлам.
Создатели компьютеров давным-давно научились подобным фокусам. Хитрость в том, что одновременность в нашем понимании совсем не то, что в понимании электроники. Представьте: каждая комбинация импульсов длится считанные миллисекунды, даже гораздо меньше. Значит, если чередовать излучение двух команд с интервалом в эту пару миллисекунд, мы воспримем их передачу как одновременную, а электроника – как последовательную.
Все сказанное выше имело лишь одну цель: показать, что по одному каналу (а провод это или оптоволокно, или вообще излучение – неважно) можно передавать сразу множество команд от отдельных сенсоров (кнопок) отдельным узлам. И связывать каждую кнопку со «своим» устройством индивидуальным проводом нет необходимости.
ОБ ОВЧИНКЕ И ВЫДЕЛКЕ. Может показаться, что вся затея с компьютерами, импульсами и прочей заумью электроники гораздо сложнее и дороже десятка старых добрых медных проводов, связанных в жгут. Так оно и было, пока медь стоила дешевле кремниевых кристаллов, а количество переключателей, датчиков, лампочек и моторчиков исчислялось одним-двумя десятками. Но когда счет пошел на сотни, общая длина проводников стала измеряться километрами, а их вес – центнерами! Вот тогда и начали электронные мультиплексные системы вытеснять классическую электротехнику сначала в авиации, потом в автобусах, в легковых автомобилях и, наконец, добрались до мотоциклов.
Сегодня простенький кристалл, позволяющий принять или передать импульсную последовательность, стоит порядка 50 центов, а то и меньше. А вот медьѕ Хорошо, что жгуты спрятаны под обшивкой мотоцикла, а то ведь однажды утром владелец мог бы найти свою машинку с колесами, но без проводки. Кстати, 20 лет тому назад BMW выпустила свой первый автомобиль с «мультиплексом» – модель 850 Coupe. В нем удалось сократить длину проводов на два километра, а их вес снизить на 50 кг. И сегодня уже в 70% марок автомобилей жгуты заменили мультиплексными шинами данных. Вот их и называют CAN BUS.
МОДЕРНИЗМ ПРОТИВ КЛАССИЦИЗМА. В принципе, можно было бы обойтись и вовсе без отдельной шины данных – передавать импульсы прямо по силовому проводу, которым и без того соединены все потребители. Но ради помехоустойчивости, а еще потому, что тащить силовой провод к выключателям и датчикам не слишком удобно, современная архитектура мультиплексной проводки выглядит следующим образом: один общий провод с «плюсом» и пара тонких проводников (или вовсе оптический кабель) для передачи команд. Около каждого переключателя или датчика (или внутри него) имеется модулятор, генерирующий нужные последовательности импульсов, а у каждого потребителя – приемник с декодером этих «штрих-кодов». Есть еще, конечно, и общий контроллер, следящий за тем, чтобы вся система работала «в такт» и одна команда не наползала на другую.
Все это работает весьма надежно (вспомните самолеты!), но отказы изредка случаются. И тут мультиплексная система показывает зубы тем, кто привык искать пропавший контакт пробником с лампочкой. Увы, знания электротехники в эпоху электронного модернизма не помогут: чтобы уловить передачу команд, нужен специальный сканер, а чтобы общаться с ним – специальные знания. И не столько электроники, сколько, пожалуй, программирования и информатики. Случись что в дороге – кусочек провода, скрепка и изолента, увы, не помогут.
ПАРА СХЕМ НА ДЕСЕРТ. Давайте для интереса сравним схемы управления стартером мотоциклов BMW R1150R с обычной проводкой и компьютеризованного R1200GS.
Логика обеих схем одинакова: стартер должен сработать от пусковой кнопки, когда выжато сцепление или включена нейтраль. При этом мотор имеет право завестись, если подножка поднята. Вроде не слишком хитро. Но приглядитесь, как соединены в R1150R между собой концевые выключатели, реле и кнопки. Даже потребовалась пара диодов!
Совсем по-другому выглядит схема R1200GS. Все выключатели и реле стартера подсоединены к модулю BMS-K (BMW Motor Steuerung mit Klopfregelung = управление двигателем с датчиком детонации). И логику взаимодействия этих внешних элементов понять никак невозможно, если не знать зашитой в память модуля программы. Вдумчивый читатель спросит: а где же все-таки мультиплексная шина – здесь ведь опять провода? Все верно, CAN BUS в этом мотоцикле использована для обмена информацией нескольких модулей между собой. Кроме BMS-K здесь модуль I-Cluster, собирающий сведения об уровне топлива, давлении масла, оборотах и температуре двигателя, скорости мотоцикла, состоянии фар и указателей поворота, генератора, системы ABS, иммобилайзераѕ Все это в виде импульсных последовательностей и передается по мультиплексной шине к контроллеру BMS-K для выработки команд бензонасосу, форсункам и свечам зажигания. И это не все сигналы: есть еще модуль ZFE, ко входам которого присоединены все ручные переключатели, ключ зажигания, контакт для стоп-сигнала и датчик уровня топлива, а к выходам – лампы фар, подогреватель рукояток руля и устройство круиз-контроля.
Вот и получается, что, например, ключ зажигания сам по себе ничего не включает, а через шину данных передает команду на включение блоку BMS-K. А лампочка включения дальнего света на дисплее загорится от полученного блоком I-Cluster импульсного «штрих-кода» от блока ZFE.
Все поняли? Есть сомнения? Тогда на вас произведет впечатление сумма в $1320: во столько оценена традиционная проводка мотоцикла К1200LT. Это дороже, чем «мульти-пульти».
|
|
