Sieci cyfrowe nie są takie straszne, jak by się mogło wydawać na pierwszy rzut oka. Trzeba się tylko nauczyć, jak funkcjonują i w jaki sposób do nich podejść.

Na prostym przykładzie spróbujmy przeanalizować poszukiwanie usterki i naprawę samochodu. Potraktujmy sieci cyfrowe jak zwykłe elementy elektrotechniczne, a usterki poszukiwać będziemy, posługując się metodą eliminacji poszczególnych części, które sprawdzamy pod kątem sprawności. Metoda ta polega na określeniu obszaru, w jakim działamy, następnie weryfikujemy pojedyncze elementy i odrzucamy te, które są sprawne. W ten sposób zbliżamy się do wadliwej części. Z każdym krokiem liczba podejrzanych elementów zmniejsza się. Metoda ta zawsze była stosowana.

Przykładem niech będzie naprawa oświetlenia w bardzo starym samochodzie. Nie świeci jedna żarówka. Układ oświetleniowy składa się z przełącznika, przekaźnika, żarówki, okablowania i bezpiecznika. Któryś z tych elementów jest zepsuty. Przeważnie naszą pracę zaczynamy od kontroli tych elementów, które – jak wiemy z doświadczenia – psują się najczęściej. Jeżeli sprawdziliśmy, czy żarówka jest dobra, w następnej kolejności badamy napięcie w gnieździe. Weryfikujemy nie tylko plus, ale i masę. I tak po kolei odrzucamy sprawne elementy, a zbliżamy się do źródła uszkodzenia.

Te same metody stosujemy w nowoczesnych sieciach cyfrowych. W każdym samochodzie mamy kilka sieci informatycznych. Pracę zaczynamy od określenia, jaki układ funkcjonalny jest uszkodzony i z jakimi sieciami jest połączony. Dużo sterowników będzie połączonych więcej niż z jedną siecią, dlatego ważne jest, by narysować na kartce topografię sieci komunikacyjnych. Jeżeli mamy wydrukowany schemat z programu samochodowego lub internetu, to warto nanieść swoje notatki. Można też taki rysunek pokolorować, aby był bardziej przejrzysty. Mała uwaga na temat używania kredek. Kolory pomagają w szybkiej identyfikacji elementów i obwodów. Można mieć cały system ich stosowania, wszystko zależy od naszych przyzwyczajeń i pomysłowości. Na przykład na zielono zaznaczamy sterowniki, z którymi mamy komunikację, a na czerwono te, które są dla skanera niewidoczne. Mając na kartce dwa lub trzy czerwone sterowniki, szukamy wspólnych elementów, na przykład zasilania, masy, połączeń siecią cyfrową. Nasze metody pracy powinny być ciągle ulepszane, aby pracować szybciej.

Naprawa przyholowanego samochodu
Pierwsza podstawowa informacja to brak możliwości uruchomienia silnika i brak komunikacji ze sterownikiem. Sprawdzamy inne sterowniki, okazuje się, że nie ma komunikacji z ABS i modułem na kierownicy CIM. Moduł CIM jest w tym samochodzie gatewayem, czyli łączy wszystkie sieci cyfrowe. Szukamy, co łączy te trzy niewidoczne dla skanera sterowniki. Może to być wspólne zasilanie, sieć komunikacyjna albo coś innego. Okazuje się, że sterowniki te są połączone szybką siecią cyfrową CAN. I poza nimi nic innego nie jest włączone do tej sieci. Wniosek jest taki, że jeżeli doszło do uszkodzenia w tej sieci, to rzeczywiście żaden ze sterowników nie będzie pracował. Taką sytuację może spowodować okablowanie, w tym także wtyczki elektryczne, być może któryś ze stertowników uniemożliwia funkcjonowanie całej sieci.

Wracamy zatem do toku rozumowania, który opisałem przed chwilą: odrzucamy sprawne elementy, aby znaleźć uszkodzoną część. Doświadczenie podpowiada nam, że w tym modelu mieliśmy do czynienia z psującym się sterownikiem silnika. Decydujemy się więc na wypięcie wtyczki z tego sterownika. Nic to nie zmienia, wciąż nie ma komunikacji. Możemy więc zaryzykować stwierdzenie, że sterownik jest sprawny. Oczywiście nie jest to badanie techniczne udowadniające sprawność sterownika silnika, ale to sposób na przeprowadzanie diagnostyki na zasadzie eliminacji sprawnych elementów. Ktoś może powiedzieć, że zgodnie z tą zasadą możemy wyciąć przewody od sieci cyfrowej. To też jest metoda, ale za bardzo inwazyjna. W wielu przypadkach tak się robi, ale nie wycina, tylko odłącza poszczególne fragmenty okablowania, wypinając przewody z wtyczek. Są takie samochody, w których przewidziano tego typu działanie, i węzły, gdzie doprowadzane przewody sieci cyfrowych są rozłączalne. Zresztą sposobów wykluczenia elementów z danego obwodu elektrycznego jest wiele, a wszystko zależy od naszej pomysłowości. Podczas stosowania eliminacji poszczególnych elementów koniecznie trzeba zwrócić uwagę na to, że wpięte sterowniki często stanowią połączenie elektryczne. To znaczy dwa przewody wchodzą do sterownika, przechodzą przez niego przez ścieżki i wychodzą w innym miejscu. Jeżeli odepniemy taki sterownik, to zrobimy przerwę i nie będzie połączenia z następnymi sterownikami. Wiedząc, że tak jest, możemy zrobić dwa mostki we wtyczce, która jest wyjęta i niepodłączona do sterownika. W ten sposób zapewniamy ciągłość sieci cyfrowej. Dwa mostki dlatego, że sieć cyfrowa jest prowadzona dwoma przewodami.

Kwestia rozumienia sieci cyfrowej, czyli tego, jak jest zbudowana, jak jest połączona, co możemy odpiąć bez zmian w obwodzie, a co spowoduje przerwę w komunikacji z innymi sterownikami, jest w pracy diagnostycznej niezwykle istotna. Dlatego warto to wszystko mieć na kartce papieru, na której możemy rysować i prowadzić własne notatki. Potem może okazać się, że nasze notatki zawierają o wiele więcej informacji niż dokumentacje od firm czy z internetu.

Powrócimy do przyholowanego samochodu. W naszym przypadku po odłączeniu sterownika ABS mieliśmy komunikację ze sterownikiem silnika, modułem CIM i oczywiście silnik normalnie pracował. Winny był ABS, który blokował całą szybką sieć CAN. Diagnostyka przebiegła błyskawicznie, ale dlatego że przygotowaliśmy się teoretycznie i podeszliśmy do samochodu z kartką pełną informacji. Nie szukaliśmy usterki w „całym samochodzie”, ale zawęziliśmy obszar poszukiwań. Praca przebiegała od skanera do dokumentacji, plus własne notatki. Potem nastąpiło odłączanie sterowników i wskazanie winnego elementu.

Celem takich rozważań jest porządkowanie naszych wiadomości, które na pewno mamy, ale nie są do końca uporządkowane. W pracy dążymy do szybkiej diagnostyki, do wykrycia usterki, aby można było ocenić koszty i przeprowadzić naprawę. Diagnostykę dobrze zacząć od przygotowania teoretycznego, od rozrysowania na kartce obwodu, który badamy. Skupiamy się na tym, co mamy badać – na rozpracowaniu danego układu. Bez takiego przygotowania zazwyczaj błądzimy, badamy coś, co jest nieistotne,a dojście do usterki zajmuje dużo czasu.

Stanisław Mikołaj Słupski
Artykuł pochodzi z numeru 10/2020 Nowoczesnego Warsztatu