ระบบสื่อสารยานยนต์

อ่านค่าตัวต้านทานปลายสาย CAN โดยไม่ด่วนสรุป

อธิบายเหตุผลของการจบสาย ความต่างระหว่างความต้านทานที่มิเตอร์เห็นกับคุณภาพสัญญาณ และตัวอย่างการคำนวณโหลดขนานที่ใช้ตั้งสมมติฐาน

การอ่านได้ใกล้ 60 โอห์มระหว่างคู่สาย CAN เป็นข้อมูลที่มีประโยชน์ แต่ไม่ใช่ใบรับรองว่าสายทั้งชุดหรือกล่องทุกตัวสมบูรณ์ ค่าดังกล่าวมีความหมายภายใต้โครงสร้างวงจรที่กำหนดเท่านั้น บทความนี้พิจารณาเครือข่าย CAN ความเร็วสูงที่ใช้ตัวต้านทานปลายสายสองด้าน แล้วแยกสิ่งที่คำนวณจากวงจรความต้านทานออกจากสิ่งที่ต้องดูในสัญญาณจริง เพื่อให้ใช้ค่าที่อ่านได้เป็นเหตุผลตั้งสมมติฐานแทนการตัดสินอะไหล่ทันที

ปลายสายเป็นเรื่องการเดินทางของสัญญาณ

ขอบสัญญาณใช้เวลาเดินทางตามตัวนำ เมื่อไปถึงจุดที่อิมพีแดนซ์เปลี่ยน พลังงานบางส่วนอาจสะท้อนกลับ การจบสายด้วยค่าที่เหมาะกับสายช่วยลดการสะท้อนที่ปลายทาง ในเครือข่ายความเร็วสูงแบบบัสเส้นหลักจึงวางตัวต้านทานที่สองปลายทางกายภาพ ไม่ใช่ใส่ให้ครบจำนวนที่จุดใดก็ได้ และไม่ใช่ใส่ทุกโหนดที่เชื่อมกับบัส จุดประสงค์หลักอยู่ที่พฤติกรรมสัญญาณซึ่งเปลี่ยนตามเวลา

มิเตอร์ย่านความต้านทานมองวงจรด้วยวิธีต่างจากขอบสัญญาณเร็ว มันช่วยบอกว่ามีเส้นทางตัวต้านทานรวมเท่าใดในสภาพที่วัด แต่ไม่แสดงการสะท้อน เวลาหน่วงของสาย หรือรูปคลื่นที่ผู้รับเห็น จึงเป็นไปได้ที่สองวงจรมีค่าความต้านทานรวมเท่ากัน แต่เมื่อวางตัวต้านทานคนละตำแหน่งกลับมีคุณภาพสัญญาณต่างกัน การตีความต้องมีทั้งแผนผังตำแหน่งและชนิดเครือข่ายประกอบ

ภาพอธิบาย 1เหตุใดตำแหน่งตัวจบสายจึงสำคัญ
  1. ขอบเดินทาง

    สัญญาณใช้เวลาเดินทางบนเส้นหลักของ CAN ความเร็วสูง

  2. ถึงปลายสาย

    อิมพีแดนซ์ที่เปลี่ยนทำให้พลังงานบางส่วนสะท้อน ตัวจบสายที่เหมาะสมช่วยลดผลนี้

  3. ดูทั้งผังและคลื่น

    วางตัวต้านทานสองตัวผิดตำแหน่งอาจได้ความต้านทานรวมเดิม แต่พฤติกรรมขอบต่างกัน

ค่าความต้านทานรวมอย่างเดียวไม่บอกการสะท้อนหรือเวลาตั้งตัวของขอบ

ตัวอย่างสมมติของตัวต้านทานสองและสามตัว

สมมติวงจรฝึกถูกตัดพลังงานและแยกอย่างถูกต้อง มีตัวต้านทาน 120 โอห์มสองตัวต่อขนานระหว่างคู่สาย โดยไม่คิดความต้านทานสายและทางรั่ว ค่าเทียบเท่าคือ 120 คูณ 120 หารด้วยผลรวม 240 จึงได้ 60 โอห์ม หากเครื่องมือที่นำมาต่อเพิ่มเปิดตัวจบสาย 120 โอห์มอีกตัว ค่าของตัวต้านทานเท่ากันสามตัวขนานจะเป็น 120 หาร 3 เท่ากับ 40 โอห์ม ตัวเลขนี้อธิบายผลของวงจรสมมติ ไม่ใช่เกณฑ์ตัดสินรถทุกคัน

ถ้าค่าวัดจากชุดฝึกเปลี่ยนจากประมาณ 60 เป็นประมาณ 40 โอห์มเฉพาะเมื่อต่อเครื่องมือ สมมติฐานเรื่องตัวจบสายในเครื่องมือมีน้ำหนักมากกว่าการสรุปว่าสายช็อตทันที แต่ยังต้องตรวจค่าความต้านทานและโหมดของอุปกรณ์จริง หากถอดเครื่องมือแล้วค่าไม่กลับ การอธิบายด้วยตัวจบสายที่เครื่องมือเพียงอย่างเดียวไม่ครอบคลุม อาจมีสิ่งอื่นเปลี่ยนระหว่างการต่อ หรือการวัดครั้งแรกอยู่ในสภาวะต่างกัน

นำไปใช้กับข้อมูลแผนผังและสภาพวงจร

  1. ระบุจากเอกสารก่อนว่าเป็น CAN ความเร็วสูงและใช้การจบสายแบบใด อย่าใช้ชื่อ CAN เพียงคำเดียวเลือกเกณฑ์
  2. ตรวจสถานะพลังงานและขั้นตอนแยกวงจรตามคู่มือผู้ผลิตก่อนใช้ย่านความต้านทาน การหลับของกล่องไม่เท่ากับการไม่มีแรงดัน
  3. บันทึกจุดวัด อุปกรณ์ที่เชื่อมอยู่ และตัวจบสายที่อยู่ในเครื่องมือ เพื่อให้รู้ว่ามิเตอร์กำลังมองเส้นทางใด
  4. คำนวณค่าคาดหมายจากแผนผังที่ยืนยันแล้ว รวมความคลาดเคลื่อนของตัวต้านทานและเครื่องมือ ไม่ตั้งค่าผ่านเพียงตัวเลขเดียว
  5. หากค่าขัดกับแผนผัง ให้ตรวจขอบเขตส่วนที่มองเห็นและการต่อของอุปกรณ์ก่อนระบุชิ้นส่วนเสีย

การวัดจากจุดหนึ่งอาจมองไม่เห็นบัสอีกฝั่งของเกตเวย์ เพราะเกตเวย์ไม่ได้เป็นเพียงสายทองแดงที่เชื่อมคู่สายทุกฝั่งเข้าด้วยกัน หากบัสถูกแบ่งออกเป็นหลายช่วง แต่ละช่วงต้องพิจารณาโครงสร้างของตน การนำค่าที่อ่านจากจุดวินิจฉัยไปสรุปวงจรที่อยู่คนละฝั่งจึงอาจผิดแม้ตัวเลขดูคุ้นเคย รายงานควรระบุว่าเป็นค่าของช่วงเครือข่ายใดเท่าที่หลักฐานระบุได้

ภาพอธิบาย 2จาก 60 เป็น 40 โอห์มในวงจรสมมติ
  1. สองตัวเดิม

    120 คูณ 120 หารด้วย 240 ได้ 60 โอห์ม โดยละความต้านทานสายและทางรั่ว

  2. เครื่องมือเพิ่มโหลด

    ตัวจบสาย 120 โอห์มในอินเทอร์เฟซเปิดอยู่ ทำให้มีสามตัวขนาน

  3. ค่าใหม่ 40 โอห์ม

    120 หาร 3 ได้ 40 โอห์ม จึงควรตรวจโหมดตัวจบสายก่อนสรุปว่าสายช็อต

คำนวณวงจรตัดพลังงานที่มีตัวต้านทานเท่ากันต่อขนาน ไม่ใช่เกณฑ์รถทุกแบบ

ค่าประมาณ 120 โอห์มไม่ได้บอกชื่อชิ้นส่วนที่เสีย

ในวงจรสมมติที่ควรมีสองตัว ค่าประมาณ 120 โอห์มอาจหมายถึงมีเส้นทางผ่านตัวจบสายเพียงตัวเดียวให้มิเตอร์เห็น แต่สาเหตุอาจเป็นตัวต้านทานอีกด้านไม่ต่ออยู่ คู่สายไปอีกด้านขาด หรือมีการแยกปลั๊กไว้ตามขั้นตอนก่อนวัด ตัวเลขเดียวไม่เลือกสาเหตุให้เรา ส่วนค่าต่ำกว่าคาดอาจเกิดจากโหลดเพิ่มหรือทางรั่ว จึงต้องอาศัยการเปรียบเทียบกับผังจริงและสภาวะที่บันทึกไว้ ไม่ควรกระโดดไปเปลี่ยนกล่องปลายสาย

CAN ความเร็วต่ำแบบทนข้อขัดข้องและ CAN สายเดี่ยวมีวิธีจบสายต่างออกไป จึงห้ามนำสูตรสองตัว 120 โอห์มไปใช้เป็นเกณฑ์ครอบจักรวาล แม้ในบัสความเร็วสูงก็อาจมีวงจรจบสายแบบแบ่งตัวต้านทานและองค์ประกอบกรองร่วมด้วย การเห็นสองตัวบนแผงไม่ได้แปลว่ามีปลายสายสองด้าน ต้องอ่านการต่อจริง ส่วนการเพิ่มตัวต้านทานเพื่อให้มิเตอร์แสดงเลขที่ต้องการอาจเพิ่มโหลดและบดบังต้นเหตุ

ตรวจสอบผลทั้งด้านวงจรและด้านการสื่อสาร

เมื่อแก้สาเหตุที่ยืนยันจากแผนผังแล้ว ควรวัดซ้ำภายใต้สภาพแยกพลังงานเดียวกับครั้งแรก และบันทึกว่าค่าเปลี่ยนตรงกับเส้นทางที่แก้หรือไม่ หลังคืนสภาพตามคู่มือจึงประเมินข้อมูลการสื่อสารที่อ่านได้อย่างปลอดภัย เช่น การขาดหายและสถานะข้อผิดพลาด หากค่าความต้านทานกลับมาตรงคาดแต่สื่อสารยังผิด ต้องยอมรับว่าการตรวจวงจรคงที่ยังไม่ครอบคลุมปัญหาขณะทำงาน

ตัวอย่างเช่นสายต่อสมมติยังมีรอยต่อที่ทำให้รูปคลื่นสะท้อน ขณะที่ตัวต้านทานสองปลายยังครบ มิเตอร์ย่อมไม่ตัดความเป็นไปได้นี้ออก การตรวจขั้นต่อไปต้องเลือกเครื่องมือและวิธีอ้างอิงที่เหมาะกับวงจร รวมทั้งพิจารณาว่าอุปกรณ์วัดเพิ่มสายแยกหรือโหลดเข้าไปหรือไม่ ข้อสรุปที่รัดกุมจึงเป็นว่าค่าความต้านทานสอดคล้องกับแผนผัง และอาการสื่อสารผ่านเงื่อนไขที่ตรวจ แทนคำว่าบัสปกติแน่นอนจากค่าเดียว

แหล่งอ้างอิงและอ่านเพิ่มเติม

เรียบเรียงคำอธิบายและตัวอย่างขึ้นใหม่จากหลักการในแหล่งข้อมูลต่อไปนี้

  1. CAN Physical Layer and Termination Guide · NI
  2. FAQ - CAN, Platform Development Kit User Guide · Texas Instruments
  3. My CAN Device is Failing to Communicate or is Inconsistent at High Baud Rates · NI

เล่มที่ลงลึกเรื่องนี้

อ่านต่อเรื่องใกล้กัน

ถามเรื่องหนังสือ ตะกร้า