Z1, Messtechnik, Bus-Systeme

Register 6, Messtechnik, LIN-Bus, CAN-Bus, Flexray

Register 6, Messtechnik, LIN-Bus, CAN-Bus, Flexray


C. S.
Diese Karteikarten behandeln fortgeschrittene Themen der Messtechnik und Bussysteme, insbesondere im Bereich der Mechatronik. Sie konzentrieren sich auf die Diagnose und Fehlersuche in CAN-Bus-Systemen, einschließlich der Identifizierung von Unterbrüchen, Masseschlüssen und Verbindungsschlüssen. Die Karteikarten erklären auch die Funktionsweise von Ethernet und FlexRay, sowie die Unterschiede zwischen statischen und dynamischen Segmenten. Sie sind besonders nützlich für Techniker und Ingenieure, die sich mit der Fehlersuche und Wartung von Bussystemen in der Mechatronik befassen.
Cartes-fiches
62
Utilisateurs
4
Langue
Allemand
Catégorie
Mécatronique
Niveau
Autres
Créé / Mis à jour
20.04.2025 / 19.09.2025

Flashcards

Erkläre den Aufbau eines Anzeigedisplays eines Multimeters? Was bedeutet Digits? 

Wie wird die Messgenauigkeit eines Multimeters angegeben bzw. berechnet? 

Was ist eine Stromfehlerschaltung?

- Der Stromfluss über dem Voltmeter wird mitgemessen. 

- Die Stromfehlerschaltung ist geeignet für Widerstände bis 1000Ω . 

- Der Stromfluss über das Voltmeter verursacht einen "Stromfehler"

Was ist eine Spannungsfehlerschaltung?

- Der Spannungsverlust über dem Amperemeter wird mitgemessen. 

- Die Spannungsfehlerschaltung ist geeignet für Widerstände über 1000Ω.

- Der Spannungsabfall am Amperemeter verursacht einen "Spannungsfehler". 

Wie berechnet man die Frequenz? 

Frequenz (Hz) = 1 / Zeit (t) 

Wie hoch ist der Innenwiderstand eines Oszilloskops? 

 

Ca. 1 MΩ 

Was für Kabel benutzt man am Besten beim Oszi? 

Abgeschrimte Koaxial-Kabel

Was heisst LIN-Bus und wie funktioniert er?

- Local Interconnect Network

- Es handelt sich um ein Ein-Leiter-Sytem

- 1 Master mit max. 15 Slave-Steuergeräten

- Robust

- Kostengünstig

Wie hoch ist die Übertragungsrate eines LIN-Busses? 

Max. 20kBit/s 

Wie setzt sich eine LIN-Botschaft zusammen. 

  1. Ein Botschaftskopf vom Master
  2. Ein Antwortfeld des Salve 

Wie sind die relevanten Spannungen eines LIN-Busses?

  1. Ruhespannung = Batteriespannung (12.2V)
  2. Rezessive Spannung = ca. 11.4 V - min. 7.2 V (UBatt - U Diode) 
  3. Dominante Spannung =  0V - max. 4.8V (0V = Masse, idr ca. 1V)
  4. Masterknoten = 1kΩ  / Slave = 30kΩ 

Was sind mögliche LIN-Bus Fehler?

Wie kann man einen LIN-Bus Fehler am einfachsten Diagnostizieren?

  1. Liegt ein LIN-Bus Fehler vor, ist das Oszilloskop hilfreich um die Fehlerart zu bestimmen. 
  2. Bei Unterbruch oder Übergangwiederstand müssen Messungen V1 - V3 durchgeführt werden. 
  3. Folgende Fehler können mit dem Oszi festgestellt werden
    1. Unterbruch der LIN-Bus Leitung
    2. Übergangswiderstand der LIN-Bus Leitung
    3. Plusschluss der Leitung oder Busbetreiber
    4. Masseschluss der Leitung oder Busbetreiber

Wann ist eine Spannungsmessung sinnvoll? 

  • Spannungsmessungen machen immer sinn, wenn eine konstante Spannung zu erwarten ist.
  • Wichtig!
    • Steuergeräte parallel mittels Lampe belasten, um Spannungsabfälle erkennen.
    • Bei Sensoren Spannungspotential prüfen (12V/5V)
    • Bei Aktoren kann es sein, dass sie angesteuert werden müssen, um eine Spannung zu erkennen.

Wann ist eine Strommessung sinnvoll? 

  • Ist kein Spannungsabfall ersichtlich, kann eine Strommessung sinnvoll sein
  • Wichtig beachte, welche Stromstärke zu erwarten ist.

Wann ist eine Ohm-Messung sinnvoll? 

  • Braucht es hohe Widerstände, um ein System zu beeinflussen, kann eine Ohmmessung sinnvoll sein. (Sensorbereich)
  • Übergangswiderstände, Verbindungsschlüsse finden.

Wann ist eine Messung mit einem Oszilloskop sinnvoll?

  • Was für ein Signal erwarte ich?
  • Ändert die Spannungsgrösse während meiner Messung?
  • Kann ich das Signal interpretieren? Gibt es Soll-Werte?
  • Kann ich Vergleichsmessungen machen?

Wie erkenne ich die Stromaufnahme eines Systems? 

  • Anhand des Kabelquerschnittes (Kabelquerschnitt x Faktor 5)
  • System entsprechend belasten
  • Wichtig: Bei Spannungsabfällen aktueller Strom x Faktor rechnen für tatsächlichen Spannungsabfall

Wie verwende ich eine Prüflampe? 

  • Welchen Spannungswert erwarte ich? (Allenfalls einzeichnen)
  • Messe ich vor oder hinter dem Verbraucher?
  • Messe ich nach Plus oder Masse?

Wie erkenne ich einen Plusschluss?

  • Messe ich vor oder nach Verbraucher?
  • Darf ich Spannung haben auf der Leitung/Stecker?
  • Brennt die Sicherung durch?
    • Leitung mit Lampe belasten als Verbraucher
  • Messen nach Masse mit Prüflampe oder Multimeter
  • Habe ich ein Spannungspotential?
  • Gibt es Übergangswiderstände?
  • Besteht ein Verbindungsschluss zu eine Plusleitung?

Wie erkenne ich einen Masse-Schluss?

  • Messe ich vor oder nach Verbraucher?
  • Sollte am Messort Spannung anliegen?
  • Brennt ständig die Sicherung durch?
    • Leitung mit Lampe belasten als Verbraucher
  • Messen nach Batterie + (Kl. 15) mit Prüflampe oder Multimeter
  • Habe ich ein Spannungspotential?
  • Habe ich Übergangswiderstände?

Was ist bei der LIN-Bus Prüfung wichtig? 

  • Bus hat im Ruhezustand ca. 12V (UBatt - Diodenspannung)
  • Signal mittels Oszilloskop anzeigen lassen (Nachrichten erkennbar.
    • Signalspannung 12V rezessiv, 1V dominant

Wie prüfe ich einen LIN-Bus? 

  • Fehlerspeicher auslesen und Fehler lokalisieren
  • Master-Steuergerät feststellen
  • Fehlerbild erkennen, was für ein Fehler liegt vor?
  • Master ausstecken, wie ist das Signal vom Master? i.O. = wieder einstecken
  • LIN-Bus entlang Steuergeräte, Steckverbindungen ausstecken, bis Fehler weg ist
  • Fehler eingrenzen
    • Ist es ein Verbindungsschluss, Masseschluss, Plussschluss
    • Hat es Übergangswiderstände?
  • Leitung ausohmen und mit nebenliegenden Leitungen ohmen

Was heisst CAN?

Controller Area Network

Was sind die Anforderungen an den CAN-Bus?

  • Hohe Sicherheit gegen elektromagnetische Störungen
  • Echtzeitfähigkeit für schnelle Vorgänge
  • Hohe Zuverlässigkeit
  • Günstiger Preis für Serieanwendung 

Was gibt es für Bus Systeme?

  • CAN-B
    • Low-Speed
    • 20 Kbit/Sek
    • 15 - 23 Steuergeräte möglich 
    • Funktioniert auch mit einer Leitung
    • Keine Abschlusswiderstände
  • CAN-C
    • High-Speed
    • 500 - 1'000 KBit/Sek
    • 7 -  8 Steuergeräte möglich
    • 2x 120 Ohm (60 Ohm) Abschlusswiderstände
  • LIN-Bus
    • 1 - 20 Kbit /Sek
    • 1 Leitersystem
    • Master-Slave-Verfahren
  • MOST-Bus
    • Media Oriented System
    • 1 Leiter, Glasfaser
    • 1000 KBit / Sek
    • Audio/Video
    • Ring-Bus (Seriell)
    • Keilne el. Störungen, da Lichtwellenleiter
  • Flexray
    • 2-Leiter-System (parallel)
    • 10 - 20 MBit / Sek
    • 2 bzw. 4 Leitungen möglich, je nach Übertragung
  • Ethernet
    • 10 MBit - 400 GBit / Sek (akt. 40 GBit / Sek)

Wo sind die Fehlerquellen der Verkabelung? 

  • In der Regel an der Steckverbindung
    • Vorne 
    • Hinten (gekrimmt) 

Wie kommunizieren die verschiedenen Busse miteinander? Welche Aufgaben werden übernommen? 

  • Zentrales Gateway dient als Schnittstelle
    • Übersetzt die verschiedenen Sprachen der Busse
    • Diagnose-Bus und OBD über ZGW
    • Zusammenfassung des Fehlerspeichers im ZGW
    • Jedes STG hat eigenen ausführlichen Fehlerspeichers

Was sind die Vorteile eine CAN-Bus? 

• Informationen, die ein Gerät besitzt, sind allen anderen Teilnehmern am Bus zugänglich.

• Soll eine Botschaft um zusätzliche Informationen erweitert werden, sind nur Softwareänderungen erforderlich.

• Höhere Zuverlässigkeit und Funktionssicherheit

• Eine stark vereinfachte Verkabelung im Fahrzeug und eine sich daraus ergebende bessere Übersicht bei der Diagnose.

• Weniger Sensoren und Signalleitungen durch die Mehrfachnutzung eines Signals.

• Dadurch Einsparung einer Vielzahl von Leitungen und Steckern

• Flexible Systemkonfiguration

• Geringere Systemkosten

Gibt es Normen im Bereich des CAN-Bus? 

  • Antriebsstrang
    • Sicherheitsrelevant
    • CAN High
    • ISO 11898
    • 500 - 1'000 KBit/Sek
    • SAE = CAN Class C
  • Komortbereich
    • Bedarfsorientiert
    • CAN Low
    • ISO 11519-2
    • 125 KBit/Sek (mittlerweile auch CAN C)
    • SAE = CAN Class B

Was ist der Unterschied betr. Funktionsweise CAN-B und CAN-C?

  • CAN-C, Motor:
    • Sicherheitsrelevant
    • Hat der Bus einen Fehler, stellt der Bus ab
    • Abschlusswiderstände vorhanden
  • CAN-B, Komfort:
    • Nicht Sicherheitsrelevant
    • Wenn eine Leitung einen Fehler hat, läuft der Bus auf einem Leiter weiter
    • Ausser bei Verbindung der beiden Leitungen

Was ist der Unterschied zum CAN-Bus im Nutzfahrzeug?

  • Vorteile eines standardisierten, höheren Protokolls Hersteller von Komponenten müssen nur ein Protokoll implementieren.
  •  Hersteller von Nutzfahrzeugen können auf Komponenten verschiedener Zulieferer zurückgreifen.
  • SAE J1939 • SAE CAN Class C • CAN-High-Speed • Format 2.0B (29 Bit-Identifier) • Kurzschlussschutz • bis 250 kBit/s

Welche PINS an der OBD-Dose sind relevant bei keiner Kommunikation mit Laptop?

  • Pin 4: Masse
  • Pin 16: Plus
  • PIN 6: CAN High
  • PIN 14: CAN-Low

Was sind die Aufgaben des Gateways? 

  • Koppelung der verschiedenen Bus-Systeme
  • Spezielle Aufgaben des Gateways: 
    • Sleep-, Wake-up-Modus
    • Masterfunktion CAN Antrieb-Nachlauf
    • Synchronisation der Bussysteme bei den Sleep- und Wake-Funktionen.
    • Diagnose
    • zentrale Überwachung der diagnosefähigen Steuergeräte auf Kommunikation
    • Vergleich von Soll- und Ist Verbau der Steuergeräte (Codierung)
    • Unterstützung der Online-Gateway-Codier Hilfe im Feld
    • zentrale Sammelstelle der Kundendienstfehler
    • Master über Diagnosefehler, Überwachung von Umgebungsdaten wie die Fehlerzähler, Datum, Uhrzeit (der vorkommenden Fehler)

Wie nennt man die Kommunikationart im CAN-Bus? 

Multi-Master-System

Was ist eine Teilnehmerorientierte Botschaft? 

  • STG 1 schickt die Botschaft auf den CAN-Bus
  • Sämtliche Bus-STG lesen die Botschaft
  • Nur das angesprochene STG reagiert jedoch und meldet zurück.
  • STG 1 schickt die Botschaft solange, bis die Rückmeldung erfolgt ist

Was ist eine Ereignisorientierte Botschaft?

  • STG 1 legt die Botschaft auf den Bus
  • Jedes STG, dass die Botschaft benötigt, kann diese Aufnehmen oder nicht.

Erkläre den Aufbau eines Bus-Protokolls einfach.

  • Man kann es sich vorstellen wie das Verschicken eines Briefes: 
    • Adresse
    • Priorität
    • Inhalt der Botschaft
    • Absender
    • Quittierung des Empfängers

 

Wie ist der Aufbau eines Standard Daten-Telegrams?

Welche Messung macht das Steuergerät bei einem CAN-Bus? 

  • Es misst lediglich die Spannung zwischen CAN-High zu CAN-Low

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