A multiplexagem é um sistema de controlo e comunicação de dados que permite simplificação das ligações eléctricas por cabo. Com a multiplexagem podem ser substituídos centenas de metros de fios, com as vantagens de diminuir os custos de material e montagem, bem como de aumentar a fiabilidade dos sistemas convencionais, uma vez que se diminui o número de pontos de massa e a possibilidade de quebra de fios.
Outra vantagem é a diminuição do peso dos veículos, factor este que influência o consumo de combustível. Estima-se que o peso da cablagem pode atingir cerca de 40 kg e estende-se por mais de 3 km.
O sistema de multiplexagem mais utilizado actualmente é um sistema simples aplicado por exemplo para o controlo das ópticas traseiras, dos motores eléctricos dos vidros e do limpa vidros traseiro.
Como se sabe, num sistema eléctrico convencional, cada órgão necessita de um fio de alimenta- ção, sendo a sua activação feita através de um relé que abre e fecha o circuito.
Isto implica a existência de dezenas de fios de alimentação. Na multiplexagem é utilizado apenas um fio de alimentação de corrente dos órgãos receptores (ópticas, motores eléctricos, etc.), outro para o envio do sinal de controlo e outro para a sincronização dos impulsos eléctricos das unida- des emissoras e receptoras. Um quarto fio condutor pode ser utilizado para a confirmação da chegada dos dados.
A multiplexagem utiliza como base de controlo séries de impulsos de tensão com intervalos de tempo específicos.
Os seus principais componentes são o multiplexer, que é a unidade emissora de dados e recebe ordens directas do condutor (por exemplo para acender as luzes de presença traseiras ou as luzes de stop), e o demultiplexer, que é a unidade que recebe os dados e, em função destes, liga ou desliga os vários componentes que comanda. O envio de dados de uma unidade para outra é feita apenas por um fio, independentemente do número de órgãos a controlar.
As duas unidades (multiplexer e demultiplexer) emitem impulsos digitais sincronizados. Por exemplo demonstrado nas figuras seguintes, existem oito órgãos independentes que são contro- lados por este sistema. Assim, existirão oito impulsos, um para cada órgão, emitidos sincroniza- damente pelas duas unidades.
Quando forem accionados um ou mais interruptores de comando, por exemplo as luzes de presen- ça traseiras e o limpa vidros traseiro, os impulsos do multiplexer referentes ao comando desses órgãos serão enviados pelo fio transmissor de dados ao demultiplexer.
A sincronização dos sinais emitidos pelas duas unidades provoca a abertura de uma porta lógica AND que, por seu turno, dá sinal a um FET (transístor de efeito de campo) que fecha o circuito de alimentação dos órgãos em causa (fig. 2.3).
Fig.2.1 – Sinal do gerador de impulsos
Fig.2.2 – Sinal de multiplexagem simples – Indica o sinal de ligar luzes de presença e o limpa vidros traseiros
Em seguida é apresentado um esquema onde se pode ver o multiplexer dianteiro com os interrup- tores de comando e o desmultiplexer traseiro ligado ao sistema de alimentação dos aparelhos.
Para controlar o motor e outros sistemas mais complexos, tais como a caixa de velocidades auto- mática, a direcção assistida ou o ABS, são utilizados outros sistemas de multiplexagem mais ela- borados.
Afim de codificar as informações que circulam na rede de dados do automóvel a maioria dos construtores europeus adoptaram um sistema designado CAN (Controller Area Network), embora até à data ainda não seja comercializado um veículo totalmente multiplexado.
Este sistema foi desenvolvido pela empresa Robert Bosch Gmbh e utilizado num automóvel pela primeira vez em 1992 pela Mercedes-Benz para a comunicação a alta velocidade entre a caixa automática, o módulo electrónico do motor e o painel de instrumentos.
No sistema CAN podem-se ligar vários sistemas, com os seus componentes e respectivas unida- des de controlo, a uma só linha de BUS, ou seja, uma linha de transmissão de dados.
Ao contrário do que se passa no sistema simples descrito anteriormente, não existe sincronismo entre as várias unidades de controlo, ou estações, permitindo a possibilidade de comunicação entre órgão e unidades de controlo de sistemas distintos. No entanto, as estações receptoras acertam os seus relógios internos com as respectivas estações emissoras assim que começa a transmissão de dados.
A comunicação entre uma determinada unidade de controlo e um sensor ou actuador é feita atra- vés de uma série de impulsos electrónicos digitais.
A essa série de impulsos dá-se o nome de trama de dados. Para que esses sinais sejam transmi- tidos entre os componentes correctos, a trama de dados é composta por vários campos de infor- mação bem definidos.
O primeiro campo, designado SOF ( “Start of Frame” - Começo da trama), indica o começo da transmissão de uma trama de dados.
O segundo campo é o código da unidade desmultiplexer a que se destina a informação, sendo designado por campo de arbitração.
Em seguida existe o campo de controlo, que define a quantidade de dados que são transmitidos pela trama.
A informação propriamente dita, ou seja, os dados que se querem transmitir (por exemplo, informa- ção da temperatura da água do motor, etc.), estão contidos no campo de dados. Este campo pode ser constituído por ‘ a 8 conjuntos de 8 bits cada, permitindo uma quantidade de informação eleva- da.
A trama de dados conta ainda com um campo para a verificação da integridade dos dados transmi- tidos - Campo CRC ( “Cyclic Redundancy Code” – Código cíclico de redundância ).
Este campo permite ao receptor concluir da veracidade e integridade dos dados recebidos.
Para tal, o receptor usa um algoritmo que, entrando com os dados do campo CRC, lhe fornece um resultado que tem de ser igual à informação enviada no campo de dados.
Em seguida é enviado um campo de 2 bits (campo Ack – “Acknowledgement” – reconhecimento) que permite o diagnóstico de erros ou avarias, por parte de todas as unidades receptoras, na transmissão dos dados.
Deste modo, a unidade emissora pode concluir se o sistema está a funcionar correctamente. Por fim é enviada uma sequência de 7 bits iguais que determina o fim da comunicação e informa todas unidades emissoras que a linha de BUS se encontra livre.
Com este procedimento garante-se que em cada instante não existe mistura de dados das várias unidades emissoras. No entanto, é de referir que a velocidade de comunicação é de tal ordem ele- vada, cerca de 1Mbits/s (1 Mega Bits por segundo), que se pode considerar que a transmissão de dados se faz em tempo real.
O fabrico em série e comercialização de veículos totalmente multiplexados acontecerá num futuro próximo, uma vez que a complexidade dos vários sistemas de gestão electrónica actuais obriga à instalação de cabelagens extensas. É de notar que uma grande parte dos problemas eléctricos num automóvel se devem a maus contactos nas múltiplas fichas de ligação e à quebra de fios devido aos esforços mecânicos a que estão sujeitos.
É de prever que, uma vez ultrapassados os problemas de avarias “infantis”, ou seja, as avarias ine- rentes a um sistema novo, a fiabilidade do sistema eléctrico do automóvel aumente bastante com a introdução da multiplexagem total.
BIBLIOGRAFIA
CASTRO, Miguel de – Manual do Alternador, Bateria e Motor de Arranque, Plátano Editora.
DUMANZEAU, G.; RODES, D. – CIRCUIT DE DEMARRAGE tests, contrôles, diag- nostic, localisation de la panne, E.T.A.I.
HUBERT, Guy – Cahier Technique Automobile, Electricité, Batterie, Alternateur, Démarreur Tome2, E.T.A.I.
PÓS-TESTE
1 – Como é que se classifica circuito de ligação da bobina de chamada do motor de arranque?
a) Circuito de comando...
b) Circuito de potência...
c) Circuito de iluminação.. ...
d) Circuito de ignição...
2 – O circuito eléctrico que liga directamente a bateria ao motor de arranque? a) Circuito de comando. b) Circuito de potência. c) Circuito de iluminação d) Circuito de ignição. 3– O que é que contempla o esquema eléctrico do sistema de carga e arranque? a) Ligações, bateria, distribuidor, U.E.C comando e potência de injecção . ...
b) Ligações, luzes principais, luzes auxiliares, comandos e relés ...
c) Ligações, bateria, motor de arranque, alternador, relés e comandos . d) Nenhuma das anteriores. ...
4 – O que é que contempla o esquema eléctrico de pontos de massa?
a) Ligações, bateria, distribuidor, U.E.C comando e potência de injecção. ...
b) Ligações, Luzes principais, luzes auxiliares, comandos e relés...
c) Ligações, bateria, motor de arranque, alternador, relés e comandos. ...
d) Nenhuma das anteriores. ...
5 – O que contempla o esquema eléctrico do sistema de gestão de motor? a) Ligações, bateria, distribuidor, U.E.C, comando e potência de injecção. ...
b) Ligações, Luzes principais,luzes auxiliares, comandos e relés...
c) Ligações, bateria, motor de arranque, alternador, relés e comandos. ...
d) Rectificar e auto-alimentar a bobina de excitação do alternador...
6 – Num esquema eléctrico aparece um condutor com a marca M16 20BK. Qual a cor deste fio condutor? a) Marrom ou castanho ...
b) Verde claro. c) Roxo. ...
7 – Num esquema eléctrico aparece um condutor com a referência L8 18P
a) Marrom ou castanho ...
b) Verde claro. ...
c) Roxo...
d) Preto . 8 – Num esquema eléctrico X21 18 P, qual o significado da referência X21? a) Cor do fio ...
b) Cor do contacto ...
c) Numero de contacto bem como todos os condutores que estiverem ligados...
d) Nenhuma das anteriores. ...
9 – Os manuais de reparação dividem-se do seguinte modo: a) Somente manuais de oficina . ...
b) Somente manuais de reparação .
c) Manuais de oficina, reparação, circuitos eléctricos, reparação de carroçarias d) Nenhuma das anteriores.
10 – Qual a principal vantagem da multiplexagem?
a) Diminuição considerável do número de cabos da instalação eléctrica...
b) Redução de avarias no sistema eléctrico. ...
c) Redução de fusíveis na instalação eléctrica. ...