Quizás haya oído hablar de J1939, las ECU y los protocolos de bus CAN, pero ¿qué significan exactamente todas estas siglas y cómo se relacionan entre sí?
En resumen, estos dispositivos conforman la infraestructura de hardware que determina cómo se comunican los componentes electrónicos en su vehículo. El uso de protocolos definidos estandariza la forma en que los dispositivos se comunican entre sí dentro de los vehículos pesados, lo que permite la interoperabilidad entre fabricantes y agiliza el mantenimiento de la flota.
En este artículo, aprenderá cómo funciona J1939, cómo se relaciona con el protocolo de bus CAN, las características del conector J1939 y cómo CalAmp iOn complementa a J1939.
¿Qué es el protocolo J1939?
El protocolo J1939 es un conjunto de estándares creados por la Sociedad de Ingenieros Automotrices (SAE) para definir cómo las Unidades de Control Electrónico (ECU) transmiten datos a través del protocolo de bus CAN (Controller Area Network). Este estándar se aplica a vehículos pesados como camiones, autobuses, tractores y maquinaria industrial.
La norma J1939 establece un proceso estándar para la transmisión de datos entre las ECU y otros sistemas electrónicos que recopilan, procesan y comparten datos de diagnóstico a bordo, como sensores y dispositivos del Sistema de Posicionamiento Global (GPS). El uso de protocolos estandarizados ofrece numerosas ventajas, la primera de las cuales es la creación de un lenguaje universal compartido para la interacción entre dispositivos.
Esto permite equipar vehículos pesados con dispositivos de diferentes fabricantes sin preocuparse de que estos dispositivos sean incompatibles.
¿Qué es una ECU?
Una ECU es un microcontrolador que opera las diversas funciones electrónicas de un vehículo. Estas funciones pueden incluir funciones sencillas como el manejo de las ventanillas eléctricas y el aire acondicionado, así como funciones avanzadas como el Sistema de Frenos Antibloqueo (ABS), que se activa al frenar bruscamente o al frenar sobre superficies resbaladizas para evitar que los neumáticos se bloqueen y provoquen la pérdida de control del vehículo.
¿Qué es el protocolo bus CAN?
El protocolo CAN-Bus es un método popular y ampliamente utilizado para la transmisión de datos en vehículos. Sirve como la "vía de comunicación" mediante la cual las ECU transmiten datos entre dispositivos. El protocolo consiste en un conjunto de dos cables eléctricos separados, denominados CAN_Low y CAN_High, que facilitan la transferencia de datos entre ECU y otros dispositivos.
¿Cómo funciona J1939?
Para permitir que las ECU compartan datos sin problemas independientemente de la marca o el modelo, el protocolo J1939 impone un enfoque uniforme para los estándares de comunicación, incluido el formato del mensaje, el direccionamiento, los grupos de parámetros, la priorización, etc.
Por ejemplo, cada mensaje enviado desde una ECU debe utilizar un formato predefinido que incluye:
- Prioridad (PDU1 o PDU2)
- Número de grupo de parámetros (PGN)
- Dirección de origen (SA)
- Dirección de destino (DA)
- Código de longitud de datos (DLC)
- Bytes de datos (hasta 8 bytes): J1939 define grupos de parámetros únicos (PG) para representar tipos específicos de información, como la velocidad del motor, la velocidad del vehículo, el nivel de combustible, etc. Cada PG está asociado a un PGN único, lo que permite a las ECU comprender el contenido del mensaje basándose en su PGN.
Identificadores CAN, explicados
Los identificadores CAN son códigos únicos asignados a cada mensaje transmitido en un bus CAN. Estos códigos sirven como direcciones que ayudan a determinar la prioridad, el origen y el destino del mensaje dentro de la red, lo que permite a los dispositivos en el bus CAN comprender qué mensajes les corresponden y su importancia.
En términos técnicos, el protocolo TJ1939 suele operar a una velocidad de datos de 250 kbps o 500 kbps. Cuanto mayor sea la velocidad de transferencia, más rápido se transferirán los datos de un dispositivo a otro.
Los identificadores CAN vienen en diferentes tamaños. Los de 29 bits se usan comúnmente en vehículos pesados, mientras que los de 11 bits se usan comúnmente en vehículos de consumo. La versión de 29 bits es un formato de mensaje extendido, diseñado para almacenar más información que la de 11 bits.
Esto es necesario porque los vehículos pesados están equipados con más unidades de control electrónico (ECU) y procesan un mayor volumen de datos que los vehículos de consumo. Por lo tanto, necesitan un sistema que pueda gestionar el mayor flujo de mensajes de difusión.
¿Qué tipo de información contiene un mensaje identificador CAN de 29 bits? El mensaje CAN de 29 bits contiene prácticamente la misma información que un CAN estándar (como la prioridad y la dirección de origen), además de algunas adiciones importantes.
La diferencia clave radica en el uso de un identificador extendido de 18 bits. Un mayor espacio de direcciones permite un mayor número de identificadores únicos en el sistema, lo cual es necesario en redes grandes debido a la gran cantidad de dispositivos y tipos de mensajes que deben direccionarse.
El uso de identificadores más largos permite una especificidad y priorización adecuadas de los mensajes en sistemas complejos. Esto permite a los propietarios de flotas priorizar los códigos de avería entrantes del vehículo según su gravedad y urgencia.
Número de grupo de parámetros (PGN) y número de parámetro sospechoso (SPN)
El término PGN significa Número de Grupo de Parámetros y el término SPN significa Número de Parámetro Sospechoso. Ambos son clave para comprender la información contenida en los paquetes J1939 (lotes de mensajes autocontenidos).
Un paquete J1939 típico contiene un identificador de 29 bits, donde cada grupo de bits representa información vital relacionada con el paquete. Por ejemplo, los primeros 3 bits de un paquete J1939 determinan la prioridad del mensaje, lo que ayuda a los propietarios de flotas a priorizar los mensajes de diagnóstico que reciben.
En este sentido, un PGN es un identificador único que permite a los propietarios de flotas determinar, de forma rápida y sencilla, qué componente del vehículo necesita atención, incluyendo no sólo la categoría del componente (por ejemplo, la temperatura del motor) sino también las subcategorías (por ejemplo, la temperatura del aceite o del refrigerante).
Al inicio de un DTC se encuentra el SPN, un número que identifica el sistema que presenta el problema. A este le sigue otro número llamado Identificador de Modo de Fallo (FMI), que describe detalladamente la naturaleza exacta de la falla. Juntos, estos dos campos conforman un DTC. Otro campo importante es la Dirección de Origen, que identifica el origen del mensaje.
¿Cómo se relaciona J1939 con el protocolo de bus CAN?
El protocolo SAE J1939 es un conjunto de estándares que define cómo las unidades de control electrónico (ECU) intercambian datos en vehículos pesados. Este flujo de información se produce mediante el protocolo de bus CAN, que consta de una capa física y una capa de enlace de datos. La capa física está formada por pares de cables trenzados apantallados distribuidos por todo el vehículo, conectados a cada ECU. La segunda capa, la de enlace de datos, facilita la transmisión y recepción de datos entre los nodos.
En pocas palabras, J1939 es el “lenguaje” que utilizan las ECU para comunicarse entre sí, y el bus CAN es la “autopista de comunicación” que utiliza J1939 para transmitir su mensaje.
Sin J1939, las ECU no pueden comunicarse entre sí, y sin el bus CAN, no hay forma de que las ECU establezcan una conexión. Cada componente depende del otro para realizar su función.
¿Por qué es importante el J1939 en la gestión de flotas?
El protocolo J1939 es vital para la gestión de flotas, ya que permite que los dispositivos telemáticos de flotas recopilen, procesen y distribuyan fácilmente datos de la ECU (y otros diagnósticos a bordo) a los puntos finales pertinentes. Esto permite a proveedores de telemática como CalAmp desarrollar herramientas de hardware y software para utilizar estos datos, proporcionando información valiosa a los responsables de la toma de decisiones, como propietarios de flotas, responsables de mantenimiento y conductores.
Soluciones como CalAmp iOn permiten a los usuarios consolidar todos sus datos de ECU y otros datos telemáticos en una plataforma unificada. Independientemente del tipo de ECU de su flota, CalAmp iOn puede recopilar todos estos datos y presentárselos en una interfaz gráfica intuitiva y fácil de leer. CalAmp iOn es compatible con cualquier dispositivo móvil o de escritorio con conexión a internet.
A través de una sola plataforma, puede mantener una visibilidad integral de su flota, lo que le permite automatizar la programación de mantenimiento, supervisar y abordar las preocupaciones sobre seguridad y rendimiento de los conductores, optimizar el cumplimiento normativo con guías paso a paso y mejorar la eficiencia operativa. Esto le ayuda a reducir las averías no programadas, los costes de mantenimiento, las entregas más rápidas y una mayor eficiencia operativa.
¿Cuáles son las características del conector J1939?
El conector J1939 es un conector estandarizado de 9 pines adecuado para su uso en cualquier vehículo pesado que funcione en la red J1939.
Cada pin del conector J1939 tiene asignada una función específica. A continuación, se muestra un desglose completo de los pines de un conector J1939 típico:
- A – Tierra eléctrica
- B – Alimentación a la batería
- C – Lata 1 H (CAN_Alta)
- D – Lata de 1 L (CAN_Low)
- E – Blindaje CAN (para evitar ruido eléctrico)
- F – J1708 (+) / CAN 2 H (para garantizar la compatibilidad con el antiguo estándar J1708)
- G – J1708 (-) / CAN 2 L (para garantizar la compatibilidad con el antiguo estándar J1708)
- H – Específico del OEM (o CAN 2+)
- J – Específico del OEM (o CAN 2-)
Tipos de conectores J1939
Actualmente se utilizan dos tipos de conectores J1939: el primero es un conector negro de 9 pines (Tipo 1), que se encuentra en vehículos pesados anteriores a 2016, mientras que el segundo es un conector verde más nuevo de 9 pines (Tipo 2), que se encuentra en vehículos pesados fabricados a partir de 2016.
El conector verde de 9 pines más nuevo admite velocidades de transferencia de datos de hasta 500 kbps, mientras que el conector negro de 9 pines más antiguo solo admite hasta 250 kbps.
El color verde permite a los propietarios de flotas determinar rápidamente si sus herramientas son compatibles. Esto ayuda a evitar que los usuarios conecten accidentalmente herramientas antiguas a pines incompatibles, lo que podría dañar sus herramientas, camiones o ambos.
El uso de las conexiones correctas es increíblemente importante para los propietarios de flotas, ya que cada enlace de datos debe transmitir a la misma velocidad de transferencia; de lo contrario, todo el enlace de datos podría fallar.
¿Cómo funciona CalAmp iOn con J1939?
Existen muchas maneras en que el CalAmp iOn complementa el protocolo J1939. Una de las más importantes es que el CalAmp iOn puede ayudar a los propietarios de flotas a interpretar los códigos de diagnóstico de fallas (DTC).
Interpretar rápidamente los DTC
Los DTC son códigos únicos diseñados para ayudar a los propietarios de flotas a identificar y diagnosticar el origen de una avería en el vehículo. En un DTC, cada carácter del código tiene un significado específico. Un ejemplo de esto se puede ver en el primer carácter de un DTC, que puede ser una de cuatro letras:
- 'P' se refiere al sistema de propulsión
- 'C' se refiere al chasis
- 'B' se refiere al cuerpo
- 'U' se refiere a las computadoras de a bordo
El resto de este DTC de ejemplo incluiría más números y letras. Cada uno de estos caracteres tendría su propio significado. Una vez combinados, un código DTC completo puede proporcionar un resumen detallado de la naturaleza exacta de una avería del vehículo.
Con un dispositivo telemático conectado al puerto J1939 de su flota y a la computación perimetral , el CalAmp iOn puede enviar una alerta a los propietarios de la flota cuando el vehículo activa un código de diagnóstico de avería (DTC). La alerta incluirá el DTC y una descripción detallada del evento que lo provocó. Con esta información, los propietarios de la flota pueden notificar al conductor e indicarle qué hacer a continuación, como detenerse para esperar asistencia en carretera o acudir al taller más cercano para realizar las reparaciones.
Automatizar el mantenimiento de la flota
El mantenimiento rutinario es esencial para que su flota sea segura, cumpla con los estándares de la industria y tenga un buen rendimiento. Sin embargo, la programación manual de la flota puede consumir mucho tiempo y olvidarse fácilmente, lo que resulta en retrasos en el servicio y un mayor riesgo de averías en los vehículos.
Con un dispositivo telemático para flotas conectado al puerto J1939, CalAmp Predictive Maintenance, un proveedor de soluciones de diagnóstico y reparación para vehículos comerciales con tecnología Noregon, puede proporcionar información basada en datos que ayuda a automatizar el mantenimiento de la flota.
Con CalAmp Predictive Maintenance, los propietarios de flotas pueden identificar rápidamente las fallas del vehículo (con DTC fáciles de interpretar) y responder con rapidez para evitar que se agraven. La solución también ayuda a optimizar el mantenimiento de la flota al proporcionar recordatorios de servicio automatizados y oportunos, avisos de servicio vencido y registros completos de mantenimiento. Los registros ofrecen un desglose detallado del historial de servicio de cada vehículo, incluyendo el tipo de servicio realizado y el costo de cada cita.
Crear informes DTC personalizados
Poder interpretar un DTC es una forma eficaz de identificar y diagnosticar posibles fallos del vehículo en tiempo real. Sin embargo, para que los responsables de mantenimiento mantengan una visibilidad completa de su flota, necesitan informes más detallados.
Aquí es donde CalAmp iOn puede ayudar. Al generar informes DTC personalizados y a demanda, los responsables de mantenimiento pueden obtener una visión general precisa y detallada del estado actual de cada vehículo de su flota.
A partir de ahí, los gerentes de mantenimiento pueden usar esta información para identificar tendencias, en particular dónde ciertas piezas podrían fallar antes de lo previsto. Luego, pueden programar reparaciones para abordar incluso problemas menores, antes de que se conviertan en problemas más graves y complejos.
J1939 y CalAmp
El protocolo J1939 facilita a los propietarios de flotas la monitorización de sus vehículos en tiempo real y el diagnóstico remoto de averías mecánicas. Esto, a su vez, puede ayudarles a realizar mantenimiento preventivo y a prolongar la vida útil de su flota.
Esto es aún más fácil con CalAmp iOn, una solución en la nube que consolida todos los datos de su flota, incluyendo los datos de su remolque y carga, en un panel de control intuitivo. Como resultado, disfrutará de una mejor visibilidad de su flota y tiempos de respuesta más cortos ante problemas críticos.
Para obtener más información sobre nuestro sistema de telemática para flotas , contáctenos hoy mismo para solicitar una demostración.