Você já deve ter ouvido falar de J1939, ECUs e protocolos de barramento CAN, mas o que exatamente todas essas siglas significam e como elas se relacionam entre si?
Em resumo, esses dispositivos compõem a infraestrutura de hardware que determina como os componentes eletrônicos se comunicam em todo o seu veículo. O uso de protocolos definidos padroniza como os dispositivos “conversam” com outros dispositivos dentro de veículos pesados, o que permite a interoperabilidade do fabricante e a manutenção simplificada da frota.
Neste artigo, você aprenderá como o J1939 funciona, como ele se relaciona com o protocolo de barramento CAN, as características do conector J1939 e como o CalAmp iOn complementa o J1939.
O que é o protocolo J1939?
O protocolo J1939 é um conjunto de normas criado pela Sociedade de Engenheiros Automotivos (SAE) para definir como as Unidades de Controle Eletrônico (ECUs) transmitem dados através do protocolo de barramento da Rede de Área do Controlador (CAN). A norma aplica-se a veículos pesados, como caminhões, ônibus, tratores e máquinas industriais.
O J1939 estabelece um processo padrão para como as ECUs devem transmitir dados para outras ECUs e outros sistemas eletrônicos que coletam, processam e compartilham dados de diagnóstico de bordo, como sensores e dispositivos de Sistema de Posicionamento Global (GPS). O uso de protocolos padronizados tem muitos benefícios, o primeiro dos quais é criar uma “linguagem” compartilhada universal para os dispositivos interagirem.
Isso permite que veículos pesados sejam equipados com dispositivos de diferentes fabricantes sem a preocupação de que esses dispositivos sejam incompatíveis.
O que é uma ECU?
Uma ECU é um microcontrolador que opera as várias funções eletrônicas dentro de um veículo. Tais funções podem incluir coisas simples como operar os vidros elétricos e o ar condicionado, bem como funções avançadas como o Sistema de Frenagem Antibloqueio (ABS), que é acionado ao frear bruscamente ou ao frear em superfícies escorregadias para evitar que os pneus travem e façam com que o veículo perca o controle.
O que é o protocolo de barramento CAN?
O protocolo de barramento CAN é um método popular e amplamente usado de transmissão de dados em veículos. Ele serve como a “rodovia de comunicação” com a qual as ECUs transmitem dados de um dispositivo para outro. O protocolo em si é um conjunto de dois fios elétricos separados, chamados de CAN_Low e CAN_High, que facilitam a transferência de dados entre ECUs e entre outros dispositivos.
Como funciona o J1939?
Para permitir que as ECUs compartilhem dados perfeitamente, independentemente da marca ou modelo, o protocolo J1939 impõe uma abordagem uniforme aos padrões de comunicação, incluindo formato de mensagem, endereçamento, grupos de parâmetros, priorização e assim por diante.
Por exemplo, cada mensagem enviada de uma ECU deve usar um formato predefinido que inclui:
- Prioridade (PDU1 ou PDU2)
- Número do Grupo de Parâmetros (PGN)
- Endereço de origem (SA)
- Endereço de destino (DA)
- Código de comprimento de dados (DLC)
- Bytes de dados (até 8 bytes) O J1939 define grupos de parâmetros exclusivos (PGs) para representar tipos específicos de informações, como velocidade do motor, velocidade do veículo, nível de combustível e muito mais. Cada PG é associado a um PGN exclusivo, permitindo que as ECUs entendam o conteúdo da mensagem com base em seu PGN.
Identificadores CAN, explicados
Os identificadores CAN são códigos exclusivos atribuídos a cada mensagem transmitida em um barramento CAN. Esses códigos servem como endereços que ajudam a determinar a prioridade, a origem e o destino da mensagem dentro da rede, permitindo que os dispositivos no barramento CAN entendam quais mensagens são destinadas a eles e quão importantes essas mensagens são.
Em termos técnicos, o protocolo TJ1939 normalmente opera a uma taxa de dados de 250 kbps ou 500 kbps. Quanto maior a taxa de transferência de dados, mais rápido os dados se movem de um dispositivo para outro.
Os identificadores CAN vêm em tamanhos diferentes. Os identificadores CAN de 29 bits são comumente usados em veículos pesados, enquanto os identificadores CAN de 11 bits são comumente usados em veículos de consumo. A versão de 29 bits é um formato de mensagem estendido projetado para armazenar mais informações do que uma versão de 11 bits.
Isso é necessário porque veículos pesados são equipados com mais ECUs e processam um volume maior de dados do que veículos de consumo. Portanto, eles precisam de um sistema que possa lidar com o maior fluxo de mensagens de transmissão.
Que tipo de informação há em uma mensagem de identificador CAN de 29 bits? A mensagem CAN de 29 bits contém muitas das mesmas informações de um CAN padrão (como prioridade e endereço de origem), bem como algumas adições importantes.
A principal diferença é o uso de um identificador estendido de 18 bits. Mais espaço de endereço permite um número maior de identificadores exclusivos no sistema, o que é necessário em grandes redes porque há muitos dispositivos e tipos de mensagens diferentes que precisam ser endereçados.
Usar identificadores mais longos permite especificidade e priorização adequadas de mensagens em sistemas complexos. Isso permite que os proprietários de frotas priorizem códigos de falha de veículos recebidos com base em sua gravidade e urgência.
Número do grupo de parâmetros (PGN) e número do parâmetro suspeito (SPN)
O termo PGN significa Parameter Group Number, e o termo SPN significa Suspect Parameter Number. Ambos são essenciais para entender as informações contidas em pacotes J1939 – lotes autocontidos de mensagens.
Um pacote J1939 típico contém um identificador de 29 bits, onde cada grupo de bits representa uma informação vital relacionada ao pacote. Por exemplo, os primeiros 3 bits de um pacote J1939 determinam sua prioridade de mensagem, o que ajuda os proprietários de frotas a priorizar as mensagens de diagnóstico que recebem.
Nesse sentido, um PGN é um identificador exclusivo, que permite aos proprietários de frotas determinar – de forma rápida e fácil – qual componente do veículo precisa de atenção, incluindo não apenas a categoria do componente (por exemplo, temperatura do motor), mas também as subcategorias (por exemplo, temperatura do óleo ou do líquido de arrefecimento).
No início de um DTC está o SPN, um número que identifica o sistema que está com problemas. Isso é seguido por outro número chamado Failure Mode Identifier (FMI), que descreve em detalhes a natureza exata da falha. Juntos, esses dois campos formam um DTC. Outro campo importante é o Source Address, que identifica a origem da mensagem.
Como o J1939 se relaciona com o protocolo de barramento CAN?
O protocolo SAE J1939 é um conjunto de normas que define como as ECUs (Unidades de Controle Eletrônico) trocam dados em veículos pesados. Esse fluxo de informações ocorre por meio do protocolo CAN bus, que consiste em uma camada física e uma camada de enlace de dados. A camada física é composta por pares de fios trançados blindados distribuídos por todo o veículo, conectados a cada ECU. A segunda camada, a camada de enlace de dados, facilita a transmissão e a recepção de dados entre os nós.
Simplificando, J1939 é a “linguagem” que as ECUs usam para se comunicar entre si, e o barramento CAN é a “rodovia de comunicação” que J1939 usa para transmitir sua mensagem.
Sem o J1939, não há como as ECUs se comunicarem entre si, e sem o barramento CAN, não há meios para as ECUs estabelecerem uma conexão em primeiro lugar. Cada componente depende do outro para fazer seu trabalho.
Por que o J1939 é importante na gestão de frotas?
O protocolo J1939 é vital para o gerenciamento de frotas porque permite que dispositivos telemáticos de frotas coletem, processem e distribuam facilmente dados de ECU (e outros diagnósticos de bordo) para os endpoints relevantes. Isso permite que provedores de telemática como a CalAmp criem ferramentas baseadas em hardware e software para fazer uso desses dados, fornecendo insights valiosos para tomadores de decisão importantes, como proprietários de frotas, gerentes de manutenção e motoristas.
Soluções como o CalAmp iOn permitem que os usuários consolidem todos os seus dados de ECU e outros dados telemáticos em uma plataforma unificada. Independentemente do tipo de ECUs em sua frota, o CalAmp iOn pode coletar todos esses dados e apresentá-los a você em uma interface gráfica de usuário intuitiva e fácil de ler. O CalAmp iOn é compatível com qualquer desktop ou dispositivo móvel habilitado para internet.
Por meio de uma plataforma, você pode manter a visibilidade de ponta a ponta da frota, permitindo automatizar o agendamento de manutenção, monitorar e abordar preocupações com a segurança e o desempenho do motorista, simplificar a conformidade com guias passo a passo e melhorar a eficiência operacional. Isso ajuda você a obter menos quebras não programadas, custos de manutenção reduzidos, entregas mais rápidas e eficiência operacional aprimorada.
Quais são as características do conector J1939?
O conector J1939 é um conector padronizado de 9 pinos adequado para uso em qualquer veículo pesado que opere na rede J1939.
Cada pino no conector J1939 é atribuído a uma função específica. Abaixo está uma análise completa dos pinos em um conector J1939 típico:
- A – Aterramento elétrico
- B – Alimentação da bateria
- C – Pode 1 H (CAN_Alto)
- D – Lata 1 L (CAN_Low)
- E – blindagem CAN (para evitar ruído elétrico)
- F – J1708 (+) / CAN 2 H (para garantir compatibilidade com o antigo padrão J1708)
- G – J1708 (-) / CAN 2 L (para garantir compatibilidade com o antigo padrão J1708)
- H – OEM específico (ou CAN 2+)
- J – OEM específico (ou CAN 2-)
Tipos de conectores J1939
Existem dois tipos de conectores J1939 em uso atualmente: o primeiro é um conector preto de 9 pinos (Tipo 1), encontrado em veículos pesados fabricados antes de 2016, enquanto o segundo é um conector verde de 9 pinos (Tipo 2) mais recente, encontrado em veículos pesados fabricados a partir de 2016.
O novo conector verde de 9 pinos suporta velocidades de transferência de dados de até 500 kbps, enquanto o antigo conector preto de 9 pinos suporta apenas até 250 kbps.
A cor verde permite que os proprietários de frotas determinem rapidamente se suas ferramentas são compatíveis. Isso ajuda a evitar que os usuários conectem acidentalmente ferramentas mais antigas a pinos incompatíveis, potencialmente danificando suas ferramentas, caminhões ou ambos.
Usar as conexões certas é extremamente importante para proprietários de frotas, pois cada link de dados deve transmitir na mesma velocidade de transferência, caso contrário, todo o link de dados pode falhar.
Como o CalAmp iOn funciona com o J1939?
Existem muitas maneiras pelas quais o CalAmp iOn complementa o protocolo J1939. Uma das mais importantes é que o CalAmp iOn pode ajudar os gestores de frotas a interpretar os Códigos de Diagnóstico de Falhas (DTCs).
Interprete DTCs rapidamente
Os DTCs são códigos exclusivos projetados para ajudar os proprietários de frotas a identificar e diagnosticar a fonte de um mau funcionamento do veículo. Com um DTC, cada caractere no código tem um significado específico. Um exemplo disso pode ser visto no primeiro caractere de um DTC, do qual há uma de quatro letras possíveis:
- 'P' refere-se ao trem de força
- 'C' refere-se ao chassi
- 'B' refere-se ao corpo
- 'U' refere-se aos computadores de bordo
O restante deste exemplo de DTC incluiria mais números e letras. E cada um desses caracteres teria seus próprios significados também. Uma vez combinados, um código DTC completo pode fornecer um resumo detalhado da natureza exata de um mau funcionamento do veículo.
Com um dispositivo telemático conectado à porta J1939 da sua frota e computação de borda , o CalAmp iOn pode enviar um alerta aos proprietários da frota quando o veículo acionar um código de falha (DTC). O alerta incluirá o DTC e uma descrição detalhada do evento que o desencadeou. Usando essas informações, os proprietários da frota podem notificar o motorista e instruí-lo sobre o que fazer em seguida, como parar para aguardar assistência na estrada ou visitar a oficina mais próxima para reparos.
Automatize a manutenção da frota
A manutenção de rotina é essencial para manter sua frota segura para dirigir, em conformidade com os padrões da indústria e com bom desempenho. No entanto, o agendamento manual da frota pode ser demorado e facilmente esquecido, resultando em atrasos no serviço e maior risco de mau funcionamento do veículo.
Com um dispositivo de telemática de frota conectado à porta J1939, o CalAmp Predictive Maintenance — um provedor de soluções de diagnóstico e reparo para veículos comerciais com tecnologia Noregon — pode fornecer insights baseados em dados que ajudam a automatizar a manutenção da frota.
Usando o CalAmp Predictive Maintenance, os proprietários de frotas podem identificar rapidamente falhas no veículo (com DTCs fáceis de interpretar) e responder rapidamente para evitar a escalada. A solução também ajuda a otimizar a manutenção da frota, fornecendo lembretes de serviço automatizados e oportunos, avisos de serviço vencido e registros de manutenção abrangentes. Os registros fornecem uma análise detalhada do histórico de serviço para cada veículo, incluindo o tipo de serviço realizado e o custo de cada agendamento de serviço.
Crie relatórios DTC personalizados
Ser capaz de interpretar um DTC é uma maneira eficaz de identificar e diagnosticar potenciais falhas no veículo em tempo real. No entanto, para que os gerentes de manutenção mantenham visibilidade de ponta a ponta de sua frota, eles exigem relatórios mais detalhados.
É aqui que o CalAmp iOn pode ajudar. Ao conseguir gerar relatórios DTC personalizados sob demanda, os gerentes de manutenção podem obter uma visão geral precisa e detalhada do status atual de cada veículo em sua frota.
A partir daí, os gerentes de manutenção podem usar essas informações para identificar tendências, particularmente onde certas peças podem falhar antes do esperado. Então, eles podem programar reparos para resolver até mesmo pequenos problemas – antes que esses pequenos problemas se transformem em problemas maiores e mais complexos.
J1939 e CalAmp
O protocolo J1939 facilita para os proprietários de frotas monitorar seus veículos em tempo real e diagnosticar remotamente falhas mecânicas. Isso, por sua vez, pode ajudar você a realizar manutenção preventiva e estender a vida útil da sua frota.
Isso fica ainda mais fácil com o CalAmp iOn, uma solução baseada em nuvem que consolida todos os dados da sua frota, incluindo os dados do seu trailer e da carga, em um painel de fácil utilização. Como resultado, você desfrutará de melhor visibilidade da frota e tempos de resposta reduzidos para problemas críticos.
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