¿Cómo funciona el protocolo de comunicación CAN bus en automoción?

En la década de los 80, la alemana Bosch creó el sistema CAN bus para coches, del que Intel y Philips fueron los primeros fabricantes. Este sistema, basado en la interacción de elementos electrónicos como cables y circuitos, permite la transferencia de información entre distintos componentes de un mismo hardware. En una nueva entrada de su blog Ruta 401 para profesionales del taller, LOCTITE comparte todo lo que conviene saber sobre este protocolo de comunicación estandarizado a nivel mundial: sus componentes, ventajas y fallos principales.

¿Qué permite el CAN bus?

El sistema CAN bus (Controller Area Network) permite a distintos dispositivos del vehículo poder intercambiar información entre ellos. Por ejemplo, permite que los sensores de lluvia se comuniquen con los del limpiaparabrisas para activarlos, y estos a su vez con los sensores de los frenos para reducir la velocidad mientras se retira el agua del parabrisas. En este sentido, los avances de la conducción autónoma ya requieren y seguirán requiriendo del protocolo CAN para coordinar las infinitas funcionalidades que los coches más modernos vayan incorporando: geolocalización, alertas al conductor, sensores, radares, etc.

Conviene destacar que, al tener cada subsistema del coche su propia ECU (unidad de control electrónico), no es necesario disponer de un ordenador matriz (host) para hacer trabajar este sistema.

Características

• La información transmitida dentro del sistema se encuentra en código binario.
• El protocolo CAN descompone la información en mensajes, los cuales se identifican y encapsulan por separado para ser enviados por tramos.
• Es bidireccional (cada dispositivo es emisor y receptor de datos).
• Eliminar uno o más nodos no afecta al sistema CAN, ya que el resto siguen interconectados.
• Los mensajes se transmiten por orden de prioridad, siendo por ejemplo lo relacionado con el sistema ABS más importante que lo relacionado con el cambio automático.

Componentes

• Cable CAN bus de datos: Canal por donde fluye la información, compuesto por dos tipos de cables entrelazados (cable CAN-High, o H; y cable CAN-Low, o L).
• Elementos finales del bus de datos: Son las resistencias que se encuentran en los extremos de los cables H y L.
• Controlador CAN: Se encarga de acondicionar la información que se envía y se recibe entre la ECU y el transmisor-receptor.
• Transceptor CAN: Elemento que recibe y transmite la información.

Todos los elementos se encuentran alojados en las ECU, a excepción del cable bus de datos. Además, conviene destacar que el modelo tipo “gran canal” del cable de datos reemplaza a los modelos tradicionales de comunicación electrónica en automoción, los cuales utilizan una cantidad desmesurada de cables. Con el CAN bus, los sistemas del coche son más fácil de configurar, diagnosticar y reparar.

Fallos del sistema

El CAN es uno de los cinco protocolos incluidos en el estándar OBD-II para el diagnóstico de vehículos. Sin embargo, el escáner OBD-II solo es capaz de identificar problemas básicos, no los fallos más complejos del sistema. Para diagnosticarlo es necesario utilizar un osciloscopio, herramienta que permite conocer la señal de las ondas de la línea CAN Bus, pues en esta transita información digital en código binario, por lo que no solo se debe medir el voltaje.

Así, las principales fallas del sistema CAN bus según el estándar ISO 11898, que es la norma que lo regula desde 1993, son las siguientes:

• CAN_H o CAN_L interrumpido.
• CAN_H o CAN_L en cortocircuito al voltaje de la batería.
• CAN_H o CAN_L en cortocircuito a tierra.
• CAN_H y CAN_L interrumpidos en la misma ubicación.
• CAN_L en corto a cable CAN_H.
• Pérdida de conexión a la red de terminación.