IntroduccinLas instalaciones elctricas de los automviles actuales se estn haciendo cada da ms complejas, debido al considerable incremento de los aparatos elctricos que se disponen, tanto para la seguridad de marcha del vehculo como para el confort de los pasajeros. Las unidades electrnicas de gestin del motor, los sistemas de frenado antibloqueo, las suspensiones pilotadas, los sistemas de climatizacin automticos, etc, requieren de un gran nmero de sensores ubicados en lugares muy distantes entre s, y que es preciso conectar a la unidad de control, lo cual supone incrementar notablemente el nmero de hilos conductores, resultando de ello que la instalacin elctrica se hace extremadamente compleja. Por otra parte, si los mazos de cables de esta instalacin atraviesan zonas mviles, como es el caso de la instalacin de puertas (espejos retrovisores con mando elctrico, elevalunas. cierres centralizados, etc.), la flexibilidad del cableado es escasa en las zonas de articulacin y surgen problemas de Habilidad y duracin. La idea de utilizar un solo cable para realizar varias funciones ha tomado forma en los ltimos aos y ya se estn aplicando en los automviles los circuitos multiplexado que, combinados con los sistemas clsicos, suponen una importante reduccin del cableado. El multiplexado utiliza una serie de cajetines electrnicos interconectados entre s, que enlazan los diferentes aparatos receptores con los rganos de mando y control de los mismos de forma electrnica, en lugar de hacerlo a la manera convencional, mediante la clsica instalacin elctrica, consiguindose con ello una notable simplicidad de la instalacin.

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Sistema Multiplexado

Qu es un sistema multiplexado? Es un sistema de interconexin entre componentes electrnicos normalmente unidades de control o sensores inteligentes que consiste en que por una sola lnea (bus) circulan diversas informaciones en forma de seales digitales codificadas.

Porqu un multiplexado?

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Principios bsicos del multiplexado La figura siguiente muestra la disposicin de circuito multiplexado para el gobierno de diferentes lmparas, por ejemplo de un piloto trasero. Cada una de ellas est conectada a un cajetn electrnico B2 alimentado directamente desde la batera y que se integra en el propio piloto o en sus inmediaciones, con lo cual el circuito de potencia puede ser comn a varias lmparas y acortarse notablemente. Por otra parte, cada uno de los interruptores de mando o sensores que activan estas lmparas est conectado a otro cajetn electrnico (Bl) ubicado en el lugar ms apropiado para simplificar el cableado. Estos dos cajetines electrnicos se interconectan a travs de una unidad de interconexiones BIC, controlada por una unidad central UC. Con esta disposicin, las maniobras de accionamiento o parada de cada uno de los interruptores o sensores son recogidas en la unidad central y debidamente procesadas, son enviadas a la unidad electrnica de accionamiento de las lmparas, que comanda el encendido o apagado de las mismas.

Los circuitos multiplexados como el descrito posibilitan la funcin de autodiagnstico de la instalacin, pues en su funcionamiento la unidad central est recibiendo continuamente informacin del estado de los interruptores o sensores y detectando el funcionamiento correcto de cada uno de los receptores, de manera que si alguna de estas informaciones falla es detectada inmediatamente, alertando al conductor de la anomala. Por otra parte, dado que el circuito de potencia de los receptores es directo a travs del cajetn electrnico B2, los interruptores de mando pueden ser ms pequeos y sencillos, ya que por ellos no ha de pasar la corriente de alimentacin de los receptores (funcin rel). Igualmente, es posible comandar varios receptores con un solo interruptor, o al contrario, mediante varios interruptores puede comandarse un solo 3

receptor, todo ello con una instalacin elctrica sencilla, disminuyendo el nmero de interconexiones.

Dispositivos Antes de proseguir con el tema es necesario explicar algunos dispositivos utilizados en el sistema multiplexado, si bien estos son varios como el controlador, resistencia de terminacin, transmisor-receptor , multiplexor, demultiplexor, entre otros, nos limitaremos a solo explicar estos dos ltimos puesto que el resto es tratado en el desarrollo de este informe. Multiplexor A la tcnica utilizada en comunicaciones para transmitir simultneamente varias seales diferentes, a travs de una sola lnea, se la denomina red multiplexada. Para mantener la integridad de cada una de las seales a lo largo del canal, el multiplexado permite separarlas por tiempo, espacio o frecuencia. El dispositivo utilizado para combinar las seales se denomina multiplexor y es un dispositivo que transmite de forma simultnea varias informaciones por un solo canal, sin que ninguna de ellas pierda su identidad, empleando la tcnica de divisin del tiempo. Mediante una seal de control deseamos seleccionar una de las entradas y que sta aparezca a la salida. Haciendo una analoga elctrica, podemos comparar un multiplexor con un conmutador de varias posiciones, de manera que, situando el selector en una de las posibles entradas, sta aparecer en la salida.

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Los multiplexores son circuitos combinacionales con varias entradas y una salida de datos, y estn dotados de entradas de control capaces de seleccionar una, y slo una, de las entradas de datos para permitir su transmisin desde la entrada seleccionada a la salida que es nica. La entrada seleccionada viene determinada por la combinacin de ceros (0) y unos (1) lgicos en las entradas de control. La cantidad que necesitaremos ser igual a la potencia de 2 que resulte de analizar el nmero de entradas. As, por ejemplo, a un multiplexor de 8 entradas le correspondern 3 de control. Podemos decir que la funcin de un multiplexor consiste en seleccionar una de entre un nmero de lneas de entrada y transmitir el dato de un canal de informacin nico. Por lo tanto, es equivalente a un conmutador de varias entradas y una salida.

Dentro de un multiplexor hay que destacar tres tipos de seales: los datos de entrada, las entradas de control y la salida. Dentro de la gran variedad de multiplexores que existen en el mercado, hay varios tipos que conviene destacar a causa de su gran utilidad en circuitos digitales, stos son: Multiplexor de 8 entradas. Multiplexor de 16 entradas. Doble multiplexor de 4 entradas.

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Demultiplexor Un demultiplexor consta de una entrada de datos, varias seales de control y las lneas de salida. El demultiplexor es un circuito destinado a transmitir una seal binaria (0 1) a una determinada lnea, elegida mediante un seleccionador, de entre diversas lneas existentes. El dispositivo mecnico equivalente a un desmultiplexor ser un conmutador rotativo unipolar, de tantas posiciones como lneas queramos seleccionar. El seleccionador determina el ngulo de giro del brazo del conmutador. La analoga mecnica de un demultiplexor es un selector con una entrada y varias posiciones de salida.

Puertas OR, NOT. NOR.

AND, NAND,

Una de las aplicaciones de un demultiplexor es la transferencia de datos desde un registro. Segn el valor de la seal de control, se selecciona qu entrada pasa a la salida del multiplexor. Cuando se aplique el pulso de transferencia al registro, dicha seal de salida pasa al registro.

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La Comunicacin Las redes multiplexadas (conjunto de calculadores interconectados y el bus que los une) agrupan y conectan entre si las centrales electrnicas de un vehculo compartiendo informacin de los sensores de los diferentes sistemas de control y gestin, como el sistema de inyeccin del motor, la climatizacin, los frenos con antibloqueo, etc. De esta forma, un mismo sensor, como el de rgimen motor, puede suministrar informacin a los distintos sistemas, que la comparten. La red de transmisin de datos ha de ser capaz de aceptar informacin, convertirla a un formato que se pueda enviar rpidamente y de forma fiable, transmitir los datos a un determinado lugar y, una vez que los datos han llegado, volverlos a convertir a un formato que el destinatario (ya sea mquina o ser humano) pueda entender. Es por esto que para la comunicacin de las diferentes unidades electrnicas es preciso definir las reglas de transmisin de datos, denominadas protocolo, las cuales regulan la codificacin de la informacin, velocidad de transmisin, etc. El soporte de transmisin utilizado es un par de cables o la fibra ptica, denominado Bus, que interconecta las unidades electrnicas. El par de cables o par trenzado es el medio ms simple y cmodo de bus de transmisin. Se trata de dos hilos de cobre aislados y trenzados para reducir las interferencias electromagnticas. La estructura de la red multiplexada Los calculadores pueden ser maestros o esclavos: Un calculador maestro es capaz de comandar un calculador esclavo pero no al revs. Un calculador esclavo solo puede introducir datos en la red a instancia de un calculador maestro y puede recibir de un maestro rdenes para ejecutar. Por el contrario un calculador maestro puede intervenir en cualquier momento.

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Bus de datos Las redes multiplexadas permiten optimizar la instalacin elctrica al ubicar las unidades de control de los diversos sistemas en una posicin centralizada respecto a las funciones que gestionan. Ello permite minimizar la instalacin de distribucin de la potencia y de las seales, incluso, mediante la utilizacin del multiplexado. En una definicin amplia, los buses multiplexados son sistemas de comunicaciones digitales en los que los elementos conectados comparten una misma lnea (BUS) por la que intercambian datos y seales de control. En muchos vehculos actuales, los dispositivos elctricos como los elevalunas, cierres centralizados de puertas, antiarranque, alarma, etc, estn interconexionados a travs de una unidad central que controla todos los sistemas por medio de una red multiplexada, la cual conecta por una lnea BUS las unidades electrnicas de cada uno de los sistemas. Ello permite que el aumento de funciones en los diferentes sistemas no represente un incremento del cableado, sino al contrario, una reduccin del mismo, al tiempo que se evita la duplicidad de algunos sensores, cuyas seales son utilizadas por los distintos sistemas, transmitindolas a las unidades de control de los diferentes dispositivos a travs de la lnea BUS. Por otra parte, permite disponer de un sistema de autodiagnosis para la localizacin rpida de averas.

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La configuracin tpica de un vehculo multiplexado consiste en una unidad central a la que se conectan varios buses con unas caractersticas de velocidad acordes con los requisitos de tiempo real de los elementos conectados. Los elementos electrnicos de confort y carrocera se conectan normalmente a buses de menor velocidad, mientras que los elementos que afectan directamente a la conduccin (traccin y seguridad), as como los de informacin y comunicaciones se conectan a buses de alta velocidad, al ser ms exigentes sus requisitos de tiempos de respuesta.

Transmisin de datos La transmisin de datos multiplexados a travs de un bus funciona un poco como una conferencia telefnica. Un conferenciante anuncia sus propsitos en una red de lneas mientras que los otros conferenciantes escuchan. Algunos encuentran estas propuestas interesantes y las toman en cuenta, mientras que otros no les dan ninguna importancia.

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El proceso seguido en la transmisin de datos multiplexados sigue la secuencia siguiente: 1.- La unidad electrnica de control emisora trata las informaciones que le incumben, por ejemplo la presin de admisin, temperatura del aire, posicin de mariposa de gases y temperatura del refrigerante. Estas informaciones son numeradas en paquetes de 8, 16 o 32 bits, (segn la potencia del microprocesador) para ser tratadas por el calculador. A continuacin estas informaciones son sealizadas, es decir, almacenadas bit a bit en una memoria lampn. El multiplexor selecciona los bits unos despus de otros y los enva en serie segn la cadencia de un reloj sobre una lnea nica. 2.La unidad de control receptora, que integra un demultiplexor, recupera estos bits que llegan unos despus de otros y redefine, segn el proceso inverso de multiplexado. la codificacin de la informacin de un captador nico. Evidentemente, todo el proceso es bidireccional, es decir que cclicamente, cada unidad electrnica puede ser receptora o emisora en funcin de las necesidades, por lo cual, integra una etapa multiplexora y otra demultiplexora.

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La velocidad de transmisin Expresa el caudal de bits que en cada segundo pueden circular por la red. En consecuencia determina tambin el tiempo de los pulsos de reloj (time slot). Los estndares SAE definen 4 clases de buses de comunicacin de datos, denominados A, B, C y D las cuales, aunque responden a definiciones ms amplias, suelen ser empleadas para especificar las gamas de velocidad de transmisin, cuyas equivalencias son las siguientes: Clase Clase Clase Clase A: B: C: D: velocidad