How to Diagnose a Controller Area Network (CAN)

Controller Area Network for Vehicle Applications

Controller Area Network (CAN) electrical systems began to appear in new vehicles in 2003. Since then, more and more vehicles have been equipped with CAN systems, until 2008 when virtually all passenger cars and light trucks sold in the U.S. were CAN-equipped.

As a vehicle owner or do-it-yourself mechanic, you need to know how CAN has made the electrical system in late model cars and trucks much more complicated than ever before. CAN allows various modules and systems to share data and interact in ways that were previously impossible.

So what exactly is CAN? It is a communication standard that allows the various modules and computers in a vehicle to talk to one another via a common “data bus” circuit in the wiring system. Think of it as a high speed party line that allows data and commands to zip back and forth from one module to another. This allows the Powertrain Control Module (PCM), anti-lock brake/traction control/stability control system, electronic steering, electronic suspension, automatic climate control system, keyless entry system, lighting control modules and dozens of other systems and modules to all be interconnected electronically.

The Development of Controller Area Networks for Cars

CAN was created in 1984 by the Robert Bosch Corp. in anticipation of future advances in onboard electronics. The first production application was in 1992 on several Mercedes-Benz models. Today you will find it on all new vehicles.

PEI Technologies

CAN Diagnostics

If you don’t know the difference between a CAN data bus and a school bus, you’re not alone. Even many professional mechanics are not yet up to speed on CAN diagnostics. Troubleshooting a late model CAN car is really no different than troubleshooting any late model OBD II vehicles. You need a scan tool to read out fault codes and other sensor data, and you need a scan tool that is CAN compliant. That means it has the proper software and hardware to communicate with the vehicle at higher speeds.

Older scan tools (namely, most of those made before about 2006) lack the circuitry to talk to a CAN system. Some older scan tools have the right hardware, and can be upgraded with new software. But in most cases you will need a newer scan tool that is CAN-compliant to do onboard diagnostics.

Most inexpensive scan tools designed for the DIY market are on-e-way tools: they can read codes and data, but they cannot send commands to the vehicle that are necessary to run all kinds of system self-tests. That degree of sophistication is reserved for more expensive professional level scan tools or factory scan tools. In addition, the software in a typical DIY scan tool (even if it is CAN-compliant) can usually only access powertrain codes. It can’t talk to the ABS system, climate control system, electronic steering or suspension systems, climate control system, airbag system or other onboard electronics. In other words, it is a very limited tool. For advanced diagnostics that go beyond simply reading powertrain fault codes and sensor data, you need a professional level tool or a factory tool. The latter can be quite expensive, costing thousands of dollars — plus annual software updates that can add hundreds more. So if you need advanced diagnostics, the only option for most motorists and DIYers is to take your vehicle to a repair shop that has the proper diagnostic equipment.

How Information Moves Around Your Car in a CAN System

Like many current vehicles, information in a CAN-equipped vehicle is shared over a serial data bus. The bus is the circuit that carries all the electronic chatter between modules (nodes). The bus may have one wire or two. If it has two, the wires are usually twisted to cancel out electromagnetic interference. The speed at which the bus carries information will vary depending on the “class” rating of the bus as well as the protocol to which it conforms.

A data bus with a “Class A” speed rating is a relatively slow, low-speed circuit that typically carries less than 10 kilobits (10 Kbps) of information per second. A data bus that operates at Class A speeds is limited to simple command functions like operating power mirrors, power seats, power windows, power door locks, remote trunk releases and lights.

A data bus with a “Class B” rating, by comparison, may operate from 10 Kbps up to 125 Kbps, depending on the operating protocol (SAE J1850 or Europe’s ISO 9141-2). This is fast enough to carry more complex information and time-sensitive data. Systems that may may share a data bus with a Class B rating include electronic instrumentation, electronic transmission controls, security systems, and climate control.

Class C is currently the fastest data bus rating. Class C systems can operate at speeds up to 1 megabits per second, which is up to 100 times faster than a typical Class B data bus. Many of the vehicles that are currently using a Class C data bus are operating at speeds of around 500 Kbps, which is fast enough for powertrain control modules, air bag modules, and fast-acting antilock brake and stability control systems. Even faster CAN systems are coming with “class D” ratings of over 1 megabytes per second. And some applications such as onboard entertainment systems require even higher speed audio and video streaming.

One thing to keep in mind about the CAN standard is that CAN as well as other protocols such as SAE J1939, GMLAN, OBD II, SAE J1587 and LIN have more to do with the way information is formatted, transmitted and received than how fast it is sent. This means the automotive engineers who design the onboard electronics for CAN-compliant vehicles are free to choose any operating speed they want (up to one megabits per second) as well as the type of bus conductor (one wire, twisted paired wires or a fiber optic cable). On most cars today, a high-speed data bus is needed to handle the volume of information going back and forth between all the onboard electronics.

In 1995, GM introduced its own “Class 2” data bus to handle communication between modules. The system ran at a speed of 10,400 bits per second (10.4 Kbps), which was more than adequate for vehicles a decade ago. In 2004, GM moved to their next generation data bus system which they called “GMLAN” (GM Local Area Network). Introduced on the Cadillac XLR and Saturn Ion, GMLAN added the capability to operate at two speeds on two separate buses: a low speed (33.33 Kbps) bus and a high speed (500 Kbps) bus.

The low speed side of the GMLAN system operates on a single wire bus to handle body-related control functions, while the high speed bus uses two wires to carry data between the powertrain, transmission and antilock brake modules. A “gateway” node connects the high speed bus and low speed bus, and allows information to be shared back and forth. For example, the radio (which is connected to the low speed bus) may adjust volume based on engine speed and vehicle speed (from the high speed bus) to offset road noise.

Mercedes also uses several different bus speeds on their vehicles. Depending on the application, there may be a high-speed 500 Kbps CAN-C bus for the powertrain, transmission and ABS modules, and a slower-speed 83 Kbps CAN-B bus for the body control functions. On some Mercedes cars, there may be as many as 30 modules on the CAN-B bus. Up to model year 2002, all communication between the CAN-C and CAN-B bus went through the electronic ignition switch (EIS) module. After 2002, a new “gateway” module handles the inter-bus communications as well as onboard diagnostics via a CAN-D bus.

How CAN Data is Sent and Received

If your eyes haven’t glazed over yet, here’s how data is sent and received in a CAN system. Every module (node) that is attached to the data bus network is capable of sending and receiving signals. Each module (node) has its own unique address on the network. This allows the module to receive the inputs and data it needs to function, while ignoring information intended for other modules that share the network. When a module transmits information over the network, the information is coded so all the other modules recognize where it came from.

Data is sent as a series of digital bits consisting of “0’s” and “1’s”. If you looked at the data on a scope, you would see a square wave pattern that changes between a high and low voltage reading. The low voltage reading usually corresponds to the “0” while the high voltage reading corresponds to the “1”. The actual voltage readings will vary depending on the application and protocols the vehicle manufacturer is using, but most operate in the 5 to 7 volts range.

The CAN standard requires a “base frame” format for the data. What this means is that for each distinct message sent or received by a module on the network, there is a beginning bit (called the “start of frame” or “start of message” bit), followed by an “identifier” code (an 11 bit code that tells what kind of data the message contains), followed by a priority code (“remote transmission request”) that says how important the data is, followed by 0 to 8 bytes (one byte equals 8 bits) of actual data, followed by some more bits that verify the information (cyclic redundancy check), followed by some end of message bits and an “end-of-frame” bit.

Still with me? There’s more! One of the tasks of any network system is to keep all the messages separated so they don’t collide and garble one another. Usually the body control module or instrument cluster module is assigned the task of managing the network traffic. When it sees a message coming over the bus, it looks at the first bit in the data stream. If the bit is a “0”, the message is given priority over the others. This is called a “dominant” message. If the first bit is a “1” it is given a lower priority (a “recessive” message). Thus, the highest priority messages always get through to their intended destinations but the low priority messages may be temporarily blocked until the traffic eases up.

CAN System Faults

CAN-compliant vehicles are just as vulnerable to electronic faults as older vehicles. Though CAN systems use fewer wires and fewer connectors to save weight and cost, they also use more modules and more complicated modules. Communication problems can occur if module connectors become corroded or loose, if wires become grounded, shorted or break, or system voltage is below specifications. Some modules may even forget their settings or locations if the battery is disconnected or goes dead.

On some Chrysler minivans, for example, the automatic climate control system will quit working if battery power is lost. This happens because the electric stepper motors that control the position of the blend doors forget their locations. The system has to be put into a “relearn” mode to re-establish all the motor locations and settings.

Various kinds of problems can occur on other CAN-equipped vehicles when the battery is disconnected or goes dead. The modules in the CAN system require a certain amount of voltage for their Keep Alive Memory settings. If this is lost, the module will forget these settings and may not function properly until it has time to relearn the lost data. In some cases, this requires a special relearn procedure using a scan tool because the module can’t do the relearn by itself. And on some vehicles, the module may go to sleep and not wake up until it is pinged by a scan tool or the main gateway module (usually the body control module). Relearning procedures typically require a factory scan tool or a professional level aftermarket scan tool.

One of the features of CAN and other network systems is that modules can send and receive “ok” signals to let the main control module know if they are working or not. In theory, this makes diagnostics easier. On the other hand, it also means that one misbehaving module may generate enough noise to disrupt the entire network causing a complete shutdown of the vehicle!

When a serial bus communication problem occurs, it will usually set a “U” diagnostic trouble code (DTC) and turn on the Malfunction Indicator Lamp (MIL). Depending on the fault, the vehicle may or may not start, or it may only operate in a “limp-in” mode with limited capabilities. Loss of communication between the engine controller and transmission controller (code U1026 on a GM, for example) may put the transmission into a limp-in mode where it will only operate in one or two gears.

Loss of communication codes may indicate a wiring problem on the bus, or a fault with a module. Isolating the fault may require unplugging modules one at a time until the fault is found. Just remember that all modules on a bus network need three things to function properly: power, ground and a serial data connection.

When diagnosing bus or module communication problems, you usually start by checking for voltage at the module, then the ground connection, and finally the data line. If all three are good but the module isn’t working, the module needs to be replaced.

On GM applications, a code U100 or U1255 means a general loss of communication on the data bus. With a Tech 2 scan tool, you can go to Diagnostic Circuit Check, then Message Monitor to see a list of active modules and compare it to the list of modules that are supposed to be on when the key is on.

To minimize the parasitic current drain on the battery when the vehicle is off, a “sleep” signal is sent to the modules on the network. Some may remain on for a short period of time after the ignition is switched off (air bag module, for example), and some may never go to sleep (anti-theft module and keyless entry receiver, for example) but most are put into a sleep mode to save battery power. If the sleep signal is never sent, or a module fails to recognize the sleep signal, it may remain active and pull power from the battery. Depending on the current draw, this may run down the battery if the vehicle sits for a period of time.

CAN System Applications

2003 Ford Excursion, 2003 Ford F-250 & F-350, 2003 Ford Focus & Thunderbird, 2003 General Motors Saturn ION, 2003 Lincoln LS, 2003 Mazda 6, and 2003 SAAB 9-3

2004 Buick Rendezvous, 2004 Cadillac CTS, XLR & SRX, 2004 Dodge Durango, 2004 Ford Explorer, 2004 Ford F-150, E-250 & E-350, 2004 Ford Taurus, 2004 Lexus LS430, 2004 Mercury Mountaineer, 2004 Mercury Sable, 2004 Mazda 3 & RX-8, 2004 Toyota Prius, and 2004 Volvo S40

2005 Audi A4 & A6, 2005 Buick LaCrosse, Rendevous & Ranier, 2005 Cadillac STS, 2005 Chevrolet Cobalt, Corvette & Malibu, 2005 Chevrolet Equinox, 2005 Chevrolet SSR, 2005 Chevrolet Trailblazer EXT, 2005 Chrysler 300C, 2005 Dodge Dakota & Magnum, 2005 Ford Crown Victoria, Five Hundred, Focus & Mustang, 2005 Ford E-150, 2005 Ford Escape & Expedition, 2005 Ford Freestyle, 2005 GMC Envoy ESV & XL, 2005 Isuzu Ascender, 2005 Jeep Grand Cherokee, 2005 Lexus LS400 & GX470, 2005 Lincoln Town Car, 2005 Mercury Grand Marquis, Montigo & Sable, 2005 Mercury Mariner, 2005 Pontiac G6, Grand Prix & GTO, 2005 Land Rover LR3, 2005 Mazda MPV & Tribute, 2005 Mercedes SLK350, 2005 SAAB 9-7X, 2005 Toyota Avalon, 2005 Toyota 4Runner, Sequoia, Tacoma & Tundra, and 2005 Volvo S60, S80, V50, V70, XC90

Essentially ALL 2008 and newer model year passenger cars and light trucks.

CAN Control Area Network

Articles by Larry Carley, Nationally Recognized Automotive Technical Writer and Author
Prepared by Tiv Dararith, Mechanical Engineer at Institute of Technology of Cambodia

បញ្ហាទូទៅនៅក្នុងសៀគ្វីអគ្គិសនីឡាន

Automotive Electrical System Repair

ផ្ទុះសេ (shorts) គឺជាប្រភេទនៃកំហូច ដែលវាអាចកើតឡើងប្រសិនបើចរន្តអគ្គិសនីរត់ឆ្លងកាត់សៀគ្វីអគ្គិសនី ដែលមិនអាចឆ្លងកាត់ទៅគ្រឿងទទួលអគ្គិសនី  ហើយចរន្តបន្តស្វែងរកផ្លូវទៅម៉ាសដី (ground)។ បាតុភូតនេះអាចកើតឡើងដោយសារខ្សែភ្លើងប៉ះទង្គិចជាមួយគែមវត្ថុស្រួច ហើយភ្ជាប់ចរន្តទៅម៉ាសដី ឬក៏អ៊ីសូឡង់ខ្សែដាច់ទៅប៉ះគ្នា ដែលធ្វើឲ្យចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុងខ្សែភ្លើងមួយអាចរត់ទៅប៉ះចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុងខ្សែភ្លើងមួយទៀត។ ការផ្ទុះសេចរន្តអគ្គិសនីអាចបណ្តាលឲ្យចរន្តរត់ចេញទៅក្រៅ ពីព្រោះសៀគ្វីអគ្គិសនីត្រូវបានកាត់បន្ថយរ៉េស៊ីស្តង់ ហើយវានឹងធ្វើឲ្យដាច់ខ្សែភ្លើងដោយសារកំដៅកើនឡើងខ្លាំង ដែលវាអាចធ្វើឲ្យអ៊ីសូឡង់ខ្សែឆាបឆេះឡើង។ ផ្ទុះសេចរន្តអគ្គិសនីជាធម្មតាវានឹងបណ្តាលឲ្យសៀគ្វីដាច់ហ្វុយស៊ីប (blown fuse)។

ចំនាំ ៖ ប្រសិនបើសៀគ្វីមួយដាច់ហ្វុយស៊ីប ហើយហ្វុយស៊ីបដែលទើបធ្វើការផ្លាស់ប្តូរត្រូវបានដាច់ភ្លាមៗ មានន័យថាសៀគ្វីនោះ មានការឆ្លងចរន្តអគ្គិសនី ឬផ្ទុះសេខ្សែភ្លើង។

• ការឆ្លងចរន្តអគ្គិសនី (intermittent shorts) អាចកើតមានឡើងនៅពេលដែលខ្សែភ្លើងប៉ះទង្គិចគ្នា ជាលទ្ធិផលដោយសារសីតុណ្ហភាពកើនឡើង ដែលលោហៈនៅក្នុងខ្សែចម្លងរីកមាឌហើយប៉ះគ្នា ឬក៏ដោយសាររំញ័រពីប្រព័ន្ធម៉ាស៊ីន។ ដើម្បីស្វែងរកកន្លែងដែលឆ្លងចរន្ត ឬផ្ទុះសេនៅក្នុងឡានគឺជារឿងពិបាក។ ខ្សែភ្លើងដែលស្ថិតនៅទីតាំងមានចលនា និងផ្នែកកម្រើក។ ការបាញ់ខ្យល់ក្តៅទៅលើខ្សែគឺជារឿងចាំបាច់ ក្នុងការភ្ជិតអ៊ីសូឡង់ខ្សែឡើងវិញ ដើម្បីការពារការឆ្លងចរន្តអគ្គិសនី។ ការឆ្លងចរន្តអាចជួសជុលបានដោយរុំបង់ស្អិតប្លាស្ទិចលើខ្សែភ្លើង ឬផ្លាស់ប្តូរខ្សែថ្មី។

• ការដាច់ចរន្តអគ្គិសនី (opens circuit) គឺជាប្រភេទនៃកំហូចមួយដែលកើតមាននៅក្នុងសៀគ្វីអគ្គិសនី។ ការដាច់ចរន្ត គឺមានន័យថាខ្សែភ្លើងដាច់ដែលមិនអាចធ្វើឲ្យចរន្តរត់ឆ្លងកាត់ ឬគ្រឿងទទួលអគ្គិសនីខូច។ ការដាច់ចរន្តមិនធ្វើឲ្យដាច់ ហ្វុយស៊ីបទេ ប៉ុន្តែវាធ្វើឲ្យសៀគ្វី ឬគ្រឿងទទួលអគ្គិសនីមិនដំណើរការ។ ការដាច់ចរន្តកើតឡើងនៅពេលមានខ្សែភ្លើងដាច់ (wire breaks), ឆ្នុកភ្លើងខូចឬរបូត, មានការច្រេះស៊ីនៃផ្នែកខាងក្នុងឆ្នុកអេឡិចត្រូនិច ដែលវាធ្វើឲ្យរ៉េស៊ីស្តង់ខ្សែកាន់ឡើង នឹងបន្តទៅធ្វើឲ្យចរន្តអគ្គិសនីពិបាកឆ្លងកាត់។

• ការផ្ទុកចរន្តអគ្គិសនីលើសកម្រិត (overloads) គឺជាស្ថានភាពមួយ ដែលអាចកើតឡើងនៅក្នុងសៀគ្វីអគ្គិសនី នៅពេលដែលម៉ូទ័រអគ្គិសនី ឬគ្រឿងទទួលមួយចំនួនមានលក្ខខណ្ឌ័ដំណើរការមិនប្រក្រតី ដែលបង្កឲ្យចរន្តអគ្គិសនីកើន ឡើងលើសតំរូវការ។ ជាឧទាហរណ៍ម៉ូទ័រផ្លិតទឹកកញ្ចក់ឡានត្រូវបានជាប់គាំង ដោយសារមានព្រិលធ្លាក់ខ្លាំង ពេលនោះ ម៉ូទ័រមានប្រតិបត្តិការមិនប្រក្រតីបណ្តាលឲ្យចរន្តអគ្គិសនីផ្ទុកលើសកម្រិត។ ការកើនឡើងឬផ្ទុកចរន្តអគ្គិសនីលើសកម្រិតនៅក្នុងម៉ូទ័រអគ្គិសនីនឹងធ្វើឲ្យដាច់ហ្វុយស៊ីប។

បញ្ហាទូទៅមួយចំនួននៅក្នុងសៀគ្វីអគ្គិសនីឡាន

បញ្ហាទូទៅដែលបង្កឲ្យមានកំហូចសៀគ្គីអគ្គិសនីឡានមានដូចដូចជា មានខ្សែភ្លើងដាច់ឬខ្សែអាគុយមានច្រេះឬដុះស្នឹម។ ឆ្នុក និងដំណរខ្សែមិនល្អ វាធ្វើឲ្យអាគុយបញ្ចូនអាំងតង់ស៊ីតេចរន្តអគ្គិសនីមិនបានល្អទៅឲ្យគ្រឿងទទួលអគ្គិសនីរថយន្ត។ និយាយត្រលប់មកវិញគឺវាធ្វើឲ្យម៉ូទ័របញ្ឆេះឡាន (starter) មិនអាចបញ្ឆេះ ឬបញ្ឆេះមិនស្រួល។ ការដាច់ខ្សែ ឬរបូតខ្សែអាគុយ ឬដុះស្នឹម នៅប៉ូលអាគុយ អាចធ្វើឲ្យអាល់ទែណាទ័រ (alternator)  មិនអាចសាកអាគុយឲ្យពេញ ធ្វើឲ្យអាគុយអស់ថាមពលនិងឆាប់ខូច។

Battery Terminal Corrosion

បញ្ហាផ្សេងទៀតមានដូចជា សៀគ្វីស្នប់ប្រេងឥន្ធនៈ (fuel pump circuit) មានខ្សែម៉ាសដីមិនល្អ (poor ground connection)។ ពេលខ្សែភ្លើងមានអាយុចាស់ វាអាចធ្វើឲ្យដំណរខ្សែចម្លងចរន្តអគ្គិសនីមិនល្អ រ៉េស៊ីស្តង់ខ្សែកើនឡើង ធ្វើឲ្យចរន្តអគ្គិសនីពិបាកឆ្លងកាត់សៀគ្វីរបស់ស្នប់ប្រេង។ បញ្ហានេះធ្វើឲ្យស្នប់ប្រេងមានដំណើរការមិនប្រក្រតី បូមប្រេងឥន្ធនៈយឺតជាងធម្មតា ដែលបង្កឲ្យមាឌប្រេងឥន្ធនៈនិងសំពាធធ្លាក់ចុះ នឹងបន្តធ្វើឲ្យម៉ាស៊ីនបាត់បង់ថាមពល និងមានដំណើរការមិនស្រួល។

ប្រភពថាមពលអគ្គិសនី ដែលមានតង់ស្យុងធ្លាក់ចុះឬប្រព័ន្ធសាកអាគុយផ្តល់តង់ស្យុងមិនគ្រប់គ្រាន់ វាបង្កធ្វើឲ្យម៉ូឌុលអេឡិចត្រូនិចរថយន្ត (engine control module (ECM)) អាចខូចខាតយ៉ាងធ្ងន់ធ្ងរ ។ ម៉ូឌុលបញ្ជាអេឡិចត្រូនិចមួយចំនួននឹងមានដំណើរការខុសប្រក្រតី ប្រសិនបើវាមិនបានទទួលតង់ស្យុងគ្រប់ 12 V ពីប្រភពថាមពល (power supply)។ និយាយត្រលប់មកវិញវានឹងធ្វើឲ្យកំលាំងម៉ាស៊ីនធ្លាក់ចុះ (driveability problem)។

សៀគ្វីអគ្គិសនីដុះស្នឹមឬមានច្រេះ ដែលធ្វើឲ្យរ៉េស៊ីស្តង់កើនឡើងនៅក្នុងសៀគ្វី។ ភាពច្រេះនៅក្នុងសៀគ្វីបណ្តាលមកពីសំណើម និងអុកស៊ីតកម្មដែលធ្វើឲ្យឆ្នុកអេឡិចត្រូនិច និងប៉ូលអគ្គិសនី (electrical connectors and terminals) ពិបាកចម្លងចរន្តអគ្គិសនីនៅក្នុងប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចឡាន។ នេះជាមូលហេតុមួយ ដែលក្រុមហ៊ុនផលិតរថយន្តមិនធានាលើប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចជាមួយរថយន្តដែលបានលិចទឹក និងការបើកបរក្នុងទឹកជំនន់។

រំញ័រក៏ជាបញ្ហាមួយនៅក្នុងប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចរថយន្ត ចលនារបស់បររថយន្ត លើផ្លូវរលាក់ខ្លាំង និងរំញ័រពីម៉ាស៊ីនចំហេះក្នុងធ្វើឲ្យឆ្នុកអេឡិចត្រូនិចភ្ជាប់ជាមួយខ្សែភ្លើង មិនអាចចម្លងចរន្តអគ្គិសនីបានល្អ។ ក្នុងរយៈពេលយូទៅៗរំញ័រនឹងធ្វើឲ្យសៀគ្វី និងឆ្នុកអេឡចត្រូនិចមានបញ្ហាដោយសារការរលុង និងការដាច់ចរន្តអគ្គិសនី។

ការវាស់តំលៃតង់ស្យុងធ្លាក់ចុះ

តង់ស្យុងអគ្គិសនីធ្លាក់ចុះ (voltage drop) កើតឡើងនៅពេល ចរន្តអគ្គិសនីរត់ឆ្លងកាត់ គ្រឿងទទួលនៅក្នុងសៀគ្វី ។ រ៉េស៊ីស្តង់កើតឡើងដោយសារ ឧបករណ៍អគ្គិសនី ធ្វើឲ្យតំលៃតង់ស្យុងធ្លាក់ចុះ ដែលវាអាចគណនា បានដោយរូបមន្តច្បាប់អូម (Ohm Law) ប្រសិនបើអ្នកយល់អំពី រ៉េស៊ីស្តង់ នៃឧបករណ៍អគ្គិសនី និងលំហូរចរន្តអគ្គិសនី ។
VOLTAGE DROP = RESISTANCE x CURRENT

Performing Voltage Drop Tests with Digital Multimeter

អ្នកអាចវាស់តំលៃតង់ស្យុងធ្លាក់ចុះនៅក្នុងសៀគ្វី ឬឆ្លងកាត់ដំណរខ្សែចម្លងដោយប្រើវ៉ុលម៉ែតឌីជីថល (digital voltmeter)។ ប៉ូលវ៉ុលម៉ែត (voltmeter’s leads) ត្រូវភ្ជាប់ជាមួយនឹងផ្នែកទាំងសងខាងនៃសៀគ្វីគ្រឿងទទួលអគ្គិសនី។ ប្រសិនបើគ្រឿងទទួលអគ្គិសនីមានដាច់ចរន្ត ឬមានច្រេះស៊ីវានឹងបង្កើតរ៉េស៊ីស្តង់នៅក្នុងសៀគ្វី ហើយវាទប់ស្កាត់លំហូរចរន្តអគ្គិសនីដែលបណ្តាលឲ្យមានតំលៃតង់ស្យុងធ្លាក់ចុះហួសប្រមាណ ។

Voltage Drop

តាមគោលការណ៍ តំលៃតង់ស្យុងធ្លាក់ចុះលើសពី 0.1 V ឆ្លងកាត់ដំណរសៀគ្វី ដែលមានតង់ស្យុងតូចឬអាំងតង់ស៊ីតេចរន្តតូច មានន័យថាវាមានបញ្ហា។ សៀគ្វីអគ្គិសនីទាំងឡាយណាដែលទទួលយកតង់ស្យុងឬអាំងតង់ស៊ីតេចរន្តធំ (តង់ស្យុងខាងក្រៅសៀគ្វី ក្នុងប្រពន្ធ័សាកអាគុយ) អាចអនុញ្ញាតឲ្យមានតំលៃតង់ស្យុងធ្លាក់ដល់ 0.5 V ប៉ុន្តែបើតំលៃនោះត្រឹម 0.1 V ឬតិចជាងនេះគឺជារឿងដែលល្អបំផុត។

ការវាស់តំលៃតង់ស្យុងធ្លាក់ចុះ (voltage drop) គឺជាមធ្យោបាយដែលមានប្រសិទ្ធិភាពដើម្បីបង្ហាញបញ្ជាក់បានយ៉ាងលឿនអំពីបញ្ហាផ្សេងៗនៃប្រព័ន្ធសៀគ្វីអគ្គិសនីរថយន្តដូចជា ឆ្នុកអេឡិចត្រូនិច(ឌុយ)រលុងឬរបូត មានច្រេះឬមានបញ្ហាខ្សែភ្លើង និងកុងតាក់ផ្សេងៗ។ល។

ដ្យាក្រាមខ្សែភ្លើង

Wiring Diagram Ford F250 Charging Circuit

រោងចក្រផលិតរថយន្តបានបោះពុម្ពឯកសារដ្យាក្រាមខ្សែភ្លើង (wiring diagram) សម្រាប់ប្រភេទសៀគ្វីអគ្គិសនីទាំងអស់របស់រថយន្តដែលពួកគេបានផលិត។ ដ្យាក្រាមទាំងអស់នោះអាចទទួលបានពីវេបសាយបច្ចេកទេសឡានរបស់រោងចក្រ (Vehicle Manufacturer Technical Websites) ឬអាចរកបានពីប្រភពផ្សេងៗទៀតនៃសេវាកម្មក្រោយការលក់ (aftermarket) ដូចជា AlldataDIY អ្នកអាចត្រូវចំណាយថវិការបន្តិចបន្ទួចដើម្បីទិញយកទិន្នន័យផ្សេងៗជាពិសេសដ្យាក្រាមខ្សែដែលវាជាផែនទីមួយ ដ៏មានប្រសិទ្ធិភាពក្នុងការស្វែងរកកំហូចផ្សេងៗនៃប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចឡាន។ មានដ្យាក្រាមខ្សែភ្លើងអ្នកនឹងអាចរកកំហូចផ្សេងៗនៃប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចឡានបានយ៉ាងត្រឹមត្រូវ និងមានភាពងាយស្រួល។

ដ្យាក្រាមខ្សែភ្លើង (wiring diagram) ប្រើសញ្ញាដើម្បីសម្គាល់សមាសភាពនៃសៀគ្វីអគ្គិសនីនានា។ សៀគ្វីមួយចំនួនដែលដាច់ពីគ្នាជាធម្មតាគេប្រើលេខដើម្បីសម្គាល់ (numbered) និងខ្សែភ្លើងទាំងអស់ប្រើកូដពណ៌ (color-coded) ក្នុងការកំណត់អត្តសញ្ញាណ។ នៅពេលមានកូដពីរពណ៌នៅក្នុងខ្សែភ្លើងតែមួយមានន័យថាខ្សែមានឆ្នូតពីរពណ៌ដើម្បីបញ្ជាក់ប្រភេទខ្សែ។

How to read an automotive wiring diagram (Porsche 944)

Articles by Larry Carley, Nationally Recognized Automotive Technical Writer and Author
Prepared by Tiv Dararith, Mechanical Engineer at Institute of Technology of Cambodia

សៀគ្វីអគ្គិសនីរថយន្ត

automotive wiring repair

រថយន្តអ្នកដំណើរ និងរថយន្តធនធ្ងន់មានប្រព័ន្ធអគ្គិសនីយ៉ាងទូលំទូលាយ ដែលមានរាប់រយ ប្រព័ន្ធខ្សែភ្លើងនិងសៀវគ្វិអគ្គិសនី។ សៀគ្វីអគ្គិសនីគឺជាផ្នែកមូលដ្ឋាននៃលំហូរអេឡិចត្រុងអគ្គិសនី។ សៀគ្វីអគ្គិសនីត្រូវតែមានទំរង់ជាផ្លូវដែលអាចឲ្យអាំងតង់ស៊ីតេចរន្តអគ្គិសនីរត់ឆ្លងកាត់បាន។ លំហូរអេឡិចត្រុងត្រូវការផ្លូវដើម្បីឲ្យវាត្រលប់មកប្រភពដើមរបស់វាវិញ (អាគុយ ឬអាល់ទែណាទ័រ)។

ប្រភេទសៀគ្វីអគ្គិសនីរថយន្តមាន 2 ប្រភេទ៖

• សៀគ្វីអគ្គិសនីតជាស៊េរី (series circuit) គឺជាសៀគ្វី ដែលមានគ្រឿងបង្គុំអគ្គិសនីតភ្ជាប់គ្នាពីចុងមួយទៅចុងមួយនៅក្នុងរបៀបជាខ្សែសង្វាក់។ លំហូរចរន្តអគ្គិសនីមានផ្លូវតែមួយ ដូចនេះបរិមាណអាំងតង់ស៊ីតេចរន្តអគ្គិសនី ដែលឆ្លងកាត់សៀគ្វីទាំងអស់មានតំលៃស្មើរគ្នាឬថេរ។ ចំនែកឯរ៉េស៊ីស្តង់សរុប (total resistance) នៅក្នុងសៀគ្វីតជាស៊េរី គឺស្មើរនឹងផលបូករ៉េស៊ីស្តង់នីមួយៗ នៃគ្រឿងបង្គុំសៀគ្វីអគ្គិសនី។ ប្រសិនបើគ្រឿងបង្គុំណាមួយដាច់ខ្សែឬខូច នោះវានឹងធ្វើឲ្យគ្រឿងបង្គុំផ្សេងៗទៀតខូច ឬមិនដំណើរការ ដោយសារតែចរន្តអគ្គិសនីមិនអាចរត់ឆ្លងកាត់សៀគ្វីអគ្គិសនីទាំងអស់នោះ។
• សៀគ្វីអគ្គិសនីតជាខ្នែង (parallel circuit) គឺជាសៀគ្វី ដែលមានគ្រឿងបង្គុំអគ្គិសនីតភ្ជាប់គ្នាជាខ្នែង។ បង្គុំអគ្គិសនីប្រភេទនេះ បង្កើតឲ្យមានផ្លូវដោយផ្នែកៗ ដើម្បីឲ្យចរន្តអគ្គិសនីងាយស្រួលឆ្លងកាត់។ រ៉េស៊ីស្តង់នីមួយៗនៃបង្គុំអគ្គិសនីជាខ្នែងត្រូវបានកំណត់ដោយតង់ស្យុង (voltage drop) និងលំហូរចរន្តអគ្គិសនី (current flow) ដែលឆ្លងកាត់ផ្នែកទាងអស់នោះ។ ផលប្រយោជន៍មួយនៃសៀគ្វីអគ្គិសនីតជាខ្នែង គឺផ្នែកផ្សេងៗនៃសៀគ្វីអគ្គិសនីអាចដំណើរការដោយឯករាជ ឬមិនជាប់ទាក់ទងគ្នា។ ប្រសិនបើសៀគ្វីអគ្គិសនី ឬគ្រឿងបង្គុំមួយខូច វាមិនត្រូវបានរំខានដល់គ្រឿងបង្គុំអគ្គិសនីផ្សេងៗទៀតទេ។

នៅក្នុងរថយន្ត សៀគ្វីអគ្គិសនីមួយចំនួនត្រូវបានតភ្ជាប់គ្នានៃគ្រឿងបង្គុំអគ្គិសនីជាស៊េរី និងជាខ្នែង ដែលបង្គុំនោះហៅថា សៀគ្វីអគ្គិសនីតជាស៊េរីខ្នែង (series-parallel electrical circuit)។ សៀគ្វីប្រភេទមួយនេះមានផ្នែកមួយចំនួនចរន្តអគ្គិសនីរត់កាត់គ្រឿងទទួលជាស៊េរី និងផ្នែកខ្លះទៀតជាខ្នែង។

Basic Circuit Types

ការដោះស្រាយបញ្ហា និងស្វែងរកកំហូចផ្សេងៗនៅក្នុងសៀគ្វីអគ្គិសនីរថយន្ត គេត្រូវប្រើឧបករណ៍វាស់តង់ស្យុង (volts), អំពែរ (amps) និងអូ (ohms)។

វ៉ុល (VOLTS)

តង់ស្យុង (voltage) គឺជាភាពខុសគ្នានៅក្នុងប៉ូតង់ស្យែលអគ្គិសនីរវាងចំនុចពីរ ឬជាបរិមាណកំលាំងជំរុញឲ្យចរន្តអគ្គិសនីរត់ឆ្លងកាត់គ្រឿងទទួល គេហៅវាថាជាកំលាំងជំរុញអគ្គិសនី (Electromotive Force or EMF)។ វាប្រៀបដូចជាសំពាធនៃកំលាំង បំណែនខ្យល់ដែលហូរក្នុងបំពង់ខ្យល់ ប៉ុន្តែជំនួសឲ្យការវាស់សំពាធជាទំងន់ 1ផោន / 1អ៊ីញការរ៉េ (pounds per square inch or PSI) ចំណែកតង់ស្យុងវាស់ជា វ៉ុល (volts) ។

អ្នកអាចវាស់តង់ស្យុងដោយប្រើវ៉ុលម៉ែតឌីជីថល ឬអាណាឡូក (digital or analog voltmeter)។ រថយន្តទំនើបគេតំរូវឲ្យប្រើវ៉ុលម៉ែតឌីជីថល ពីព្រោះវ៉ុលម៉ែតឌីជីថលអាចវាស់តម្លៃតង់ស្យុងទាបជាង 0.1 volts។

តាំងពីពាក់កណ្តាលឆ្នាំ 1950 ប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចរបស់រថយន្តអ្នកដំណើរ និងរថយន្តធនធ្ងន់ទាំងអស់ត្រូវបានប្រើតង់ស្យុង 12 V ។ ប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចទាំងអស់មានខ្សែម៉ាស់ឬខ្សែដី (Negative (-) ground) ភ្ជាប់ជាមួយតួរថយន្ត ហើយជាធម្មតាវាប្រើសម្រាប់តភ្ជាប់ដី (ground connection)។

ខ្សែអាគុយប៉ូលដក (battery negative cable (-)) ត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយលោហៈក្រោមតួរថយន្ត (metal body or chassis) ហើយប៉ូលបូករបស់អាគុយ ( battery positive cable (+)) ត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយ ផ្នែកថាមពលនៃសៀគ្វីអគ្គិសនីរថយន្ត និងប្រព័ន្ធសាកអាគុយ (charging system)។

សែនស័រ (sensors) មួយចំនួន និងម៉ូឌុលបញ្ជាអេឡិចត្រូនិចប្រើតង់ស្យុងទាបណាស់ជាធម្មតា 5 V ប៉ុន្តែរបុមបញ្ឆេះម៉ាស៊ីន (ignition coils) អាចបង្កើតតង់ស្យុងខ្ពស់ខ្លាំងណាស់ប្រមាណជា ពី 5000 ទៅ 35,000 V ដើម្បីធ្វើឲ្យ ឆ្នុកផ្លេក (spark plug) បង្កើតផ្កាភ្លើងបញ្ឆេះ ម៉ាស៊ីន។

រថយន្តហាយព្រីត (hybrid vehicles) ប្រើអាគុយដែលមានតង់ស្យុងខ្ពស់ ពី 140 – 300 V ទៅអូសម៉ូទ័រអគ្គិសនីនៅក្នុងឡាន និងបង្កើតប្រភពអគ្គិសនីសំរាប់ប្រព័ន្ធបរដោយអេឡិចត្រូនិច (electric drive)។

Honda Hybrid Engine

ត្រូវមានការប្រុងប្រយ័ត្នខ្ពស់នៅពេលធ្វើការ ឬជួសជុលប្រព័ន្ធម៉ាស៊ីនហាយព្រីតដែលវាមានកូដខ្សែពណ៌ ទឹកក្រូច ហើយមិនត្រូវប៉ះពាល់របុមបញ្ឆេះម៉ាស៊ីន (ignition coils) ឬខ្សែភ្លើងឆ្នុកផ្លេក (spark plug wire) នៅពេលម៉ាស៊ីនកំពុងឆេះ ឬដំណើរការ ដើម្បីបញ្ជៀសគ្រោះថ្នាក់នៃការឆក់ចរន្តអគ្គិសនី។ ការឆក់ចរន្តអគ្គិសនីដែលចេញពី ឆ្នុកផ្លេក (spark plug) គឺគ្រោះថ្នាក់បំផុត ប៉ុន្តែវាមិនបណ្តាលឲ្យមនុស្សស្លាប់ទេ ព្រោះអាំងតង់ស៊ីតេចរន្តបញ្ចេញមកពីប្រភពដើមមានតម្លៃតូច (current [amperage] is low) ប៉ុន្តែការឆក់ចរន្តអគ្គិសនីដែលចេញពីម៉ាស៊ីនហាយព្រីតអាចបណ្តាលឲ្យមនុស្សស្លាប់ភ្លាមៗ។

អំពែរ (AMPS)

អាំងតង់ស៊ីតេចរន្ត គឺជាចំនួនឬបរិមាណអេឡិចត្រុងដែលរត់ឆ្លងកាត់អង្គធាតុចម្លង ឬសៀគ្វីអគ្គិសនី។ វាជារង្វាស់បរិមាណ ឬមាឌ ដែលត្រូវបានបញ្ជាក់ខ្នាតមួយហៅថាអំពែរ (amperes)។ វាមានភាពស្រដៀងគ្នាជាមួយនឹងបំពង់ខ្យល់ ដែលមានមាឌខ្យល់ 1 ម៉ែតគូប (m³ ) រត់ឆ្លងកាត់ក្នុងរយៈពេល 1 នាទី។ 1 A ស្មើរនឹង 6.3 លានមួយរយកោដិអេឡិចត្រុង (1 A = 6.3 million trillion electrons (6.3 with 18 zeros after it) ដែលឆ្លងកាត់ចំនុចមួយក្នុងរយៈពេល 1 វិនាទី។ នោះជាចំនួនអេឡិចត្រុងដ៏ច្រើន ប៉ុន្តែនៅក្នុងសៀគ្វីអគ្គិសនីរថយន្តមានអាំងតង់ស៊ីតេចរន្តអគ្គិសនីតូច។

អំពែរត្រូវបានវាស់ដោយឧបករណ៍ឈ្មោះអំពែរម៉ែត (ammeter) គេក៏អាចប្រើម៉ាល់ទីម៉ែត (multimeter) ។

ហ្វុយស៊ីប (fuses) ត្រូវបានប្រើសំរាប់ការពារសៀគ្វីអគ្គិសនីពីការផ្ទុកហួសប្រមាណនៃចរន្តអគ្គិសនី ដែលបណ្តាលឲ្យកំដៅកាន់ឡើងខ្លាំងហួសហេតុពេក។ ហ្វុយស៊ីបត្រូវបានចាត់ថ្នាក់យោងទៅតាមទំហំអំពែរ ដែលវាអាចទទួលយកបាន។ នៅពេលដែល ដាច់ហ្វុយស៊ីប (fuse blow) គឺវាបញ្ឈប់ចរន្តអគ្គិសនីរត់ឆ្លងកាត់សៀគ្វី។ ហ្វុយស៊ីបដាច់ គឺបង្ហាញប្រាប់ថាសៀគ្វីផ្ទុកចរន្តលើសហួសហេតុឬមានកំហូច ដូចជាការផ្ទុះសេ (short circuit) បណ្តាលឲ្យមានចរន្តលើសពីតំរូវការរត់ឆ្លងកាត់សៀគ្វី ។

សូមចុចនៅទីនេះ ដើម្បីស្វែងយល់បន្ថែមអំពី ហ្វុយស៊ីប និងប្រអប់ថាមពល Power Centers: Relays & Fuses  !

Automotive Fuses

ណែនាំ៖ ប្រសិនបើមានហ្វុយស៊ីបដាច់ ត្រូវប្តូរវាថ្មីដោយជ្រើសរើសទំហំអំពែរដូចគ្នាជាមួយនឹងហ្វុយស៊ីបដើម មិនត្រូវប្តូរហ្វុយស៊ីបថ្មី ដែលមានទំហំអំពែរធំជាងរបស់ដើម គឺវាអាចធ្វើឲ្យសៀគ្វីឬគ្រឿងទទួលកាន់កំដៅខ្លាំងឈានទៅរកការខូចខាត។

អូម (Ohms)

រ៉េស៊ីស្តង់អគ្គិសនី គឺជាការផ្ទុយគ្នា ពីលំហូរចរន្តអគ្គិសនី ឬការឃាំងបង្អាក់ លំហូរអេឡិចត្រុង ។ រ៉េស៊ីស្តង់ត្រូវបានវាស់ ដោយទំហំគិតជា អូម (ohms) ។ គេប្រៀបធៀបវា ទៅនឹងលំហូរខ្យល់ នៅក្នុងបំពង់ខ្យល់ ដែលគេអាចកាត់បន្ថយ បរិមាណខ្យល់ ដោយបន្ថយមុខកាត់ ឬ អង្កត់ផ្ចិតបំពង់ខ្យល់ ឬ យកម្រាមដៃ ទៅបិទភ្ជិតវា ។ អាំងតង់ស៊ីតេចរន្តអគ្គិសនី រត់ឆ្លងកាត់ខ្សែភ្លើង ដែលអាចកាត់បន្ថយ ចរន្តអគ្គិសនីនោះ ដោយប្រើរ៉េស៊ីស្តង់ ។ រ៉េស៊ីស្តង់អាចបង្កើតដោយ ការផ្លាស់ប្តូរ សមាសភាព នៃសម្ភារៈមួយ ដោយការបន្ថយទំហំរបស់ខ្សែភ្លើង (ខ្សែភ្លើងតូច មានរ៉េស៊ីស្តង់ធំ ជាងខ្សែភ្លើងធំ)  ឬដោយ ការបន្ថែមកំដៅ (heat increases resistance) ។

រ៉េស៊ីស្តង់ត្រូវបានវាស់ ដោយអូមម៉ែត (ohmmeter) ឬប្រើ ម៉ាល់ទីម៉ែត (multimeter) ។

បម្រាម ៖ មិនត្រូវវាស់រ៉េស៊ីស្តង់ (ohms) នៅក្នុងសៀគ្វី ដែលកំពុងមានតង់ស្យុង ដែលវា អាចធ្វើឲ្យខូចអូមម៉ែត ។ រ៉េស៊ីស្តង់អាចវាស់បាន នៅពេលចរន្តអគ្គិសនី ត្រូវបានផ្តាច់ ។

រូបមន្តច្បាប់អូម (OHMS LAW)

Ohms Law

តង់ស្យុង 1 V ស្មើរនឹងបរិមាណកំលាំង ដែលត្រូវការដើម្បីជំរុញឲ្យចរន្ត 1 A អាចឆ្លងកាត់សៀគ្វីជាមួយរ៉េស៊ីស្តង់ 1 ohm។ បាតុភូតនេះ គឺជាគោលការណ៏ “ច្បាប់អូម” ដែលត្រូវបានដាក់ឈ្មោះទៅតាមអ្នកវិទ្យាសាស្ត្រដែលបានស្រាវជ្រាវនិងបង្កើតរូបមន្តច្បាប់អូមនេះដំបូងគេបង្អស់។

V (Volts) = I (Apms) x R (Ohms)

ការយល់ដឹងអំពីច្បាប់អូមនិងទំនាក់ទំនងរវាង វ៉ុល – អូម និងអំពែរ គឺជាកូនសោរដើម្បីស្វែងយល់អំពីចរន្តអគ្គិសនី និងអ្វីៗដែលកើតឡើងនៅក្នុងសៀគ្វីអគ្គិសនីរថយន្ត។

Articles by Larry Carley, Nationally Recognized Automotive Technical Writer and Author
Prepared by Tiv Dararith, Mechanical Engineer at Institute of Technology of Cambodia