Kun öljynpaine putoaa jarrutuksessa tai jäähdytysnesteen lämpö karkaa, kuljettajalla ei ole aikaa selata irrallisia mittareita. CAN-väylä näyttö kilpa-autoon ei ole vain siisti digitaalinen mittaristo, vaan käyttöliittymä ECU:n, PDM:n, antureiden ja kuljettajan välillä. Oikein rakennettuna se näyttää olennaisen datan yhdellä silmäyksellä, hälyttää ennen vauriota ja vähentää johtosarjan sekä erillismittareiden määrää.
Näytön valinta ei silti ala ruudun koosta tai ulkonäöstä. Ensin on tiedettävä, mitä dataa autossa on saatavilla, millä CAN-protokollalla laitteet keskustelevat ja mitä kuljettajan on oikeasti nähtävä ajon aikana. Rata-auto, drift-auto ja rallikäyttöön rakennettu auto tarvitsevat usein eri painotuksen, vaikka peruskomponentit ovat samat.
Mitä CAN-väylänäyttö tekee kilpa-autossa?
CAN-väylä on kaksijohtiminen tiedonsiirtoväylä, jolla ohjainlaitteet lähettävät dataa samassa verkossa. Kilpa-autossa väylässä voi olla esimerkiksi moottorinohjaus, PDM tai PMU, lambdaohjain, CAN-laajennusmoduuli, digitaalinen kojelauta ja dataloggeri. Näyttö lukee väylältä määritellyt viestit ja muuttaa raakadatasta kuljettajalle käyttökelpoisen näkymän.
Tyypillinen perusnäkymä sisältää moottorin kierrosluvun, vaihteen, öljynpaineen, öljyn- ja jäähdytysnesteen lämpötilan, polttoainepaineen, ahtopaineen, lambda-arvon sekä akun jännitteen. Kun auto on rakennettu PDM-ohjauksella, näytölle voidaan tuoda myös esimerkiksi jäähdytyspuhaltimen tila, polttoainepumpun lähtö, valojen tila ja virtapiirien vikailmoitukset.
Suurin hyöty tulee hälytyksistä. Pelkkä numero öljynpaineelle ei auta, jos kuljettaja ei katso sitä oikealla hetkellä. Näyttöön määritetty punainen varoitus, vaihtovalo tai koko ruudun täyttävä hälytys tekee poikkeamasta havaittavan. Joissakin kokonaisuuksissa näyttö voi välittää tiedon myös ECU:lle tai PDM:lle, jolloin järjestelmä voi rajoittaa kierroksia, katkaista ahtopaineohjauksen tai suojata moottoria ennalta asetetulla logiikalla. Toiminnon jako riippuu aina käytetystä ohjainlaitteesta - näyttö ei korvaa ECU:n moottorinsuojausta.
Aloita ECU:sta ja CAN-protokollasta
CAN-näyttöä ei kannata ostaa ennen kuin ECU:n CAN-tuki on tarkistettu. Link ECU Wire-In ECU -ratkaisuissa, ECUMasterin moottorinohjauksissa ja monissa muissa kilpailutason ECU:ssa CAN-lähtö voidaan konfiguroida lähettämään tarvittavat kanavat. Se ei kuitenkaan tarkoita automaattisesti sitä, että mikä tahansa näyttö toimii suoraan kytkemällä.
Yhteensopivuudessa ratkaisevat CAN-nopeus, viestien ID:t, tavujärjestys, skaalaus ja päivitysnopeus. Käytännössä näyttö tarvitsee joko valmistajan valmiin ECU-profiilin, erillisen CAN-template-tiedoston tai käsin rakennettavan CAN-mappauksen. Valmis profiili nopeuttaa käyttöönottoa merkittävästi. Käsin tehtävä määritys antaa enemmän vapautta, mutta vaatii, että rakentaja ymmärtää mitä ECU todella lähettää väylään.
CAN-nopeus on usein 500 kbit/s tai 1 Mbit/s, mutta arvaaminen ei kuulu kilpa-auton sähköihin. Kaikkien saman väylän laitteiden on käytettävä samaa nopeutta. Jos autossa on useampi CAN-verkko, esimerkiksi yksi voimansiirrolle ja toinen kojelaudalle, väylien yhdistäminen ilman suunnitelmaa voi aiheuttaa virheitä tai tarpeetonta liikennettä. CAN-gateway tai ECU:n toinen CAN-kanava on usein siistimpi ratkaisu kuin kaiken kasaaminen samaan johtopariin.
Valitse näyttö käyttötavan mukaan
Pieni CAN-näyttö toimii hyvin kevyessä rata- tai drift-autossa, jossa tärkeintä on kierrosluku, vaihde ja muutama kriittinen moottorikanava. Se vie vähän tilaa, painaa vähän ja on helppo sijoittaa lähelle näkökenttää. Jos autossa käytetään erillistä dataloggeria, näytön ei tarvitse olla täynnä lisätoimintoja.
Laajempi dash logger -tyyppinen ratkaisu sopii autoon, jossa halutaan yhdistää mittaristo, datankeruu, GPS, sektoriajat ja mahdollisesti kameradata samaan järjestelmään. Tästä on hyötyä erityisesti ratapäivä- ja kilpa-autossa, jossa alustasäätöä, ajolinjaa ja moottorin toimintaa kehitetään datan perusteella. Ratkaisu maksaa enemmän, mutta voi poistaa erillisen loggerin ja useita lisälaitteita.
Drift-autossa näytön tärkeimmät ominaisuudet ovat yleensä erittäin selkeä hälytyslogiikka, hyvä luettavuus sivuttaisessa ajossa ja luotettava toiminta tärinässä. Rata-autossa painottuvat lisäksi vaihto-opastus, kierrosaikatieto ja dataloggauksen mahdollisuudet. Rallissa tai sprintissä fyysiset painikkeet, voimakas taustavalo ja hanskat kädessä toimiva käyttö voivat ratkaista enemmän kuin suuri kosketusnäyttö.
Näytön koko kannattaa suhteuttaa ohjaamoon. Liian pieni näyttö pakottaa siristämään, liian suuri voi peittää näkyvyyttä tai hankaloittaa kojelaudan rakentamista. Näyttö sijoitetaan tavallisesti ratin taakse tai sen yläpuolelle siten, että kierrosluku ja hälytykset näkyvät ilman katseen irrottamista ajolinjasta. Huomioi myös turvakaaren, ratin irrotuksen, sammutinjärjestelmän vetimen ja muiden pakollisten hallintalaitteiden tila jo suunnitteluvaiheessa.
Rakenna näkymät ajamista varten, ei demoa varten
Hyvä näyttösivu ei yritä näyttää kaikkea. Kuljettajan ajonäkymässä kierrosluku, vaihde, öljynpaine, jäähdytysnesteen lämpötila ja aktiiviset varoitukset ovat yleensä tärkeämpiä kuin jokainen ECU:n laskema arvo. Lambda, polttoainepaine ja ahtopaine voidaan tuoda näkyviin, jos niitä seurataan jatkuvasti kyseisessä moottorissa.
Useampi sivu on järkevä, kun sivuilla on selkeä tehtävä. Ajosivu palvelee kuljettajaa, warm-up-sivu näyttää lämmityksen kannalta olennaiset arvot ja huoltosivu voi sisältää laajemmin lämpötiloja, paineita, jännitteitä sekä PDM:n lähtöjen tiloja. Näin data on saatavilla, mutta se ei kuormita kuljettajaa mutkan sisäänmenossa.
Hälytysrajat kannattaa määrittää käyttötilanteen mukaan. Esimerkiksi öljynpaineen minimi ei voi olla yksi kiinteä arvo kaikilla kierrosluvuilla ja öljynlämpötiloilla. Kylmällä öljyllä, tyhjäkäynnillä ja korkeilla kierroksilla normaalialueet ovat erilaiset. Parhaassa toteutuksessa ECU hoitaa moottorin suojauksen ehdollisilla rajoilla, kun taas näyttö kertoo kuljettajalle nopeasti, miksi suojaus aktivoitui.
Johdotus, päätevastukset ja virransyöttö ratkaisevat luotettavuuden
CAN-väylä tarvitsee kierretyn johtoparin, oikean topologian ja päätevastukset väylän fyysisiin päihin. Tavallinen lähtökohta on 120 ohmin päätevastus kummassakin päässä, jolloin väylän kokonaisvastus on mitattuna noin 60 ohmia, kun järjestelmä on virraton. Vastusten määrä ja sijainti on silti tarkistettava aina kyseisen laitekokonaisuuden kytkentäkaaviosta. Monessa näytössä tai ECU:ssa päätevastus on valmiina, joskus kytkettävissä valikosta tai hyppylangalla.
Pitkät haarat, huonot puristusliitokset ja CAN-H- sekä CAN-L-johtimien sekoittaminen ovat tavallisia syitä satunnaisiin yhteysongelmiin. Kilpa-autossa kannattaa käyttää kunnollisia liittimiä, suojata johdot mekaaniselta rasitukselta ja pitää CAN-johto erillään sytytyspuolien, laturin pääkaapelin ja muiden voimakkaasti häiriötä synnyttävien johtojen reiteistä. Suojaus ja maadoitus toteutetaan komponenttivalmistajan ohjeen mukaan - väärin kytketty suojavaippa voi lisätä häiriöitä.
Näytön käyttöjännite on myös osa kokonaisuutta. Jos järjestelmä käynnistyy PDM:n kautta, voidaan näyttö sammuttaa hallitusti ja välttää turha virrankulutus varikolla. Käynnistysjännite, sulakekoko ja heräte kannattaa suunnitella samalla, kun tehdään koko kilpailusähköjen kaavio. Jälkikäteen vedetty yksi plusjohto on usein alku kompromissille, joka näkyy myöhemmin vikojen etsintänä.
Testaa ennen ensimmäistä lähtöä
Kun näyttö on asennettu, jokainen kanava pitää verrata ECU-ohjelmiston live-dataan. Tarkista erityisesti paineiden yksiköt, lämpötilojen skaalaus, lambda-arvo, vaihdenäyttö ja kierroslukusignaali. Kymmenkertaisena näkyvä ahtopaine tai väärin skaalattu polttoainepaine ei ole kosmeettinen virhe, vaan voi johtaa väärään päätökseen varikolla.
Testaa myös hälytykset hallitusti. Voiko anturin liittimen irrotuksella, simuloidulla arvolla tai ECU:n testitoiminnolla varmistaa, että näyttö reagoi oikein? Näkyykö varoitus kirkkaassa päivänvalossa, ja kuuluuko äänimerkki kypärä päässä? Tarkista samalla, että näytön uudelleenkäynnistys ei katkaise väylää muilta laitteilta.
TPW Partsilla CAN-näyttö kannattaa suunnitella osana ECU-, PDM- ja johtosarjakokonaisuutta, ei irrallisena kojelaudan päivityksenä. Kun viestit, anturit, virransyöttö ja hälytysstrategia määritetään ennen johtosarjan viimeistelyä, kuljettajalle jää käyttöön näkymä, joka kertoo oikean asian juuri silloin, kun sillä on merkitystä.
