Control digital de sistemas mediante bus CAN

Para el control de los sistemas de alumbrado y de maniobras de un vehículo, emplearemos cuatro microcontroladores Arduino UNO R3 o compatible.

Como materiales para el control electrónico, emplearemos:

4 microcontrolador
Cables dupont
Módulo de 8 relés con excitación por nivel bajo
Pantalla LCD 20x4 con módulo I2C
Pantalla LCD 16x2 con módulo I2C
Placa protoboard para facilitar el conexionado
Monomando del vehículo
Llave de contacto
Interruptor para luces de emergencia (warning)
Pulsador para activación/desactivación del claxon
Pulsador para la activación/desactivación de alumbrado de luces antiniebla

Los receptores que emplearemos son:

2 pilotos delanteros luces de posición
2 pilotos delanteros luces de maniobras (intermitentes)
2 proyectores luces de cruce
2 proyectores luces de carretera
2 pilotos traseros con luces de posición y luces de maniobra
1 ó 2 pilotos traseros para luces antiniebla
1 zumbador para el sistema de olvido de luces
1 claxon

Montaremos una caja de fusibles para parcializar los siguientes circuitos:

Luces de posición delantera y trasera izquierda
Luces de posición delantera y trasera derecha
Proyector de cruce izquierdo
Proyector de cruce derecho
Proyector de carretera izquierdo
Proyector de carretera derecho
Luces de maniobras delantera y trasera izquierda
Luces de maniobras delantera y trasera derecha
Luces antiniebla traseras
Claxon
Alarma de olvido de luces

Las funcionalidades que vamos a conseguir con el empleo del microcontrolador programado son:

Luces de posición activables con y sin llave de contacto
Luces de emergencia (warning) activables con y sin llave de contacto
Luces de cruce sólo activables con llave de contacto y luces de posición
Luces de carretera sólo activables con llave de contacto y luces de posición. Su activación conlleva la activación de las luces de cruce y la desactivación de las luces antiniebla si procede.
Intermitentes izquierdo y derecho sólo activables con llave de contacto y con incompatibilidad entre ambos
Luces antiniebla traseras, sólo activables con llave de contacto y luces de posición y con desactivación automática en caso de activación de la luz de carretera.
Claxon sólo activable con llave de contacto

Asimismo, se dispondrá de un aviso luminoso mediante mensaje en pantalla LCD de la activación/desactivación de la llave de contacto (terminal 15), del olvido de luces encendidas tras la desconexión de la llave de contacto y de la selección de la función confort para las luces de maniobras (permite varios parpadeos repetidos con un solo toque del mando selector).

Un esquema del conexionado necesario puede verse en la siguiente imagen.

En dos de los módulos MCP2515 deberemos establecer un puente entre los pines del conector J1 para poder implementar dos resistencias terminales de 120 Ω en el bus.

Además de los pines de alimentación Vcc y GND del módulo de relés y de las pantallas LCD, en la siguiente tabla muestran todos los pines de conexión del PIC.

Tabla. Conexionado de pines de la unidad de control de mandos

Pin	Entrada/Salida
D2	Entrada señal baja para función warning
D3	Entrada señal baja para luces de posición
D4	Entrada señal baja para luces de cruce
D5	Entrada señal baja para luces de carretera
D6	Entrada señal baja para intermitente izquierdo
D7	Entrada señal baja para intermitente derecho
D8	Entrada señal baja para claxon
D9	Entrada señal baja para luces antiniebla
D10	Conexión a pin CS de MCP215
D11	Conexión a pin SI de MCP2515
D12	Conexión a pin SO de MCP2515
D13	Conexión a pin SCK de MCP2515
D14=A0	Entrada señal baja para activación de terminal +15
D19=A5	Entrada señal baja para función confort de intermitentes

Tabla. Conexionado de pines de la unidad de interface de pantalla LCD

Pin	Entrada/Salida
D10	Conexión a pin CS de MCP215
D11	Conexión a pin SI de MCP2515
D12	Conexión a pin SO de MCP2515
D13	Conexión a pin SCK de MCP2515
D18=A4	Conexión a pin SDA de módulo I2C de pantalla LCD
D19=A5	Conexión a pin SCL de módulo I2C de pantalla LCD

Para el conexionado de los pines del módulo de relés, se sugiere el orden mostrado en la siguiente tabla, aunque cualquier otro orden puede ser igualmente válido. El orden sugerido se corresponde con la asignación de relés que se observa en los pictogramas de la imagen.

Tabla. Conexionado de pines de la unidad de control de actuadores

Pin	Entrada/Salida
D2	Salida señal baja para activación de luces de posición (relé INT1)
D3	Salida señal baja para activación de luces de posición (relé INT2)
D4	Salida señal baja para activación de luces de cruce (relé INT3)
D5	Salida señal baja para activación de luces de carretera (relé INT4)
D6	Salida señal baja para activación de intermitente izquierdo (relé INT5)
D7	Salida señal baja para activación de intermitente derecho (relé INT6)
D8	Salida señal baja para activación de claxon (relé INT7)
D9	Salida señal baja para activación de luces antiniebla (relé INT8)
D10	Conexión a pin CS de MCP215
D11	Conexión a pin SI de MCP2515
D12	Conexión a pin SO de MCP2515
D13	Conexión a pin SCK de MCP2515

Tabla. Conexionado de pines de la unidad de monitoreo con pantalla LCD

Pin	Entrada/Salida
D10	Conexión a pin CS de MCP215
D11	Conexión a pin SI de MCP2515
D12	Conexión a pin SO de MCP2515
D13	Conexión a pin SCK de MCP2515
D18=A4	Conexión a pin SDA de módulo I2C de pantalla LCD
D19=A5	Conexión a pin SCL de módulo I2C de pantalla LCD

La programación del microcontrolador mediante el IDE necesita tener instalado las librerías correspondientes al módulo I2C (Wire), a la pantalla LCD (LiquidCrystal_I2C) y al bus CAN (SPI y mcp_can).

En el caso de optar por una pantalla OLED SSD1331 para la unidad de monitoreo del bus, necesitaremos las librerías correspondientes a dicha pantalla (Arduino Adafruit_GFX y Adafruit_SSD1331) y el conexionado de pines será el mostrado en la siguiente tabla.

Tabla. Conexionado de pines de la unidad de monitoreo con pantalla LCD

Pin	Entrada/Salida
D1	Conexión a pin CS de pantalla OLED
D2	Conexión a pin DC de pantalla OLED
D3	Conexión a pin RES de pantalla OLED
D4	Conexión a pin SDA de pantalla OLED
D5	Conexión a pin SCL de pantalla OLED
D6	Conexión a pin Vcc de pantalla OLED
D7	Conexión a pin GND de pantalla OLED
D10	Conexión a pin CS de MCP215
D11	Conexión a pin SI de MCP2515
D12	Conexión a pin SO de MCP2515
D13	Conexión a pin SCK de MCP2515