Arquitetura Eletrônica

1.1 Sistema de controle

Um sistema de controle (Brasil) ou sistema de controlo (português europeu), é um dispositivo ou um grupo de dispositivos que gerenciam o comportamento de outros dispositivos. Alguns dispositivos ou sistemas não são controláveis.

Um sistema de controle é uma interconexão de componentes conectados ou relacionados, de maneira a comandar, controlar ou ajustar a si mesmo ou outro sistema. Há dois tipos comuns de controladores, com muitas variações e combinações: controle lógico, e controle realimentado (ou linear). Há também a lógica fuzzy que procura combinar a estrutura fácil da lógica com a utilidade do mundo real dos controles realimentados.

1.2 Arquiteturas elétricas

Arquiteturas elétricas são as formas como os diversos sistemas de controle são implementados e interconectados em uma aplicação embarcada.

No setor automotivo, entre os diversos conceitos de arquitetura elétrica iremos destacar dois: arquitetura centralizada e arquitetura distribuída.

1.3 Arquitetura Centralizada

Possui uma única Unidade Eletrônica de Controle (ECU), ela é responsável por receber todos os sinais de entrada, como os sensores e chaves de comando, processá-los e comandar as respectivas saídas de controle do sistema, como as válvulas e relés.

Dentro da ECU principal são encontrados hardware e software que permitem a leitura das entradas, seu processamento e a atuação das saídas.

Figura 1 - Controle por uma ECU

A principal vantagem desse sistema está na simplicidade do hardware que consiste basicamente de sensores e atuadores, uma unidade de processamento (ECU) e os sensores/atuadores que devem ser controlados.

A principal desvantagem está na necessidade de todo cabeamento convergir para essa unidade, o que além de tornar a fiação volumosa dificulta a manutenção. Outro problema está na possibilidade de se expandir ou alterar o sistema, pois isso exigiria modificação do hardware e do software, o que não é simples.

1.4 Arquitetura Distribuída

Nessa arquitetura são usadas diversas ECUs colocadas em pontos apropriados do veículo, cada uma é destinada a execução de determinadas funções existentes no veículo, são todas interligadas podendo assim se comunicar.

Figura 2 - Arquitetura distribuída - diagrama esquemático

As ECUs 4 e 5 são responsáveis pela leitura direta das entradas do sistema, enquanto as ECUs 1, 2 e 3 são responsáveis pelo comando das saídas. Qualquer uma das ECU’s pode participar do processamento dos dados.

Essa arquitetura apresenta diversas vantagens:

Uma delas consiste na necessidade de pouco cabeamento para o carro, já que as ECUs podem ser instaladas junto aos locais em que devem controlar (sensores e atuadores).

Essa redução do cabeamento também reduz o tempo de manufatura e torna o sistema mais robusto. Menor número de contatos leva a uma menor possibilidade de falhas. Outro ponto importante a ser considerado é que ele permite uma fácil ampliação do sistema, já que apenas uma ECU é alterada.

A desvantagem está na necessidade de se ter um sistema segura de comunicação entre as ECUs. Como isso é feito é determinado pelo que se denomina Protocolo de Comunicação.

A presença desse protocolo exige um software de controle para a rede, sendo difícil a determinação