مالتی پلکس چیست؟ مزایا و معایب سیستم جدید سیم کشی در خودروهای مدرن

در صنعت خودروسازی معاصر، افزایش پیچیدگی سیستم‌های الکتریکی و الکترونیکی به یکی از چالش‌های اساسی سازندگان و کاربران تبدیل شده است. با گسترش استفاده از اجزای پیشرفته مانند سیستم‌های تهویه مطبوع، سیستم‌های صوتی چندرسانه‌ای، حسگرهای متعدد و کنترل‌های هوشمند، مدیریت این اجزا به روش‌های سنتی سیم‌کشی انفرادی به امری دشوار و پرهزینه بدل شده است.

سیستم مالتی پلکس به‌عنوان یک فناوری نوین، پاسخی کارآمد به این نیاز ارائه کرده و با بهره‌گیری از شبکه‌های ارتباطی دیجیتال، روش‌های قدیمی را متحول کرده است. این سیستم با امکان کنترل متمرکز و یکپارچه، نه‌تنها هزینه‌ها و پیچیدگی‌های طراحی را کاهش می‌دهد، بلکه ایمنی، کارایی و قابلیت‌های تشخیصی خودروها را به‌طور قابل‌توجهی بهبود می‌بخشد. در این مقاله، به بررسی جامع سیستم مولتی پلکس، تاریخچه، عملکرد، مزایا و معایب، انواع، خودروهای مجهز به این سیستم، روش‌های عیب‌یابی و نکات نگهداری آن پرداخته می‌شود تا درک دقیق‌تری از این فناوری پیشرفته به دست آید.

سیستم مالتی پلکس سیستمی است که در آن داده‌ها از طریق یک شبکه مشترک به‌جای کابل‌های جداگانه برای هر دستگاه منتقل می‌شوند. این فناوری با استفاده از پروتکل‌های ارتباطی مانند CAN(Controller Area Network)، LIN (Local Interconnect Network) و FlexRay، اطلاعات را بین واحدهای کنترلی الکترونیکی (ECU) به اشتراک می‌گذارد. در این ساختار، هر نود (واحد کنترلی) پیام‌های دیجیتال را دریافت و پردازش می‌کند که این امر امکان تبادل سریع و کارآمد داده‌ها را فراهم می‌کند. هدف اصلی به‌کارگیری این سیستم، کاهش حجم و وزن سیم‌کشی، بهبود مدیریت داده‌ها و افزایش انعطاف‌پذیری در طراحی و ارتقای خودروها بوده است.

بیشتر بخوانید:

ریمپ یا تیونینگ ECU راهی ارزان‌قیمت برای افزایش قدرت خودرو

ریشه‌های این فناوری به دهه 1970 بازمی‌گردد، زمانی که شرکت‌های خودروسازی در اروپا و ایالات‌متحده با افزایش تعداد اجزای الکتریکی در خودروها مواجه شدند. در اوایل دهه 1980، شرکت‌هایی مانند مرسدس بنز و بوش اولین گام‌ها را برای توسعه سیستم‌های مولتی پلکس با پروتکل‌های ابتدایی برداشتند و آن را در مدل‌های لوکس خود آزمایش کردند. توسعه استاندارد CAN توسط شرکت بوش در سال 1986 نقطه عطفی بود که این فناوری را به‌طور گسترده در صنعت خودروسازی پذیرفتنی کرد. هدف اولیه، ساده‌سازی سیم‌کشی و کاهش هزینه‌های تولید بود، اما با پیشرفت تکنولوژی، این سیستم به ابزاری برای بهبود ایمنی، افزودن امکانات پیشرفته مانند سیستم‌های رانندگی خودکار و افزایش عمر مفید خودروها تبدیل شد.

سیستم مالتی پلکس با بهره‌گیری از اجزای اصلی زیر به‌طور هماهنگ عمل می‌کند:

• BSI (Body System Interface)

این واحد کنترل مرکزی، به‌عنوان مغز متمرکز سیستم، وظیفه مدیریت و توزیع داده‌ها بین نودها را بر عهده دارد. BSI اطلاعات دریافتی از حسگرها و عملگرها را پردازش کرده و دستورات لازم را به بخش‌های مختلف خودرو ارسال می‌کند. به عنوان مثال، در خودروی پژو 206، این سیستم نقش کلیدی در هماهنگی سیستم روشنایی، قفل درها و نمایشگرها دارد.

• نودها

واحدهای کنترلی کوچک یا همان ECU ها هستند که در نقاط مختلف خودرو، مانند درب‌ها، داشبورد و موتور، نصب شده‌اند. هر نود مسئول مدیریت یک یا چند عملکرد خاص است؛ برای نمونه، نود درب راننده در خودروهای رنو می‌تواند پنجره‌ها، آینه‌ها، قفل و حتی سیستم ضد سرقت را کنترل کند. این نودها با میکروکنترلرهای داخلی، پیام‌های دریافتی را تفسیر و اجرا می‌کنند.

• شبکه

شبکه ارتباطی که نودها را به هم متصل می‌کند، از کابل‌های دوسیم یا فیبر نوری استفاده می‌کند. این شبکه داده‌ها را با سرعت‌های بالا (تا 1 مگابیت بر ثانیه در پروتکل CAN و تا 10 مگابیت بر ثانیه در FlexRay) منتقل می‌کند و با پروتکل‌های استاندارد، هماهنگی بین اجزا را تضمین می‌کند. فیبر نوری در برخی مدل‌های لوکس برای کاهش نویز الکتریکی به کار می‌رود.

• فرایند

داده‌ها به‌صورت بسته‌های دیجیتال در شبکه ارسال و دریافت می‌شوند. هر نود پیام‌ها را تحلیل کرده و تنها دستورات مرتبط با خود را اجرا می‌کند. این فرایند با استفاده از پروتکل‌هایی مانند CAN برای سیستم‌های حیاتی (مثل ترمز و موتور)، LIN برای سیستم‌های کم‌سرعت (مثل شیشه‌بالابرها) و FlexRay برای کاربردهای زمان‌حساس (مثل سیستم‌های پایداری) مدیریت می‌شود. این روش، دقت، سرعت و امنیت انتقال اطلاعات را بهینه می‌کند.

سیستم مولتی پلکس تحول شگرفی در طراحی و عملکرد خودروها ایجاد کرده و مزایای متعددی به همراه دارد:

• کاهش حجم و وزن سیم‌کشی

 با جایگزینی کابل‌های انفرادی با شبکه‌های مشترک، وزن سیم‌کشی تا 75 درصد کاهش می‌یابد که به بهبود مصرف سوخت، کاهش هزینه‌های تولید و افزایش کارایی خودرو کمک می‌کند. این کاهش وزن در خودروهای الکتریکی نیز به افزایش برد مفید باتری کمک می‌کند.

• عیب‌یابی آسان با دیاگ

 دستگاه‌های دیاگ امکان خواندن کدهای خطا و شناسایی سریع مشکلات الکتریکی را فراهم می‌کنند، درحالی‌که سیستم‌های سنتی نیازمند بررسی دستی زمان‌بر و پرهزینه بودند.

• افزایش ایمنی

 هماهنگی بهتر بین سیستم‌ها، مانند ترمز ABS، کیسه هوا، سیستم‌های پایداری الکترونیکی و هشداردهنده‌های تصادف، ایمنی راننده و سرنشینان را در شرایط بحرانی بهبود می‌بخشد.

• امکان افزودن آپشن‌های جدید

 این سیستم انعطاف‌پذیری بالایی برای افزودن امکانات جدید مانند سیستم‌های پارک خودکار، کروز کنترل تطبیقی، نمایشگرهای لمسی و سیستم‌های رانندگی نیمه‌خودکار را بدون نیاز به تغییرات اساسی در سیم‌کشی فراهم می‌کند.

با وجود مزایای قابل‌توجه، این سیستم با چالش‌هایی نیز همراه است:

• پیچیدگی و حساسیت به تغییرات برقی

 تغییرات ناگهانی ولتاژ، نویز الکتریکی، یا اتصال کوتاه می‌تواند نودها و BSI را از کار بیندازد و نیاز به عیب‌یابی دقیق‌تری داشته باشد.

• هزینه تعمیرات بالاتر

 تعویض یا تعمیر نودها و واحدهای کنترلی مرکزی به دلیل نیاز به تخصص بالا، تجهیزات پیشرفته و قطعات اصلی، هزینه‌بر است و ممکن است در کارگاه‌های کوچک قابل انجام نباشد.

• تأخیر در عملکرد در مدل‌های قدیمی

 در برخی خودروهای قدیمی مجهز به این سیستم، به دلیل محدودیت‌های پردازشی سخت‌افزاری و نرم‌افزاری، تأخیر در پردازش داده‌ها گزارش شده است که می‌تواند در عملکرد سیستم‌های حیاتی تأثیر بگذارد.

استاندارد رایج در خودروهای اروپایی مانند مرسدس بنز S-Class، بی‌ام‌و سری 5 و آئودی A4، با سرعت بالا (تا 1 مگابیت بر ثانیه) و قابلیت اطمینان زیاد برای سیستم‌های حیاتی مانند موتور و ترمز.

برای سیستم‌های کم‌سرعت مانند آینه‌ها، قفل درها و شیشه‌بالابرها، در خودروهایی مانند تویوتا کمری و هوندا سیویک استفاده می‌شود.

برای کاربردهای زمان‌ حساس، مانند سیستم‌های ترمز، پایداری و رانندگی خودکار در خودروهای لوکس مانند پورشه 911 و بی‌ام‌و سری 7، با سرعت تا 10 مگابیت بر ثانیه.

در خودروهای ایرانی نیز چنین سیستمی بکار رفته است. به عنوان مثال CAN ایرانی در خودروهایی مانند دنا پلاس، 206 و تارا توسط شرکت‌های داخلی مانند عظام و ایساکو توسعه یافته و برای هماهنگی سیستم‌های داخلی مانند روشنایی و داشبورد طراحی شده است. همچنین برخی خودروهای ایران‌خودرو مانند سمند از سیستم‌های ساده‌تر با پروتکل‌های بومی استفاده می‌کنند که با توجه به نیازهای داخلی و محدودیت‌های فناوری تطبیق داده شده‌اند.

در بین خودروهای خارجی می‌توان به مرسدس بنز S-Class، بی‌ام‌و سری 5، تویوتا کمری، فورد F-150، ولوو XC90، نیسان قشقایی و هیوندای سوناتا اشاره کرد. همچنین کامیون‌های اسکانیا سری R، ولوو FH، مان TGX، دایملر اکتروس و ولوو FM نیز به چنین سیستمی مجهز هستند. از جمله خودروهای ایرانی دارای مالتی پلکس هم می‌توان پژو 206، پژو 207، دنا پلاس، سمند سورن، تارا و... را نام برد.

مشکلات رایج این سیستم عبارت‌اند از:

• آب‌خوردگی نودها

 نفوذ رطوبت به نودهای نصب‌شده زیر داشبورد، درب‌ها یا موتور می‌تواند باعث اتصال کوتاه، خوردگی، یا خرابی آن‌ها شود.

• استفاده از لامپ‌های با توان بالا

 نصب لامپ‌های غیراستاندارد (مانند LED های قوی یا هالوژن‌های پرمصرف) می‌تواند ولتاژ نودها را مختل کرده و به سوختن آن‌ها منجر شود.

• خطای پشت‌آمپر

 نمایش خطاها، خاموشی پشت‌آمپر، یا نمایش نادرست اطلاعات به دلیل اختلال در شبکه، نودهای مرتبط، یا مشکلات نرم‌افزاری BSI.

برای عیب‌یابی چنین سیستمی می‌توان از روش‌های زیر استفاده کرد:

• بررسی با دستگاه دیاگ

 استفاده از دستگاه دیاگ برای خواندن کدهای خطا و شناسایی نود یا بخش معیوب.

• چک BSI و سوکت‌ها

 بررسی سولفاته شدن سوکت‌ها با ابزارهای تمیزکننده، تست ولتاژ با مولتی‌متر و اطمینان از اتصال صحیح کابل‌ها.

• تعویض نودهای آسیب‌دیده

 تعویض نودهای معیوب با قطعات اصلی سازنده، به‌روز‌رسانی نرم‌افزار نودها و تست سیستم پس از تعویض.

• استفاده از قطعات استاندارد

 لامپ‌ها، رله‌ها، فیوزها و کابل‌ها باید مطابق با مشخصات فنی خودرو انتخاب شوند تا از آسیب به نودها و BSI جلوگیری شود. استفاده از قطعات تقلبی می‌تواند به خرابی سیستم منجر شود.

• محافظت از نودها در برابر رطوبت

 استفاده از درپوش‌های محافظ، نصب نودها در مکان‌های خشک و دور از معرض آب و پارک خودرو در محیط‌های سرپوشیده برای جلوگیری از نفوذ رطوبت توصیه می‌شود.

• چک دوره‌ای با دیاگ

 بررسی ماهانه سیستم با دستگاه دیاگ برای شناسایی مشکلات بالقوه، به‌روز‌رسانی نرم‌افزار نودها و اطمینان از عملکرد صحیح در شرایط مختلف آب‌وهوایی و رانندگی.

• مالتی پلکس چیست و چه وظیفه‌ای دارد؟

مالتی پلکس یک سیستم الکترونیکی در خودرو است که با استفاده از شبکه‌های دیجیتال، ارتباط بین واحدهای مختلف مانند BSI و نودها را از طریق سیم‌کشی مشترک برقرار می‌کند. وظیفه آن کاهش حجم سیم‌کشی، افزایش قابلیت عیب‌یابی و هماهنگی هوشمند بین تجهیزات الکتریکی خودرو است.

• کدام خودروهای ایرانی مالتی پلکس دارند؟

پژو ۲۰۶ و ۲۰۷، رانا و رانا پلاس، دنا و دنا پلاس، سمند LX و EF7 مولتی پلکس (مدل‌های تولید بعد از ۱۳۹۰ با دسته‌سیم مالتی پلکس) و... دارای این سیستم هستند.

• مزایا و معایب مالتی پلکس چیست؟

کاهش حجم سیم‌کشی، عیب‌یابی سریع با دیاگ، افزایش ایمنی و امکان افزودن آپشن‌های جدید، مزایای مالتی پلکس هستند. معایب آن شامل پیچیدگی سیستم، حساسیت به نوسانات برقی، هزینه تعمیر بالا و تأخیر در عملکرد در مدل‌های قدیمی خواهد بود.

• چگونه مشکلات مولتی پلکس را عیب‌یابی کنیم؟

برای عیب‌یابی سیستم مالتی پلکس، ابتدا با دستگاه دیاگ، کدهای خطا را از BSI و نودها خوانده و تحلیل می‌کنیم. سپس اتصالات، سوکت‌ها و سیم‌کشی‌ها از نظر سولفاته شدن یا قطعی بررسی می‌شوند. در صورت نیاز، نودهای معیوب یا BSI با قطعه سالم و برنامه‌ریزی شده تعویض می‌گردند.

• BSI در سیستم مولتی پلکس چیست؟

BSI یا Built-in Systems Interface واحد کنترل مرکزی در سیستم مالتی پلکس است که مدیریت ارتباط بین نودها، ذخیره خطاها و اجرای فرمان‌ها را بر عهده دارد. این قطعه نقش مغز سیستم برق خودرو را ایفا کرده و عملکرد بسیاری از تجهیزات مانند چراغ‌ها، شیشه‌بالابر و سیستم ضد سرقت را هماهنگ می‌کند.

سیستم مولتی پلکس با ارائه راه‌حلی کارآمد برای مدیریت پیچیدگی‌های الکتریکی، نقش محوری در توسعه خودروهای مدرن ایفا می‌کند. این سیستم با کاهش وزن، بهبود ایمنی، تسهیل عیب‌یابی و امکان افزودن امکانات جدید، استاندارد جدیدی در صنعت خودروسازی ایجاد کرده است. با این حال، معایبی مانند هزینه تعمیرات بالا، حساسیت به تغییرات برقی و تأخیر در عملکرد در مدل‌های قدیمی نیازمند توجه جدی است. با اجرای صحیح نکات نگهداری و بهره‌گیری از فناوری‌های به‌روز، این سیستم می‌تواند عمر مفید و کارایی خودروها را به‌طور قابل‌توجهی افزایش دهد و صنعت خودروسازی را به سوی هوشمندی و پایداری بیشتر سوق دهد.