Der CAN Bus
Von H.V.Viehof
Da Bussysteme in der modernen Elektrotechnik immer mehr Verbreitung finden,
und der Bedarf weiter steigt, hier eine kurze Einführung in die Technik des CAN Bus :
1.1 Das Problem
In modernen immer komplexer werdenden Systemen (Kraftfahrzeug , Industrieanlage, Gebäudeautomation z.B.: Klima -,Beleuchtungs- oder Aufzugsteuerung)
Werden die Summen gesammelter Daten und damit die nötigen Übertragungswege
Immer umfangreicher.
Die Zahl der verwendeten Sensoren und Aktoren steigt ständig, so benötigt eine moderne Einspritzanlage an einem Vierzylinder-Otto-Motor bis zu 6 Temperatur-Fühler.
Wird zusätzlich z.B. ein Kühlmittelthermometer eingebaut müsste häufig ein siebter
Fühler montiert werden, denn direkter Anschluss an einen vorhandenen Fühler, würde den Messwert für z.B.: die Einspritzanlage verfälschen.
1.2 Die Lösung
Um einen Ausweg zu finden schufen die Firmen Bosch und Intel bereits in den 80er
Jahren den CAN Bus.
Dadurch können die Anzahl benötigter Leitungen auf drei reduziert werden und bereits
Gemessene werte für andere Busteilnehmer (z.B.:Fernthermometer)zur Verfügung gestellt werden.
Nachdem der CAN Bus im KFZ seine Bewährungsprobe bestanden hatte, hat sich der
CAN Bus im Industriellen Bereicht etabliert, er steht hier im Wettbewerb mit anderen
Bussystemen wie z.B.: Profibus oder Lichtbus.
1.3 Technologie
Der moderne CAN Bus besteht aus einer drei Drahtverbindung von eine Busmaster
Und bis zu 127 Slaves.
Hierbei regelt der Busmaster die Datenübertragung.
Die drei Leitungen sind CAN High, CAN Low und Abschirmung.
Die Leitungen CAN High und CAN Low übertragen die Signale, wobei CAN Low das Invertierte Signal von CAN High überträgt, dadurch können Gleichtaktstörungen
(z.B.: EMV, Magnetfeld von Starkstromleitung oder Motorzuleitung unterdrückt werden).
Wird eine Nachricht an einen Busteilnehmer geschickt, wird dieser über seine Knotenadresse (Node-ID) eindeutig identifiziert.
Bedingt durch seine ursprüngliche Anwendung im KFZ können Nachrichten eine besondere Priorität erhalten (Nachrichten des Motors oder der Bremsanlage sind wichtiger als welche des Scheibenwischers), diese Option wird jedoch in der Industrie
-technik nicht oder nur selten genutzt.
Wird den Nachrichten keine Priorität explizit zugewiesen richtet sich die Priorität
nach der Knotenadresse.
Bei der Übertragung wird jede Nachricht durch einen Identifier eindeutig gekennzeichnet.
An seinem Ende muss der CAN Bus mit einem 120 Ohm Widerstand terminiert werden.
In störfreien Bereichen kann die Verbindung der Busteilnehmer sogar mit einer zwei Drahtverbindung erfolgen, die Abschirmung entfällt.
Der CAN Bus ist ein offenes System d.h. jeder Anbieter kann Komponenten auf den
Markt bringen sofern sie dem Standart entsprechen (festgelegt durch: CiA, Can in Automation)
1.4 Vorteile des CAN Bus auf einen Blick
- Der CAN Bus benötigt nur drei Leitungen
- Die Busteilnehmer werden mit konventionellen elektrischen Leitungen miteinander Verbunden (z.B.: LIYCY, ISTY oder CAT3)
- CAN Bus verbindet bis zu 128 Teilnehmer
- CAN Bus ist wenig störanfällig
- Durch die Anwendung in der KFZ Technik ist der CAN Bus auf sehr hohe Betriebssicherheit ausgelegt
- Die Datenübertragung erfolgt sehr schnell.
- Viele verschiedene Anbieter
- Übertragungsprotokolle können an die Anwendung angepasst werden.
1.5 weiterführende Information :
Informationen über den CAN Bus sind im Internet kostenlos verfügbar:
z.B.: die offiziellen CAN Homepages:
http://www.can.bosch.com/index.html
und auch :
http://www.kfz-tech.de/GeschichtederElektrotechnik.htm
http://www.me-systeme.de/canbus.html
http://www.esd-electronics.com/german/downCAN.htm
CAN Bus Komponenten:
1.6 Der CAN Bus Schematisch:
CAN Master: IPC oder SPS
CanBus/htmlversion/hvviehof/20.09.2004