Xarxa d'àrea de controlador (CAN)

Proveu El Nostre Instrument Per Eliminar Problemes





CAN o Controller Area Network és una tecnologia de xarxa serial de doble velocitat semidúplex d'alta velocitat. S'utilitza bàsicament en la comunicació entre diferents dispositius en una regió de radi baix, com en un automòbil. Un protocol CAN és un protocol CSMA-CD / ASM o arbitratges de detecció de col·lisions d'accés múltiple per a operadors amb protocol de prioritat de missatge. CSMA assegura que cada node ha d'esperar un període determinat abans d'enviar cap missatge. La detecció de col·lisions garanteix evitar la col·lisió seleccionant els missatges en funció de la prioritat prescrita.

Proporciona una velocitat de senyalització de 125 kbps a 1 Mbps. Ofereix 2048 identificadors de missatges diferents.




És la norma ISO-11898 i fa servir el model d’interconnexió de sistemes oberts de 7 capes.

Història:

Va ser desenvolupat per Robert Bosch el 1982 i publicat oficialment per la Society of Automotive Engineers de Detroit el 1986. El primer cotxe que integrava el bus CAN va ser fabricat per Mercedes Benz el 1992.



Arquitectura ISO 11898:
controlador

Font de la imatge - theremino

L’arquitectura en capes consta de tres capes

  • Capa d'aplicació : Interactua amb el sistema operatiu o l’aplicació del dispositiu CAN.
  • Capa d'enllaç de dades : Connecta les dades reals al protocol en termes d’enviament, recepció i validació de dades.
  • Capa física : Representa el maquinari real.
    El fotograma CAN estàndard consta dels següents bits:

Zona del controladorEl fotograma CAN estàndard consta dels següents bits:


  • SOF- Inici del P. ame. El missatge comença a partir d’aquest moment.
  • Identificar : Decideix la prioritat del missatge. Baixa el valor binari, més alta és la prioritat. És d'11 bits.
  • RTR - Sol·licitud de transmissió remota. És dominant quan es requereix informació d’un altre node. Cada node rep la sol·licitud, però només el node requerit és aquell node l'identificador del qual coincideix amb el del missatge. Cada node també rep la resposta.z
  • AQUÍ - Extensió d’identificació única. Si és dominant, significa que es transmet un identificador CAN estàndard sense extensió.
  • R0 - bit reservat.
  • DLC - Codi de longitud de dades. Defineix la longitud de les dades que s’envien. És de 4 bits
  • Dades - Es poden transmetre fins a 64 bits de dades.
  • CRC - Comprovació de redundància cíclica. Conté la suma de comprovació (nombre de bits transmesos) de les dades de l'aplicació precedents per a la detecció d'errors.
  • ALAS - Reconeix. És per a 2 bits. És dominant si es rep un missatge precís.
  • EOF - final del quadre. Marca el final del marc de llauna i desactiva el farciment de bits.
  • IFS - Espai Inter Frame. Conté el temps requerit pel controlador per moure un quadre rebut correctament a la seva posició correcta.
Hi ha 5 tipus de missatges diferents:
  1. Marc de dades : Consisteix en un camp arbitrari, un camp de dades, un camp CRC i els camps de confirmació.
  2. Marc remot : Sol·licita la transmissió de dades des d’un altre node. Aquí el bit RTR és recessiu.
  3. Marc d'error : Es transmet quan es detecta un error.
  4. Marc de sobrecàrrega : S'utilitza per proporcionar un retard entre missatges. Es transmet quan els nodes estan massa ocupats.
  5. Marc vàlid : Un missatge és vàlid si el camp EOF és recessiu. Altrament, el missatge es tornarà a transmetre.
Capa física CAN:
CAN Bus
Xarxa d

Font de la imatge - digital.ni

Consisteix en un enllaç sèrie de dos fils: CAN_H i CAN_L i els seus nivells de tensió relatius entre si determinen si es transmet un 1 o 0. Es tracta de senyalització diferencial. El corrent que flueix a cada línia de senyal és igual però oposat en la direcció, donant lloc a un efecte de cancel·lació de camp que és clau per a les baixes emissions de soroll. Això garanteix una senyalització diferencial equilibrada que redueix l'acoblament del soroll i permet una elevada velocitat de transmissió a través dels cables. Normalment, els cables són cables de parell trenat amb una longitud de bus de 40 mi un màxim de 30 nodes. És un cable blindat o no blindat amb una impedància característica de 120 Ohms.

POT transceptor:

xarxa d

CAN per a vehicles d’Hugo Provencher. Els dos cables CANH i CANL estan normalment a 2,5 V determinats pels dos transistors i la font de voltatge de 2,5 V. Bàsicament, la diferència entre els dos cables sempre ha de ser 0. El control del controlador determina la tensió aplicada als cables CANH i CANL. Quan els dos transistors estan conduint, la caiguda de tensió a través de l’1ctransistor i el díode és de 1,5 V, cosa que fa que el cable CANH arribi a 3,5 V. La caiguda de tensió a través dels 2ndtransistor i el díode és 1V, fent que el cable CANL baixi fins a 1,5V. Els díodes s’utilitzen per a protecció contra alta tensió. El receptor és un circuit discriminador que dóna una sortida d'1 quan les dues entrades CANH i CANL són iguals i una sortida de 0 si les dues entrades són diferents. El bloc dominant TXD s’utilitza per a la protecció contra falles a terra i el bloc d’aturada tèrmica desactiva el control del controlador si els díodes i els transistors s’escalfen.

Avantatges de CAN:
  • Redueix el cablejat, ja que és un control distribuït i això garanteix el rendiment del sistema.
  • Molts fabricants de xips CAN proporcionen la capa d'enllaç de dades i la capa física connectada al xip i tot el que el desenvolupador de programari només ha de fer és desenvolupar la codificació de l'aplicació.
  • Proporciona la capacitat de treballar en diferents entorns elèctrics i garanteix una transmissió sense soroll.
  • La congestió de trànsit s'elimina a mesura que els missatges es transmeten en funció de la seva prioritat i permet que tota la xarxa compleixi les restriccions de temps.
  • Proporciona una transmissió sense errors, ja que cada node pot comprovar si hi ha errors durant la transmissió del missatge i enviar el marc d'error.
Exemple de treball CAN:

El controlador de la xarxa d'àrea té grans aplicacions tant en vehicles industrials com industrials. Una de les principals aplicacions està relacionada amb la comunicació entre els diferents dispositius d’un vehicle. Un altre pot trobar-se entre els diferents microcontroladors, suposem que per detectar una contrasenya, s’utilitza per complir qualsevol requisit, com ara obrir una porta tancada amb clau o encendre una bombeta, etc.

Circuit de xarxa d

Circuit de xarxa d'àrea de controlador

L'aplicació bàsica consisteix en 3 microcontroladors que es comuniquen entre ells mitjançant dos cables com en una xarxa CAN. L'1cel microcontrolador està interfaçat amb un teclat, el 2ndamb un LCD i el tercer amb un brunzidor i un relé que fa funcionar un llum. Quan s'introdueix una contrasenya al teclat, el 2ndEl microcontrolador actua com a receptor i rep el missatge transmès bit a bit de l'1cdel transmissor i mostra el missatge a la pantalla LCD. Quan es transmet tot el missatge, el 2ndel microcontrolador fa la verificació i, si la contrasenya és incorrecta, envia un senyal al 3rdel microcontrolador, que al seu torn envia el brunzidor, s’activa amb aquest senyal. Quan la contrasenya sigui correcta, el 3rdel microcontrolador encén el relé que al seu torn encén el llum.