CAN-Bus ist in Automobil- oder Fahrzeuganwendungen weit verbreitet. In unserem Fall verwenden wir Hubarbeitsbühnen mit CAN-Bus-Verbindungen zwischen der Bedienerfernbedienung und der Bodensteuerbox.
Typisch für solche Produkte sind die Kabel, die den CAN-Bus herumführen, weder geschirmt noch paarig verdrillt. Die typische Kabelstrecke zwischen den Geräten beträgt etwa 20 Meter mit ein paar deutschen Kfz-Steckverbindern auf dem Weg. Die Originalprodukte der Hersteller funktionieren erwartungsgemäß einwandfrei.
Wenn wir jedoch die Verkabelungs-/Anschlusskonfiguration ändern, treten einige Störungen auf, obwohl die Abschlussgeräte an beiden Enden identisch sind:
Von Zeit zu Zeit (z. B. 3-4 Mal pro Woche bei regelmäßiger Nutzung) treten Kommunikationsstörungen zwischen den Geräten auf. Die On-Board-Diagnose meldet einen Fehler und stoppt einfach alles. Es ist, als ob die physische Verbindung "jetzt"/"ursprünglich" gerade noch innerhalb der Grenzen des ordnungsgemäßen Betriebs liegt und diese Probleme auftreten.
Daher stellt sich die Frage, wie können wir diese Verkabelung diagnostizieren/verbessern?
Ja, Twisted-Pair verwenden. Wenn Sie dies für ein Differenzsignal nicht tun, ist dies selbstzerstörerisch. Vergessen Sie nicht, an jedem Ende der Übertragungsleitung 120-Ohm-Abschlusswiderstände einzubauen.
Je weniger Steckverbinder in einem Übertragungssystem vorhanden sind, desto besser. Steckverbinder weisen fast garantiert eine Impedanzunterbrechung auf und verursachen daher Reflexionen.
Beliebig lange Stichleitungen sind auch eine Quelle von Reflexionen, und (wenn ich Ihre Beschreibung richtig lese) haben Sie Stichleitungen von mehreren Metern Länge . Je länger der Stub, desto stärker wirken sich die Reflexionen aus.
Reflexionen sind schlecht, weil sie destruktive Interferenz verursachen können, dh sie können alle übertragenen Daten verfälschen.
Ich würde ein längeres Primärkabel (Twisted Pair), weniger Anschlüsse und kürzere Stichleitungen verwenden. Verlegen Sie das Primärkabel so nah wie möglich an jedem Knoten, auch wenn dies bedeutet, dass das Kabel länger sein muss.
• Hilft oder schadet die Verwendung von paarweise verdrillten/abgeschirmten Kabeln? • Gibt es eine bestimmte Kabelimpedanz, die wir anstreben sollten (z. B. 50-Ohm- oder 75-Ohm-BNC-Kabel für Netzwerk- oder Kabelanwendungen)?
OMG, ja. Sie müssen Twisted Pair verwenden, und abgeschirmtes Twisted Pair trägt zur Zuverlässigkeit bei.
Die Standardimpedanz für Twisted Pair beträgt typischerweise 100 - 120 Ohm, aber die genaue Impedanz ist unwichtig. Wichtig ist, dass das Kabel eine Impedanz HAT und die Abschlusswiderstände an jedem Ende des Kabels der Kabelimpedanz entsprechen. Wählen Sie ein Kabel, finden Sie die Impedanz aus dem Datenblatt und fahren Sie damit fort.
Oder suchen Sie, da Sie Abschlusswiderstände zu verwenden scheinen, ein Kabel mit einer Impedanz innerhalb von +/- 10 % davon.
Überprüfen Sie auch die CANBus-Spezifikation, um sicherzustellen, dass Ihre Kabellänge für die von Ihnen verwendete Bitrate geeignet ist.
Bei den höheren Bitraten, zu denen CAN in der Lage ist (125 kbit/s+), ist die Verkabelung wichtig
Apropos Fixes:
Wie ausgelastet ist Ihr Bus und können Sie klären, welche Art von Kommunikationsstörungen Sie bekommen? Protokollieren Sie Ihre CAN-Fehlerzähler regelmäßig, um zu sehen, ob es häufiger zu kleineren Störungen kommt - das ermöglicht Ihnen, eine "Gütezahl" für Ihr aktuelles System zu haben, die Sie versuchen können, zu verbessern.
Außerdem wird von Zeit zu Zeit eine einzelne beschädigte Nachricht auftreten, also muss Ihr System damit umgehen. Wenn Sie lange Fehlerausbrüche sehen, würde ich nach großen externen Rauschquellen suchen, die das System über den Rand bringen. (Als extremer Datenpunkt: Ich habe gesehen, dass CAN-Busse mit Fehlerraten von mehreren Error-Frames pro Sekunde aus Systemsicht "einfach gut" funktionieren!)
Hinsichtlich der Verdrahtung ist in der ISO 11898-2 (CAN-Highspeed-Standard) festgelegt: „parallele Adernpaare, geschirmt oder ungeschirmt, abhängig von den Anforderungen an die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV).
Twisted Pair + abgeschirmtes Kabel, ja, aber um einen längeren CANbus zu erhalten, können Sie die Baudrate verringern. Das Buch „Embedded Networking with CAN and CANopen ISBN 0-929392-78-7 Page 515“ gibt eine maximale Länge von 25 m für 1 Mbit/s und 1 km für 50 kbit/s an.
Adam Haun
Martin