Rede de área do controlador (CAN)

Experimente Nosso Instrumento Para Eliminar Problemas





CAN ou Controller Area Network é uma tecnologia de rede serial de alta velocidade half-duplex com fio. É basicamente usado na comunicação entre diferentes dispositivos em uma região de baixo raio, como em um automóvel. Um protocolo CAN é um protocolo CSMA-CD / ASM ou arbitragem de detecção de colisão de acesso múltiplo com detecção de portadora no protocolo de prioridade de mensagem. O CSMA garante que cada nó deve esperar por um determinado período antes de enviar qualquer mensagem. A detecção de colisão garante que a colisão seja evitada selecionando as mensagens com base em sua prioridade prescrita.

Ele fornece uma taxa de sinalização de 125 kbps a 1 Mbps. Ele fornece 2.048 identificadores de mensagens diferentes.




É o padrão ISO-11898 e faz uso do modelo de 7 camadas de Interconexão de Sistemas Abertos.

História:

Foi desenvolvido por Robert Bosch em 1982 e lançado oficialmente pela Sociedade de Engenheiros Automotivos de Detroit em 1986. O primeiro carro integrando ônibus CAN foi fabricado pela Mercedes Benz em 1992.



Arquitetura ISO 11898:
controlador

Fonte da imagem - theremino

A arquitetura em camadas consiste em três camadas

  • Camada de aplicação : Interage com o sistema operacional ou a aplicação do dispositivo CAN.
  • Camada de link de dados : Conecta os dados reais ao protocolo em termos de envio, recebimento e validação de dados.
  • Camada física : Representa o hardware real.
    O quadro CAN padrão consiste nos seguintes bits:

Área de controleO quadro CAN padrão consiste nos seguintes bits:


  • SOF- Início de Fr ame. A mensagem começa neste ponto.
  • Identificar : Decide a prioridade da mensagem. Quanto menor o valor binário, maior será a prioridade. Tem 11 bits.
  • RTR - Solicitação de transmissão remota. É dominante quando as informações são exigidas de outro nó. Cada nó recebe o pedido, mas apenas aquele nó cujo identificador corresponde ao da mensagem é o nó necessário. Cada nó recebe a resposta também.z
  • AQUI - Extensão de identificação única. Se for dominante, significa que um identificador CAN padrão sem extensão está sendo transmitido.
  • R0 - bit reservado.
  • DLC - Código de comprimento de dados. Ele define o comprimento dos dados que estão sendo enviados. É de 4 bits
  • Dados - Podem ser transmitidos até 64 bits de dados.
  • CRC - Verificação de redundância Cíclica. Ele contém a soma de verificação (número de bits transmitidos) dos dados do aplicativo anterior para detecção de erros.
  • ALAS - Reconhecer. É para 2 bits. É dominante se uma mensagem precisa for recebida.
  • EOF - fim do quadro. Marca o fim da moldura da lata e desativa o enchimento de bits.
  • IFS - Espaço Inter Frame. Ele contém o tempo necessário para o controlador mover um quadro recebido corretamente para sua posição adequada.
5 tipos diferentes de mensagens são:
  1. Quadro de dados : Consiste em um campo arbitrário, campo de dados, campo CRC e campos de reconhecimento.
  2. Quadro Remoto : Solicita a transmissão de dados de outro nó. Aqui, o bit RTR é recessivo.
  3. Frame de Erro : É transmitido quando um erro é detectado.
  4. Quadro de sobrecarga : É usado para fornecer um atraso entre as mensagens. É transmitido quando os nós ficam muito ocupados.
  5. Quadro Válido : Uma mensagem é válida se o campo EOF for recessivo. Caso contrário, a mensagem é transmitida novamente.
Camada Física CAN:
Ônibus pode
Rede de área do controlador

Fonte da imagem - digital.ni

Ele consiste em um link serial de dois fios - CAN_H e CAN_L e seus níveis de tensão relativos um ao outro determinam se 1 ou 0 é transmitido. Esta é a sinalização diferencial. A corrente fluindo em cada linha de sinal é igual, mas na direção oposta, resultando em um efeito de cancelamento de campo que é a chave para baixas emissões de ruído. Isso garante uma sinalização diferencial balanceada que reduz o acoplamento de ruído e permite uma alta taxa de transmissão pelos fios. Normalmente, os fios são cabos de par trançado com um comprimento de barramento de 40 me um máximo de 30 nós. É um cabo blindado ou não blindado com impedância característica de 120 Ohms.

PODE TRANSCEBER:

rede de área do controlador

CAN para veículos de Hugo Provencher. Os dois fios CANH e CANL estão normalmente em 2,5 V determinados pelos dois transistores e a fonte de tensão de 2,5 V. Basicamente, a diferença entre os dois fios deve ser sempre 0. O controle do driver determina a tensão aplicada aos fios CANH e CANL. Quando ambos os transistores estão conduzindo, a queda de tensão em 1sttransistor e o diodo é de 1,5 V, fazendo com que o fio CANH puxe até 3,5 V. A queda de tensão entre os 2WLtransistor e o diodo é de 1V, fazendo com que o fio CANL diminua para 1,5V. Os diodos são usados ​​para proteção de alta tensão. O receptor é um circuito discriminador que fornece uma saída de 1 quando as duas entradas CANH e CANL são iguais e uma saída de 0 se as duas entradas são diferentes. O bloco dominante TXD é usado para proteção de falha de aterramento e o bloco de desligamento térmico desabilita o controle do driver se os diodos e os transistores superaquecerem.

Vantagens do CAN:
  • Ele reduz a fiação por ser um controle distribuído e garante a melhoria do desempenho do sistema.
  • Muitos fabricantes de chips CAN forneceram a camada de enlace de dados e a camada física com interface com o chip e tudo que o desenvolvedor de software precisa fazer é desenvolver a codificação do aplicativo.
  • Ele fornece a capacidade de trabalhar em diferentes ambientes elétricos e garante uma transmissão sem ruído.
  • O congestionamento de tráfego é eliminado à medida que as mensagens são transmitidas com base em sua prioridade e permite que toda a rede atenda às restrições de tempo.
  • Ele fornece uma transmissão livre de erros, pois cada nó pode verificar se há erros durante a transmissão da mensagem e enviar o quadro de erro.
Exemplo de trabalho CAN:

A rede de área do controlador tem amplas aplicações na indústria, bem como em veículos. Uma das principais aplicações está envolvida na comunicação entre os diferentes dispositivos em um veículo. Outra pode estar entre diferentes microcontroladores, suponha que para detectar uma senha, usada para atender a quaisquer requisitos como abrir uma porta trancada com uma senha ou acender uma lâmpada, etc.

Circuito de rede de área do controlador

Circuito de rede de área do controlador

A aplicação básica consiste em 3 microcontroladores que se comunicam entre si por meio de dois fios como em uma rede CAN. O 1stmicrocontrolador tem interface com um teclado, o 2WLcom um LCD e o terceiro com uma campainha e um relé operando uma lâmpada. Quando uma senha é inserida no teclado, o 2WLmicrocontrolador atua como um receptor e recebe a mensagem transmitida bit a bit do 1sttransmissor e exibe a mensagem no LCD. Quando toda a mensagem é transmitida, o 2WLmicrocontrolador faz a verificação e se a senha estiver errada, manda sinal para o 3rdmicrocontrolador, que por sua vez envia buzzer é ligado com este sinal. Quando a senha está certa, o 3rdo microcontrolador liga o relé que, por sua vez, liga a lâmpada.