Jaringan Area Pengontrol (CAN)

Coba Instrumen Kami Untuk Menghilangkan Masalah





CAN atau Controller Area Network adalah teknologi jaringan serial kecepatan tinggi setengah dupleks berkabel. Ini pada dasarnya digunakan dalam komunikasi di antara perangkat yang berbeda di wilayah radius rendah, seperti di mobil. Protokol CAN adalah protokol CSMA-CD / ASM atau arbitrase deteksi tabrakan akses ganda pada protokol prioritas pesan. CSMA memastikan setiap node harus menunggu selama jangka waktu tertentu sebelum mengirim pesan apa pun. Deteksi tabrakan memastikan bahwa tabrakan dihindari dengan memilih pesan berdasarkan prioritas yang ditentukan.

Ini memberikan kecepatan sinyal dari 125kbps hingga 1 Mbps. Ini menyediakan 2048 pengenal pesan yang berbeda.




Ini adalah standar ISO-11898 dan menggunakan model Interkoneksi Sistem Terbuka 7 lapisan.

Sejarah:

Ini dikembangkan oleh Robert Bosch pada tahun 1982 dan secara resmi dirilis oleh Detroit's Society of Automotive Engineers pada tahun 1986. Mobil pertama yang mengintegrasikan bus CAN diproduksi oleh Mercedes Benz pada tahun 1992.



Arsitektur ISO 11898:
pengontrol

Sumber gambar - theremino

Arsitektur berlapis terdiri dari tiga lapisan

  • Lapisan Aplikasi : Ini berinteraksi dengan sistem operasi atau aplikasi perangkat CAN.
  • Lapisan Data Link : Menghubungkan data aktual ke protokol dalam hal pengiriman, penerimaan, dan validasi data.
  • Lapisan fisik : Ini mewakili perangkat keras yang sebenarnya.
    Bingkai CAN standar terdiri dari bit berikut:

Area pengontrolBingkai CAN standar terdiri dari bit berikut:


  • SOF- Mulai dari Fr ame. Pesannya dimulai dari titik ini.
  • Mengenali : Ini menentukan prioritas pesan. Semakin rendah nilai biner, semakin tinggi prioritasnya. Ini 11 bit.
  • RTR - Permintaan Transmisi Jarak Jauh. Ini dominan ketika informasi dibutuhkan dari node lain. Setiap node menerima permintaan, tetapi hanya node yang pengenalnya cocok dengan pesan yang merupakan node yang diperlukan. Setiap node menerima respon juga. Z
  • SINI - Ekstensi Identifikasi Tunggal. Jika dominan, itu berarti pengenal CAN standar tanpa ekstensi sedang dikirim.
  • R0 - sedikit pendiam.
  • DLC - Kode Panjang Data. Ini menentukan panjang data yang dikirim. Ini 4 bit
  • Data - Hingga 64 bit data dapat dikirim.
  • CRC - Pemeriksaan Redundansi Siklik. Ini berisi checksum (jumlah bit yang dikirim) dari data aplikasi sebelumnya untuk deteksi kesalahan.
  • SAYANG - Akui. Ini untuk 2 bit. Ini dominan jika pesan yang diterima akurat.
  • EOF - akhir bingkai. Ini menandai akhir bingkai kaleng dan menonaktifkan isian bit.
  • IFS - Ruang Bingkai Antar. Ini berisi waktu yang dibutuhkan oleh pengontrol untuk memindahkan bingkai yang diterima dengan benar ke posisi yang tepat.
5 Jenis pesan yang berbeda adalah:
  1. Bingkai Data : Ini terdiri dari bidang arbitrer, bidang data, bidang CRC dan bidang pengakuan.
  2. Bingkai Jarak Jauh : Ini meminta transmisi data dari node lain. Di sini bit RTR bersifat resesif.
  3. Bingkai Kesalahan : Ditransmisikan saat kesalahan terdeteksi.
  4. Bingkai Kelebihan Beban : Digunakan untuk memberikan jeda antar pesan. Itu ditransmisikan ketika node menjadi terlalu sibuk.
  5. Bingkai yang Valid : Pesan valid jika kolom EOF resesif. Jika tidak, pesan tersebut dikirim lagi.
BISA Lapisan Fisik:
BISA Bus
Jaring area pengontrol

Sumber gambar - digital.ni

Ini terdiri dari tautan serial dua kabel- CAN_H dan CAN_L dan level tegangannya relatif satu sama lain menentukan apakah 1 atau 0 ditransmisikan. Ini adalah pensinyalan diferensial. Arus yang mengalir di setiap garis sinyal sama tetapi berlawanan arah, menghasilkan efek pembatalan medan yang merupakan kunci emisi kebisingan rendah. Hal ini memastikan pensinyalan diferensial yang seimbang yang mengurangi kopling kebisingan dan memungkinkan laju transmisi yang tinggi melalui kabel. Biasanya kabel tersebut adalah kabel twisted pair dengan panjang bus 40 m dan maksimal 30 node. Ini adalah kabel berpelindung atau tidak berpelindung dengan impedansi karakteristik 120 Ohm.

BISA TRANSCEIVER:

jaringan area pengontrol

CAN untuk kendaraan oleh Hugo Provencher. Kedua kabel CANH dan CANL pada umumnya 2.5V ditentukan oleh dua transistor dan sumber tegangan 2.5V. Pada dasarnya perbedaan antara kedua kabel harus selalu 0. Kontrol driver menentukan tegangan yang diterapkan ke kabel CANH dan CANL. Ketika kedua transistor melakukan, tegangan turun melintasi 1sttransistor dan dioda adalah 1.5V, membuat kabel CANH menarik hingga 3.5V. Penurunan tegangan pada 2ndtransistor dan dioda adalah 1V, membuat kabel CANL ditarik ke bawah ke 1.5V. Dioda digunakan untuk proteksi tegangan tinggi. Penerima adalah rangkaian diskriminator yang memberikan keluaran 1 bila dua masukan CANH dan CANL sama dan keluaran 0 jika kedua masukan berbeda. Blok dominan TXD digunakan untuk perlindungan gangguan arde dan blok penghentian termal menonaktifkan kontrol driver jika dioda dan transistor menjadi terlalu panas.

Keuntungan CAN:
  • Ini mengurangi kabel karena ini adalah kontrol terdistribusi dan ini memastikan peningkatan kinerja sistem.
  • Banyak produsen chip CAN menyediakan lapisan data link dan lapisan fisik yang dihubungkan ke chip dan semua pengembang perangkat lunak perlu melakukan hanya mengembangkan pengkodean aplikasi.
  • Ini memberikan kemampuan untuk bekerja di lingkungan kelistrikan yang berbeda dan memastikan transmisi bebas kebisingan.
  • Kemacetan lalu lintas dihilangkan karena pesan dikirim berdasarkan prioritasnya dan memungkinkan seluruh jaringan untuk memenuhi batasan waktu.
  • Ini menyediakan transmisi bebas kesalahan karena setiap node dapat memeriksa kesalahan selama transmisi pesan dan mengirim bingkai kesalahan.
Contoh BISA Bekerja:

Pengontrol Area Network memiliki aplikasi yang luas di Industri serta kendaraan. Salah satu aplikasi utama yang terlibat dalam komunikasi di antara berbagai perangkat di dalam kendaraan. Lain dapat di antara mikrokontroler yang berbeda, misalkan untuk mendeteksi kata sandi, digunakan untuk memenuhi persyaratan seperti membuka pintu yang terkunci menggunakan kata sandi atau menyalakan bola lampu, dll.

Sirkuit jaringan area pengontrol

Sirkuit jaringan area pengontrol

Aplikasi dasar terdiri dari 3 mikrokontroler yang berkomunikasi satu sama lain menggunakan dua kabel seperti dalam jaringan CAN. 1stmikrokontroler dihubungkan dengan keypad, 2nddengan LCD, dan yang ketiga dengan bel dan relai yang mengoperasikan lampu. Saat kata sandi dimasukkan ke dalam papan tombol, 2ndmikrokontroler bertindak sebagai penerima dan menerima pesan yang dikirimkan sedikit demi sedikit dari 1stpemancar dan menampilkan pesan pada LCD. Saat seluruh pesan dikirim, 2ndmikrokontroler melakukan verifikasi dan jika kata sandi salah, ia mengirimkan sinyal ke 3rdmikrokontroler, yang pada gilirannya mengirimkan bel dihidupkan dengan sinyal ini. Ketika kata sandi benar, 3rdmikrokontroler menyalakan relai yang pada gilirannya menyalakan lampu.