Cavo bus 2 fili
Cablaggio can bus a doppino intrecciato
Ho sviluppato un bus di controllo a 2 fili per le e-bike. Il segnale e l’alimentazione vanno insieme con in totale due fili: GND e 5V. Con questo bus possiamo cablare tra l’altro l’interruttore dell’acceleratore, il sensore del freno, il sensore di assistenza al pedale e il sensore di velocità. Poiché il numero di cavi è stato ridotto drasticamente, si possono usare connettori modello RC molto robusti, perché questi connettori sono disponibili solo con un massimo di tre pin.
C’è un bus di controllo standardizzato a 2 fili: LIN (Local Interconnect Network). Questo è un protocollo di rete seriale utilizzato per la comunicazione tra i componenti nei veicoli. Ma con LIN, ogni sensore richiede la propria scheda microcontrollore, il che riduce l’affidabilità e occupa anche troppo spazio. Il mio bus controllato in corrente a 2 fili è una semplice alternativa a questo. Ogni sensore ha bisogno solo di 1 resistenza.
Si possono collegare al massimo 7 interruttori al Cucobus. Quando un interruttore viene premuto, il 5V viene caricato con una resistenza, vedi il circuito. L’assassino del cavo misura la corrente dai 5V e deduce da questo quali interruttori sono stati premuti. Per ragioni di sicurezza, qui non sono ammessi errori. Di conseguenza, lo sviluppo del cucobus ha richiesto molto tempo ed è abbastanza complicato. Per esempio, viene fatta una compensazione per la corrente di alimentazione dei sensori Hall. Il bus viene continuamente calibrato e se si verifica un errore sospetto, il sistema viene spento.
Connettore del cavo can bus
1-Wire è simile nel concetto a I²C, ma con velocità di dati inferiori e una portata più lunga. È tipicamente usato per comunicare con piccoli dispositivi economici come termometri digitali e strumenti meteorologici. Una rete di dispositivi 1-Wire con un dispositivo master associato è chiamata MicroLAN. Il protocollo è anche usato in piccole chiavi elettroniche conosciute come Dallas key o iButton.
Una caratteristica distintiva del bus è la possibilità di usare solo due fili – dati e terra. Per ottenere questo, i dispositivi 1-Wire includono un condensatore da 800 pF per immagazzinare la carica e alimentare il dispositivo durante i periodi in cui la linea dati è attiva.
I dispositivi 1-Wire sono disponibili in diversi pacchetti: circuiti integrati, un transistor stile TO-92, e una forma portatile chiamata iButton o Dallas key che è un piccolo pacchetto in acciaio inossidabile che assomiglia a una batteria da orologio. I produttori producono anche dispositivi più complessi di un singolo componente che usano il bus 1-Wire per comunicare.
I dispositivi 1-Wire possono trovarsi in diversi posti in un sistema. Potrebbe essere uno dei tanti componenti su un circuito all’interno di un prodotto. Potrebbe anche essere un singolo componente all’interno di un dispositivo come una sonda di temperatura. Potrebbe essere collegato a un dispositivo da monitorare. Alcuni sistemi di laboratorio si collegano ai dispositivi 1-Wire usando cavi con connettori modulari o cavo CAT-5. In tali sistemi, RJ11 (spine modulari 6P2C o 6P4C, comunemente usate per i telefoni) sono popolari.
Specifica del cavo can bus
La seconda fonte più autorevole è quindi diventata gli standard CANopen, dove il DS303-1 specifica cose come connettori standard, pin-out, lunghezze dei cavi, baud rate ecc. Sfortunatamente, questo documento non menziona nemmeno il codice colore.
Immagino che il giallo e il verde provengano dal codice colore universalmente standardizzato (lo stesso che usiamo sulle resistenze a foro passante). Cioè: 1=marrone, … 4=giallo, 5=verde. Per i connettori “mini style” e “micro style” (tipo M12 rotondo) standardizzati dal DS303-1, CAN High si trova sul pin 4 e CAN Low sul pin 5. Dal DS303-1 7.2:
CAN non ha una specifica formalizzata di livello fisico per i colori dei conduttori, o cose come il tipo di connettore o il pin-out. Ci sono pratiche comuni (come usare un connettore D-sub a 9 pin) ma nessuno standard ufficiale.
I veicoli in questi giorni tendono anche ad avere più bus CAN, quindi i colori varieranno, naturalmente, per mantenere i diversi bus dritti. Ho visto alcuni bus adottare un colore solido per il CAN-L e un colore diverso a strisce con il corrispondente colore CAN-L per il CAN-H, per dare un’impressione visiva di appartenere insieme.
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Il flusso di dati, tuttavia, deve essere controllato attraverso un metodo di accesso (protocollo) se tutti i componenti condividono una linea Bus comune. Se possibile, i componenti di diversi produttori dovrebbero cooperare.
Il Controller Area Network (CAN) collega insieme diversi componenti uguali (nodi) su un bus a 2 fili più un’ulteriore linea di terra. Il protocollo CAN è stato sviluppato nel 1983 dalla Bosch per l’uso nei veicoli a motore ed è stato presentato per la prima volta al pubblico nel 1986.
Grazie all’alta immunità al rumore, al basso costo e alla capacità in tempo reale, il CAN è usato non solo nell’industria automobilistica, ma anche in molte altre industrie (per esempio, come nei veicoli commerciali, nei veicoli mobili, nelle ferrovie, nel settore medico, nell’automazione industriale, negli ascensori e come sistema di bus delle macchine).
La trasmissione fisica CAN è standardizzata in ISO 11898-2 (alta velocità) e ISO 11898-3 (bassa velocità). Per implementare questa specifica ci sono ricetrasmettitori di diversi produttori, come. Come il PCA82C250 della NXP.
I disturbi in entrata nella linea influenzano entrambe le linee nella stessa direzione. La differenza di livello è in gran parte mantenuto anche da disturbi, dal momento che le due linee differenziali, tuttavia, hanno sempre livelli opposti . Questo è chiamato in inglese “Common Mode Rejection Ratio” (CMRR). Le linee CAN-High e CAN-Low contengono il segnale dati seriale invertito e non invertito.
