KFZ-Elektronik

Teil 1 – Was bedeutet CAN?Teil 2 – Die CAN-Bus-Lösung von E-blocksTeil 3 – Anschauungsmaterial für den CAN-BusTeil 4 – Der LIN-Bus

Teil 1 – Was bedeutet CAN?

Was bedeutet CAN?

Controller Area Network 1Mb/s Datentransferrate Bus mit hoher Zuverlässigkeit Wird zur Steuerung von industriellen

und KFZ-Applikationen verwendet CAN ist ein offener Standard mit

vielen Varianten

Ersatz für das Drahtgeflächt

Vorteile von CAN im KFZ-Einsatz Kosteneinsparung bei der Autoentwicklung Gesteigerte Flexibilität und

Wiederverwendbarkeit des Designs Kürzere Entwicklungszeiten Drive-by-wire-Funktionen sind einfacher zu

realisieren, dadurch weitere Kosteneinsparungen

Neue Funktionen lassen sich einfacher in ein Auto integrieren

Vereinfacht die Fehlersuche in der Werkstatt

Definitionen im CAN-Protokoll

Definiert den tatsächlichen Layer Bit für Bit Vermittlung auf dem Bus Nachrichtenstruktur – ID und Daten Fehlerbehandlung Technik der Fehlererkennung

Protokolle der höheren Layer (PhL)

Startabläufe (i.A.: Sind alle Knoten betriebsbereit?)

Addressen einzelner Knoten und bestimmter Meldungen

Nachrichten im Datenstrom Fehlerbehandlung auf

SystemebeneEin Problem – jede CAN-Bus-

Implementierung ist unterschiedlich und individuell

Wege für den CAN-Unterricht

Möglichkeit 1: Wählen Sie einen Hersteller, z. B. Audi und vermitteln Sie die Möglich-keiten dessen CAN-Systems im Zusam-menspiel mit den Diagnose-Tools des Herstellers, etc.

Möglichkeit 2: Behandeln Sie ein allge-meines CAN-System und entwickeln Sie ihre eigenen „Mikro-PhLs”

Eine CAN-Einheit Eine CAN-Einheit /-Knoten

besteht aus einem Mikrocon-troller, einem CAN-Controller, Leitungstreiber und I/O-Port

Sie kann mit E-blocks nach-gebildet werden

Sie lässt sich mit Flowcode steuern

E-blocks-Board: CAN-Controller und Leitungstreiber

CAN arbeitet differenzial – um das Rauschen zu unterdrücken

Die Polarität des Signals hängt davon ab, ob man mit CAN_H oder CAN _L arbeitet

Bis zu 1Mbit/s (hier 125kHz)

Der CAN-Bus muss terminiert werden

Technische Ebene

Die Paketstruktur von CAN

Es gibt 4 Nachrichten-Typen: Den Daten-Frame, Remote-

Frame, Error-Frame, Overload- Frame

Wir benutzen den Daten-Frame und den Remote-Frame; die anderen dienen dem Bus-management

Die Länge des Datenfeldes ist einstellbar

Das Meiste wird vom CAN-Stack auf den E-blocks-Boards überwacht

Der vereinfachte CAN-Bus Jedes Bauteil oder

jede Bauteilgruppe verfügt über eine CAN-Einheit

Zum Beispiel der Gruppenthermistor, die Instrumentenan-zeige, die Fußbremse und die Beleuchtungs-gruppen, jede besitzt eine CAN-Einheit

Diese Einheiten senden und empfan-gen Nachrichten über den CAN-Bus

CAN-Nachrichten

Jede Nachricht hat einen ID- und einen Datenbereich – Größe bis zu 8 Byte

CAN-Einheiten sind programmiert, um Nachrichten mit einer festen ID zu versenden und/oder Nachrichten mit einer festen ID zu empfangen

ID Data

Ein Beispiel für die Nachrichtenübermittung

ID Daten400

401 076 

Die Einheit der Instrumentenanzeige fragt: Kann mir jemand etwas über die Blocktemperatur sagen?

Die Einheit des Blocks liest die Nachricht und veranlasst die Meldung: Die Blocktemperatur beträgt 76° Celsius.

Die Einheit der Instrumentenanzeige liest die Meldung über die Blocktemperatur und zeigt sie in der Konsole an.

In der Praxis ist der Vorgang komplexer.

Einzelheiten über den CAN-Bus Das Protokoll wurde entwickelt, um die

Systemsicherheit zu erhöhen Es gibt keine Hierarchie Der CAN-Bus dient der Steuerung und

nicht der Übertragung von großen Datenmengen

Auf der Ausgangsebene ist das Protokoll sehr einfach, die Details sind allerdings komplex

Teil 2 – die CAN-Bus-Lösung mit E-blocks

Hardware – Knoten 1 und 2eblocks

LE Ds

www.mat r ixmul t imedia.co.uk

D0D1D2D3D4D5D6D7

Port A

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C

Port B

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J7

0V+5V

+5V+14V

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LED1ONLY INSERT 1 CHIP AT A TIME

ONLY INSERT 1 CHIP AT A TIME

U18 U28 U40

U8/14

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www.mat r ixmul t imedia.co.uk

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Hardware – Knoten 3 und 4 eblocks

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CAN-Diagnosegerät

Anmerkungen für Lehrer

50 Seiten Anmerkungen für Lehrer sollen helfen, Sie mit dem System vertraut zu machen und Ihnen zu zeigen, wie es in einer Klasse einge-setzt werden kann

CAN-Software Flowcode

High-Level-Software mit Flussdiagrammen

Wird den unterschied-lichen Anforderungen der Anwender gerecht

Macht CAN-Abläufe verständlich

Kann vom KFZ-Techniker aufwärts benutzt werden Die grundlegenden

Einstellungen

CAN-Software Flowcode

Die Sende-Einstellungen Die Empfangs-Einstellungen

Flowcode

Erfahrene Anwender können die Ebenen-einstellungen verän-dern und so Zugriff auf weitere Funk-tionen erhalten

CAN für Auszubildende im KFZ-Bereich

Die Schüler/Auszubildenden verstehen die Eigenschaften einer CAN-Einheit

Sie verstehen, dass die Program-mierung der Einheiten verändert werden kann und Hard- sowie Softwarefehler auftreten

Die Schüler können grundlegende CAN-Systeme aufbauen – mit bereits geschriebenen Programmen

Die Schüler können einfache CAN-Systeme konstruieren

Über KFZ-Technik hinaus Die Grundlagen von CAN werden

verstanden Die Soft- und Hardware wird

benutzt, um einen voll funktionsfähigen CAN-Bus zu konstruieren und dies in unterschiedlich komplexen Ebenen

Die grundlegende Paketstruktur wird erkannt und verstanden

Die Programmierung erfolgt mit Flowcode oder C

Teil 3 – Eine Demonstration des

CAN-Systems

Node 1 – ID100, data 85.

Teil 4 – Der LIN-Bus

Node 1 – ID100, data 85.

LIN status report Wir haben mit LIN

gerade begonnen Wir wissen, was wir

wollen und wie wir es erreichen können – wir sind allerdings noch nicht fertig

Eine Übersicht von dem, was wir bisher erreicht haben:

LIN-Bus Bus mit 3 Leitungen:

GND, +12V und LIN Niedrigere

Datentrans-ferrate, geringere Zuverlässigkeit

Spart 0,50 € pro Knoten im Vergleich zu CAN

Eine Erweiterung der CAN-Lösung wird auch LIN abdecken

LIN-Bus-Ergänzung

Ergänzt die CAN-Lösung um 3 programmierbare LIN-Knoten

High-Level-Makros für Flowcode – zurzeit noch nicht verfügbar