R230 / G463 ab 2000: CAN-Bus

canbus.htm: Letzte Änderung am 02.09.2016 / 05.01.2016 / 12.04.2015 / 14.08.2014 / 03.04.2012 / 20.12.2009 Copyright Dr. Hans Hehl
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Arbeiten an elektronischen Komponenten erfordern fachliche Kompetenz, entsprechendes Werkzeug und die Ehrlichkeit, die eigenen Fähigkeiten richtig einzuschätzen oder vielleicht besser in die Werkstatt zu gehen. Durch elektrostatische Aufladung können Bauteile/Komponenten zerstört werden. Alle Angaben nach bestem Wissen, aber ohne Gewähr!

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Arbeiten am Fahrzeug erfordern fachliche Kompetenz und die Ehrlichkeit, die eigenen Fähigkeiten richtig einzuschätzen oder besser die Finger davon zu lassen bzw. in die Werkstatt zu gehen. Alle Angaben nach bestem Wissen, aber ohne Gewähr und Haftung!

Etliche Hinweise können unter Umständen bei fehlerhafter Ausführung zu erheblichen Folgeschäden führen. Es wird daher ausdrücklich jede Haftung dafür abgelehnt. Der Ausführende trägt das alleinige und uneingeschränkte Risiko.
Siehe auch: LIN (Local Interconnect Network), D2B (Digital Data Bus)und MOST (Media Oriented Systems Transport).

Alles über CAN-Bus-Systeme: Versuch einer Zusammenfassung:

Der Einstieg in das CAN-Thema ist nicht leicht, aber dank Internet findet man letztlich doch einige grundlegende Informationen (siehe 4.: Literatur und Bücher). Wer sich schon mal mit Mikrocontroller und Einplatinencomputer beschäftigt hat, ist im Vorteil. Die alten 8-Bit-CPU's und ihre schnelleren Nachfolger sind aus den "Computern in die Autos gewandert" ;)
1. Grundlagen zu den CAN-Bus-Systemen: top

Controller Area Network (als Abkürzung CAN), so heißt das Bussystem, das ab 1983 von Bosch entwickelt wurde und 1991 als CAN-Spezifikation 2.0 veröffentlicht wurde. Sie enthält aber nur die physikalische Ebene, die Codierung des Bit-Transfers und die Übermittlung von Botschaften und die Fehlerbehandlung.

Oft sind mehrere Geräte wie Navigation (Comand 2.0), CD-Wechsler und Telefon im Auto verbaut und werden im Tachodisplay angezeigt und können über Lenkradtasten bedient werden. Oder die Daten der ABS-Sensoren müssen an einen Motor-Zentralrechner übermittelt werden, um bei Schlupf das Drehmoment zu reduzieren. Auch in Kaffeemaschinen und in Aufzügen findet man die CAN-Bus-Technologie ebenso wie in Textilmaschinen.

Die herkömmliche Kupfer-Kabelbaumtechnik ist da bald am Ende, es kommt zu riesigen Kabelbäumen. Elektromagnetische Störungen/Einstrahlungen kommen hinzu. So war die Zeit reif für neuere Netzwerksysteme.

Viel besser sind da Knotensysteme, die über eine einfache Ringleitung alle miteinander und mit dem Zentralrechner verbunden sind. So filtern dann intelligente Sensoren (Knoten) Störungen heraus, digitalisieren die Daten und leiten sie an alle, die diese Daten brauchen. Diese Knotenpunkte liegen wie die Haltestellen einer Buslinie an der Leitung = Bustechnologie.

CANopen:

Da die von Bosch definierten Protokolle nur die grundlegenden Dinge beschreiben, wurden bald ergänzende Protokolle eingeführt, so im europäischen Raum das CANopen und im amerikanischen Bereich das DeviceNet.
1.1 Übersicht Datenbus: top Funktionsbeschreibungen: GF54.00-P-0999ZZ

TYP 124, 129, 140, 163, 168, 170, 202, 208, 209, 210, 211, 215, 220, 240,
463 bis 31.5.12
TYP 203, 230 bis Modell-J. 2008 /AEJ 07

Datenbussystem Funktion: GF54.00-P-0004A
Datenbussystem Blockschaltbild GF54.00-P-0004-03A
Datenbussystem Vorteile GF54.00-P-0004-04A
CAN-Datenbus Funktion: GF54.00-P-0005A
CAN-Datenbus Datentelegramm GF54.00-P-0005-01A
CAN-Datenbus Spezifikation GF54.00-P-0005-02A
CAN-Datenbus Fehlererkennung GF54.00-P-0005-03A
CAN-Datenbus Anwendungen GF54.00-P-0005-04A
2. Hardware - physikalische Einzelheiten: top

Die ersten CAN-Controller waren Stand-alone-Bausteine ohne eigene Intelligenz, so von Intel (82526) und Phillips (PCA82C200). Für die immer komplexer werdenden Steuerungsaufgaben wurden in 8-, 16- und 32-Bit-Mikrocontrollern eigene CAN-Module integriert, so gibt es z.B. von Motorola den 32-Bit-MC68376, wobei das CAN-Modul nach dem FullCAN-Prinzip arbeitet.

Der Mikrocontroller steuert den CAN-Controller, über eine V24-Anbindung (TxD, RxD) gelangen die Daten an den CAN-Transciever, der direkt die CAN_L- und CAN_H-Leitung ansteuert.
Als serielle Schnittstelle ist dieser Bus beim Auto und in der industriellen Anwendung nicht mehr wegzudenken. Beim PC wird die serielle Schnittstelle allerdings zunehmend durch USB ersetzt. So werden auch nur zwei Datenleitungen benötigt, CAN low und CAN high, sowie die Masseleitung, ground. CAN high enthält das invertierte und CAN low das normale Datensignal. Da Störungen auf beide Leitungen gleich einwirken, bleibt eine Information immer vorhanden (Gleichtaktunterdrückung CMRR = Common Mode Rejection Ratio). Das Bild zeigt schematisch die Spannungspegel. Can Pegel
Eine Busterminierung mit 120 Ohm an beiden Enden vermeidet Reflexionen und ermöglicht überhaupt erst einen Stromfluß im Kabel. Als Stecker wird in der Industrie und bei vielen Testgeräten ein 9 poliger D-Stecker (bzw. Buchse, wie beim PC) verwendet, der von der CiA vorgeschlagen wurde (CIA = Can in Automation, eine Gruppe von Herstellern, siehe www.can-cia.de ). Die Hersteller halten sich aber nicht daran, so hat Mercedes eigene Stecker verwendet.

Pin-Belegung: Pin 2: CAN L, Pin 3: CAN GND, Pin 7: CAN H
3. Hardware - Das CAN232-Interface: top

Vom Elektronikladen http://elmicro.com (ehemals www.elektronikladen.de) gab es das CAN232-Interface. Es verbindet über eine serielle Schnittstelle den PC mit dem CAN-Bus.

Entwickelt wurde es von einer schwedischen Firma www.lawicel.com, die auch weitere Einplatinencomputerlösungen anbietet (Vertrieb über Fa. Microntrol www.microcontrol.net). Für das CAN232 gibt es eine eigene website www.can232.com.

Ein begeisterter Anwender des CAN232 hat für seinen Toyota Prius einiges an C-Software entwickelt und im Internet dokumentiert, seine Anleitungen findet man hier.

Can232 Can232
Anschlussschema: top

Für das CAN232 wird neben einem normalen V24-Kabel (1:1 Verbindung) ein Adapterkabel für die OBD-2-Steckdose benötigt, das man sich selber anfertigen kann oder z.B. bei www.kds-online.de im Shop kauft: siehe OBD /EOBD Kabel.

Das Kabel sollte für die CAN-Leitungen ein "Twisted Pair"-Kabel sein, dies wird aber in der Praxis nicht befolgt. Pin 4 und 5 sind etwas länger und kontaktieren zuerst, um statische Aufladungen abzuleiten.

siehe auch die Dokumentation der OBD2-Steckdose bei Mercedesfahrzeugen.
Can232 Can232 Can232 Can232 Can232
Allgemein: Verbindung CAN232 <-> OBD-2-Steckdose:
OBD-2-Stecker Pin5: Ground Pin16: +12V DC Pin14: CANLow Pin6: CANHigh
CAN232-Stecker: Pin3: GND Pin9: +12V Pin2: CANLow Pin7: CANHigh
CAN232-Buchse Pin2: TxD Pin3: RxD Pin5: Ground .
4. Links: top

Die besten Grundlagen / Zusammenstellung aller BUS-Systeme von Michael Randt (inkl. D2B, MOST, POF etc.) bei Autos findet man bei www.carbussystems.com (Hinweis von StefansCLK im Mercedes-Forum).

Bis ins Byte gehende Informationen über die CAN-Bus Strategie fand man auf der website http://home.t-online.de/home/janvi/can.htm von Jürgen Veith mit Links zu den originalen Quellen in Englisch. Da die Seite nicht mehr existiert, hier der Originaltext. Der Autor meinte, dass sein Text Verständnissfehler in der Beschreibung der Leitungspegel enthält.

Von Bosch gibt es die Original-Dokumentation (in Englisch) von 1991, die im Internet auf vielen Servern abgelegt ist. Mit Google hat man mit dem Suchbegriff "can2spec.pdf" immer Erfolg oder direkt hier die PDF zum Download (336 KByte groß).

Eine Einführung in CAN mit interaktiver Java-Anwendung mit Webcamera fand man bei www.hs-esslingen.de/de (früher www.vvl.fh-reutlingen.de) und wurde in einer Dissertation, siehe https://publikationen.uni-tuebingen.de....diss.pdf von D. Bühler erwähnt.
Ein USB-CAN-Interface für den PC gibt es z.B. bei www.port.de

CAN-Produkte gibt es bei www.ixxat.de
5. Verwendete Literatur: top

1. CAN-Info von Jürgen Veith,
2. CAN-Info von Michael Randt,
3. CAN Specification V 2.0 von Bosch,
4. Keyword Protocol 2000 v. DC,
5. Firmeninfos von IXXA, Port, Microcontrol u.a.,
6. Bücher: top
Controller Area Network von Prof. Dr.-Ing. K. Etschberger (Hrsg.) www.ixxat.de und weiteren Autoren.

Das Buch ist für Einsteiger nicht geeignet, erst zum Schluß wird die Realisierung von CAN-Netzknoten ein Thema. Insgesamt ist es ein Nachschlagewerk und bei www.amazon.de zu bekommen
Buch Etschberger
CAN von W. Lawrenz (Dozent an der FH Wolfenbüttel) und weiteren Autoren, es enthält eine CD-ROM. Ich kaufte es beim Elektronikladen in Detmold: http://elmicro.com (früher www.elektronikladen.de). Buch Lawrenz

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