پروتکل های ارتباطی CAN bus چیست؟

CAN bus (شبکه منطقه کنترلر) یک پروتکل ارتباطی سریال است که به طور گسترده در خودروسازی، اتوماسیون صنعتی و سایر زمینه ها استفاده می شود. در زیر چندین پروتکل ارتباطی متداول CAN bus آورده شده است:

1. CAN 2.0A:همچنین به عنوان استاندارد CAN (CAN کلاسیک) شناخته می شود، رایج ترین پروتکل ارتباطی CAN bus است. از یک فیلد شناسه 11 بیتی (ID) استفاده می کند و حداکثر سرعت انتقال 1 مگابیت بر ثانیه را پشتیبانی می کند.

2. CAN 2.0B:مشابه CAN 2.0A اما از یک فیلد شناسه (ID) 29 بیتی استفاده می کند که ظرفیت رمزگذاری شناسه بیشتری را ارائه می دهد. حداکثر سرعت انتقال 1 مگابیت بر ثانیه را پشتیبانی می کند.

3. CAN FD (نرخ داده انعطاف پذیر):نسخه پیشرفته پروتکل CAN bus، CAN FD نرخ انتقال داده بالاتر و ظرفیت های بسته بزرگتر را ارائه می دهد. سرعت انتقال تا 8 مگابیت در ثانیه را پشتیبانی می کند و اندازه بسته های بزرگتر را امکان پذیر می کند.

4. CANopen:CANopen یک پروتکل ارتباطی باز-سطح بالا است که برای ارتباط بین دستگاه های کنترلی طراحی شده است. مجموعه ای از اشیاء ارتباطی و مدیریت شبکه را برای تبادل داده و پیکربندی بین دستگاه ها تعریف می کند.

5. J1939:J1939 یک پروتکل ارتباطی برای-وسایل نقلیه تجاری سنگین و ماشین آلات ساختمانی مبتنی بر گذرگاه CAN است. مجموعه ای از پارامترهای استاندارد و قالب های پیام را برای تبادل داده بین سیستم های الکترونیکی خودرو تعریف می کند.

اینها تنها بخش کوچکی از پروتکل های ارتباطی CAN bus را نشان می دهند. پروتکل های اضافی وجود دارد که برای دامنه های برنامه خاص یا تولید کنندگان خاص سفارشی شده است.

حفاظت از رابط CAN و اصل کار

1. مدار توصیه شده

شکل 1 مدار حفاظتی توصیه شده برای رابط CAN را نشان می دهد. حفاظت مناسب به طور قابل توجهی ایمنی رابط را در برابر تداخل افزایش می دهد. حفاظت رابط اتوبوس در سه مرحله اجرا می‌شود: مرحله 1 تخلیه انرژی بالا را{4}} فراهم می‌کند، مرحله 2 محدود کردن جریان را انجام می‌دهد و مرحله 3 گیره ولتاژ را اجرا می‌کند. هر مدار مرحله عملکرد خاص خود را انجام می دهد و با هم کار می کند تا به حفاظت مطلوب دست یابد.
 

شکل 1 مدار حفاظتی توصیه شده برای رابط CAN

2. اصل کاری-حلقه حالت دیفرانسیل

همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، هنگامی که ولتاژ تداخل حالت دیفرانسیل به پایه های 1 و 2 رابط اعمال می شود، TVS1 سریع ترین پاسخ را می دهد و اول هدایت می کند و ولتاژ را بین پایه های گذرگاه تراشه CANH و CANL می بندد. مقاومت‌های R2 و R3 جریان عبوری از TVS1 را محدود می‌کنند و از آسیب بیش از حد جلوگیری می‌کنند. GDT کندترین واکنش را نشان می دهد و آخرین هدایت را انجام می دهد و بیشتر انرژی را تلف می کند و ولتاژ باقیمانده را به سطح پایین محدود می کند.

شکل 2 نمودار مدار تخلیه حالت دیفرانسیل                         

3. اصل کاری-مشترک-حلقه حالت

همانطور که در شکل 3 نشان داده شده است، برای اطمینان از حفاظت موثر، زمین مرجع ارتباطی CANG باید پس از پیکربندی شبکه در یک نقطه زمین شود. وقتی ولتاژ تداخل حالت معمولی به پایه‌های 1 و 2 رابط اعمال می‌شود، TVS1 سریع‌ترین واکنش را نشان می‌دهد و اول هدایت می‌کند و ولتاژ را بین پایه‌های گذرگاه تراشه و CANG می‌بندد. مقاومت‌های R2 و R3 جریان عبوری از TVS1 را محدود می‌کنند تا از آسیب بیش از حد جلوگیری کنند. GDT کندترین واکنش را نشان می دهد و آخرین هدایت را انجام می دهد و بیشتر انرژی را تلف می کند و ولتاژ باقیمانده را به سطح پایین محدود می کند.

شکل 3 شماتیک مسیر تخلیه معمول-حالت

نحوه عیب یابی خرابی مدارهای ارتباطی

هنگام مواجهه با خرابی مدار ارتباطی، مراحل زیر را برای رفع مشکل امتحان کنید:

1. اتصالات فیزیکی را بررسی کنید:اطمینان حاصل کنید که همه کابل ها به طور ایمن وصل شده و محکم وصل شده اند. بررسی کنید که سیم های برق، کابل های شبکه، خطوط تلفن و غیره به درستی وصل شده باشند.

2. راه اندازی مجدد دستگاه ها:گاهی اوقات، راه اندازی مجدد دستگاه ها می تواند مشکلات ارتباطی را حل کند. سعی کنید تجهیزات مربوطه از جمله روترها، سوئیچ ها، مودم ها و غیره را راه اندازی مجدد کنید.

3. تنظیمات دستگاه را تأیید کنید:تأیید کنید که پارامترهای پیکربندی دستگاه به درستی تنظیم شده است. آدرس IP، ماسک زیر شبکه، دروازه، تنظیمات DNS را بررسی کنید و آنها را با اطلاعات ارائه شده توسط ارائه دهنده خدمات شبکه خود مقایسه کنید.

4. حذف تداخل از سایر دستگاه ها:سایر دستگاه هایی که ممکن است باعث تداخل شوند مانند رادیو، مایکروویو، دستگاه های بلوتوث و غیره را به طور موقت قطع کنید.

5. سیستم عامل و درایورها را به روز کنید:از وب‌سایت‌های رسمی دستگاه‌های مربوطه دیدن کنید تا آخرین سیستم‌افزار و درایورها را دانلود و نصب کنید و از عملکرد مناسب اطمینان حاصل کنید.

6. بازنشانی دستگاه ها:برای روترها، سوئیچ ها و تجهیزات مشابه، قبل از پیکربندی مجدد، سعی کنید آنها را به تنظیمات کارخانه بازگردانید.

7. با ارائه دهنده خدمات اینترنتی خود تماس بگیرید:اگر هیچ یک از روش های بالا مشکل را حل نکرد، ممکن است به دلیل قطعی ISP باشد. برای گزارش مشکل فوراً با آنها تماس بگیرید.

8. به دنبال کمک حرفه ای باشید:اگر با تعمیرات مدار یا عیب یابی شبکه آشنا نیستید، توصیه می شود از یک تکنسین ماهر که می تواند مشکل را با دقت بیشتری تشخیص داده و حل کند، کمک بگیرید.