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Aus den Klickraten unserer Internetseiten kfz-tech.de wissen wir, dass der CAN-Bus eindeutig zu den am häufigsten gewählten Themen gehört. Da es aber gleichzeitig eine Menge Literatur auf dem Markt gibt, schließen wir daraus, er ist offensichtlich nicht ganz einfach zu verstehen, oder wird vielleicht etwas zu kompliziert beschrieben. Wir möchten deshalb hier den Versuch einer einfachen Beschreibung wagen, vielleicht noch einfacher als das auf unseren Internetseiten der Fall ist, weil wir hier ausführlicher sein können. Jedenfalls ist die Beschreibung hier deutlich anders und nicht ein Satz übernommen.

Wie Sie zweifellos schon erkannt haben, geht es um Kommunikation, die Übertragung von Daten. Im Verlauf dieses Buches werden wir diese durchgängig als 'Botschaften' (Messages) bezeichnen, um möglichst wenig Verwirrung zu stiften. Das Steuergerät am Armaturenbrett sagt dem Steuergerät (Controller, Mini-Computer) an den Rückleuchten, es solle das Rücklicht einschalten. Ob es zu diesem Befehl gekommen ist, weil der Hauptlichtschalter betätigt wurde, oder dies auf einer Nachricht z.B. vom Regensensor beruht, ist jetzt nebensächlich.

Wir konzentrieren uns auf das Signal vom Armaturenbrett-Controller. Für Signale muss zumindest eine Datenleitung zu Verfügung stehen. Das ist für uns zunächst einmal ein einfaches Stromkabel. Nichts besonderes, eher noch mit einem geringeren Kabelquerschnitt (z.B. 0,35 mm³) als gewöhnlich im Kraftfahrzeug. Die Rückleitung kann über Karosserie-Masse erfolgen oder ein ebensolches Kabel, dass dann aber eher eine andere Farbe hat.

Lassen Sie sich nichts über Kabelfarben bei CAN-Bus-Datenleitungen erzählen, denn die können höchst verschieden sein. Beginnen wir nicht mit der am meisten in CAN-Bus-Systemen verwendeten doppelten Datenleitung, um den Einstieg in die Materie zu erleichtern. Da es eben auch Ein-Draht-Systeme gibt, z.B. bei Opel (GM), bleiben wir bei einem solchen System mit nur einer Datenleitung. Im Prinzip der Datenübertragung unterscheidet es sich nicht von Zweidraht-Systemen.

Gehen Sie einmal davon aus, dass beim normalen Betrieb eines Fahrzeugs auf einem solchen Stromkreis im Ruhezustand eine stets etwa gleiche Spannung zwischen 4 und 5 Volt liegt. Dazu ist neben dem Bordnetz als Spannungsquelle auch mindestens ein Widerstand als Verbraucher nötig. Die Spannung kann zu dem ebenfalls immer gleichen Wert zwischen 0 und 1 Volt abgesenkt werden, indem man zu diesem Widerstand einen entsprechend geringeren parallelschaltet.

Im Grunde ist also ein Datenbus eine Leitung, bei der ständig zwischen 0 bzw. 1 Volt und 4 bzw. 5 Volt hin und her geschaltet wird. Natürlich nicht beliebig, wie es einem Controller gerade in den Sinn (falls vorhanden) kommt. Die Zeit, wie lange so ein Signal jeweils Bestand haben muss, ist außerordentlich wichtig, denn es muss nicht nur vorgegeben, sondern auch von allen Teilnehmern rechtzeitig und vollständig abgegriffen werden können.

Man könnte ein Multimeter auf den Messbereich 5V-Gleichspannung einstellen und an die Daten- bzw. Masseleitung anschließen. Aber dazu folgen die Signale einander viel zu schnell. Also erhält man mit dem Multimeter immer so eine Art Mittelwert, aus dem man zwar auch Erkenntnisse ziehen kann, aber geeigneter erscheint in diesem Zusammenhang schon das Oszilloskop.

Zum Datenbus wird ein solcher Stromkreis, wenn mindestens ein Teilnehmer da ist, der etwas schreibt und einer, der das liest und versteht. Auf den Bus schreiben bedeutet, z.B. die Spannung von 4-5 Volt für einen kurzen Moment so zu lassen oder durch Zuschalten des schon erwähnten, geringeren Widerstands auf nahe Null herunterziehen. Vom Bus gelesen werden kann durch Abtasten, kurz nachdem etwas geschrieben worden ist.


In der Regel sind natürlich mehrere Teilnehmer vorhanden, ohne dass wir jetzt schon festlegen, wer von denen nun schreibt oder nur liest. Gelesen wird das grundsätzlich von beiden. Man stellt sich das wie einen Bus (Bild oben) der öffentlichen Verkehrsbetriebe vor, bei dem an verschiedenen Haltestellen Fahrgäste ein- und aussteigen. Mit den Haltestellen sind die Teilnehmer gemeint. Das Aussteigen entspricht dabei dem Lesen (Botschaft-Aufnahme) und das Einsteigen dem Schreiben (Botschaft-Abgabe).

Teilnehmer werden häufig CAN- oder BUS-Knoten genannt.


Multimaster-Prinzip, serielle Datenübertragung

Typisch für den CAN-Bus ist, dass im Prinzip alle Teilnehmer beides können und meist auch tun, Lesen und Schreiben. Es gibt keine besonders bevorrechtigten Teilnehmer. Hier sind wirklich alle gleich (Multimaster-Prinzip). Sie unterscheiden sich nur durch die Wichtigkeit ihrer Nachrichten. Vielleicht kann man relativ leicht einsehen, dass der Einschaltvorgang für das Bremslicht eine höhere Dringlichkeit als der für das Rücklicht hat. Es gibt natürlich noch viel krassere Beispiele.

Die Botschaft zählt, nicht der Teilnehmer.







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