Hallo Experten, ich habe eine wahrscheinlich triviale Frage: Wenn ich einen CAN-Bus Sender und einen CAN-Bus Empfänger verbinde, reichen da die Adern CANH und CANL oder muss ich zwingend auch die Masse verbinden? Danke. Joachim
Hallo Joachim, ja, alle Transceiver in einem CAN müssen eine gemeinsame Masse haben. Die Masse muss nicht zwingend mit den Signalleitungen verlegt sein, wenn der Massebezug über eine gemeinsame Stromversorgung hergestellt wird. LG Simon
Hallo, Simon D. schrieb: > ja, alle Transceiver in einem CAN müssen eine gemeinsame Masse haben. Ich verbinde mich oft mit meinem Laptop im Batteriebetrieb mittels PCAN-USB Adapter auf unsere Geräte. Die von mir verwendete CAN-Bus Leitung ist 2-polig. Hat bisher immer funktioniert. Allerdings ist meine Leitung nur ca. 2 m lang. P.S.: Ich weiß, die Gleichtaktspannung das CAN-Signals darf nicht beliebig groß werden. Mit freundlichen Grüßen Guido
Joachim U. schrieb: > Wenn ich einen CAN-Bus Sender und einen CAN-Bus Empfänger verbinde, > reichen da die Adern CANH und CANL oder muss ich zwingend auch die > Masse verbinden? Das kommt auf deine CAN Transceiver an. Wenn es isolierte sind, brauchst du natürlich keine Masseverbindung. https://www.ti.com/isolation/isolated-interfaces/can-transceivers/overview.html
Hallo, Guido C. schrieb: > Ich verbinde mich oft mit meinem Laptop im Batteriebetrieb mittels > PCAN-USB Adapter auf unsere Geräte. Die von mir verwendete CAN-Bus > Leitung ist 2-polig. Hat bisher immer funktioniert. Allerdings ist meine > Leitung nur ca. 2 m lang. ich verwende hierzu den PCAN-USB IPEH-002021. Dieser CAN auf USB-Adaper ist ohne "Optoentkopplung". https://www.peak-system.com/PCAN-USB.199.0.html Laut Handbuch ist in dem PCAN-USB IPEH-002021 der NXP CAN-Transceiver PCA82C251 verbaut. In dessen Datenblatt steht nichts von galvanischer Trennung. @All Auf den CAN-Bus Leitungen sind immer Spannungspegel vorhanden, d. h. der CAN-Bus ist nie "floating". Siehe Spannungspegel im Highspeed-CAN-Bus: https://de.wikipedia.org/wiki/Controller_Area_Network#/media/Datei:Canbus_levels.svg Mir stellt sich daher auch die Frage des Beitragserstellers. Benötige ich wirklich Masse/Ground? Ich denke eher nicht. Zumindest die Praxis bestätigt dies bisher bei mir. Hatte ich bisher nur Glück? Mit freundlichen Grüßen Guido
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Also meinem Verständnis nach, war es nur Glück. Da die Pegel auf H und L im Grunde ja nur invertiert sind, soweit ich das verstanden habe, heben die sich ja, im Grunde, auf-. Also würde da eigentlich nichts brauchbares bei rauskommen, wenn er diese beiden Signale nicht auf irgendetwas beziehen kann. Daher sage ich mal, ja ohne GND ist es nur Glück, da er das dann irgendwo anders her zieht
Guido C. schrieb: > Mir stellt sich daher auch die Frage des Beitragserstellers. Benötige > ich wirklich Masse/Ground? Wenn es solide sein soll, dann ja. Ebenso wie bei RS485. > Ich denke eher nicht. Falsch gedacht. > Zumindest die Praxis > bestätigt dies bisher bei mir. Hatte ich bisher nur Glück? Ja. Das funktioniert zwar oft, aber eben nicht immer und schon gar nicht stabil unter allem Umständen. Die meisten haben nur Dusel, daß die kritischen Situationen (Gleichtaktstöreinkopplung) in ihrem Sonnenschein und Windstille Bastelaufbau nicht eintreten. Ich kann auch ohne Helm nackig Motorad fahren, das geht meistens gut! ;-)
Rainer W. schrieb: > Das kommt auf deine CAN Transceiver an. Wenn es isolierte sind, brauchst > du natürlich keine Masseverbindung. Die haben aber auf CAN-Seite eine separate GND-Leitung und brauchen da auch noch eine isolierte Stromversorgung. Vermutlich ist da ein Optokoppler drin? Die CAN-Leitung ist hier also keineswegs isoliert/floating, es wird nur die lokale Seite vom Leitungspotenzial entkoppelt. Selbst wenn man ein Netz nur aus solchen isolierenden Transceivern aufbauen würde, müssten deren GND2-Pins alle miteinander verbunden werden (über Fahrzeugmasse o.ä.). Paule M. schrieb: > Daher sage ich mal, ja ohne GND ist es nur Glück, da er das dann > irgendwo anders her zieht Genau so ist es. Es hängt stark vom Transceiver auf der Gegenseite ab. Bei Ethernet oder IsoSPI gibt kein GND, da funktioniert es so: Der Strom fließt auf der einen Leitung des Paars zum Empfänger "hin" und auf der anderen zurück und bildet einen geschlossenen Stromkreis. Auf Empfängerseite fließt der Strom durch die Spule des Transformators. Die andere Seite des Transformators ist mit dem GND des Empfängers verbunden. Dadurch entstehen negative Spannungen, mit welchen der Transceiver umgehen muss. Bei CAN gibt es keinen Transformator (nur eine Common-Mode-Choke). Auch wenn es eine Spannungsschnittstelle ist, muss natürlich dennoch ein (sehr kleiner) Strom durch CANH und CANL fließen um einen Stromkreis zu bilden, damit der Empfänger die Spannung feststellen kann. Normalerweise fließt sowohl auf CANH als auch auf CANL ein Strom vom Sender zum Empfänger "hin" und über GND "zurück" (technische Stromrichtung). D.h. der Stromkreis wird über GND geschlossen. Aber: Ohne GND müsste der Strom ja z.B. über CANH "hin" und über CANL "zurück" fließen (beim Senden einer 0), d.h. der empfangende Transceiver muss den Strom von CANH nach CANL durchleiten. Genau das können aber gängige Transceiver eher nicht (bzw. sind nicht dafür spezifiziert). CANH und CANL werden wohl auf die Gates von 2 FETs geführt, und der FET vom CANL wird vermutlich nicht so gut damit klarkommen dass dann ein Strom von GND zum Gate fließt. Man könnte theoretisch CAN mit einem Transformator nutzen, müsste dann aber auch ein Transceiver-IC haben welches mit den negativen Spannungen zurecht kommt. Aufgrund der AC-Kopplung bräuchte man auf Leitungsseite ein puls-basiertes Interface wie bei Ethernet. Außerdem müsste man dann CSMA/CD statt CSMA/CA verwenden, womit die Priorisierung weg wäre. Natürlich müssen beide Seiten das unterstützen. Für so etwas war CAN nie gedacht. Da wäre es vielleicht sinnvoller einen SPI-CAN-Controller per IsoSPI anzubinden, oder einfach gleich Ethernet zu nutzen 😉
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Niklas G. schrieb: >> Das kommt auf deine CAN Transceiver an. Wenn es isolierte sind, brauchst >> du natürlich keine Masseverbindung. > > Die haben aber auf CAN-Seite eine separate GND-Leitung und brauchen da > auch noch eine isolierte Stromversorgung. Vermutlich ist da ein > Optokoppler drin? Selbst dann geht es ohne Masse. >> Daher sage ich mal, ja ohne GND ist es nur Glück, da er das dann >> irgendwo anders her zieht > > Genau so ist es. > > Es hängt stark vom Transceiver auf der Gegenseite ab. Jain. > Bei Ethernet oder > IsoSPI gibt kein GND, da funktioniert es so: Der Strom fließt auf der > einen Leitung des Paars zum Empfänger "hin" und auf der anderen zurück > und bildet einen geschlossenen Stromkreis. Auf Empfängerseite fließt der > Strom durch die Spule des Transformators. Die andere Seite des > Transformators ist mit dem GND des Empfängers verbunden. Ne, meist einer mittleren Spannung zwischen VCC und GND. Ist aber HF-mäßig das Gleiche. > Dadurch > entstehen negative Spannungen, mit welchen der Transceiver umgehen muss. > > Bei CAN gibt es keinen Transformator (nur eine Common-Mode-Choke). Auch > wenn es eine Spannungsschnittstelle ist, muss natürlich dennoch ein > (sehr kleiner) Strom durch CANH und CANL fließen um einen Stromkreis zu > bilden, damit der Empfänger die Spannung feststellen kann. Das kann er auch, denn dieser Strom, der gar nicht so klein ist, fließt durch die zwingend nötigen Terminierungswiderstände. Die braucht man nicht nur zur Terminierung des Wellenwiderstands, sondern auch um den rezessiven Pegel herzustellen, denn CAN arbeitet mit einem differentiellen Open Kollektor Treiber. Damit sind Kurzschlüsse auf dem Bus ausgeschlossen, so wie bei I2C. Das alles bringt es aber nicht auf den Knackpunkt. Die Gleichtaktspannung am Empfängereingang. Siehe Anhang. Wenn zwischen den Massen von Sender un Empfänger ein nennenswerter Spannungsbafall entsteht, meit dynamisch durch Störeinkopplungen, muss der Empfänger das mitmachen. Das Modell hier ist nicht 100% real, CAN-Empfänger sind etwas anders aufgebaut. Wie genau, weiß ich nicht. Aber man sieht, daß der Differenzverstärker bei hohen Gleichtaktspannungen am Eingang die verarbeiten muss. Das LTspice modell kann es, das kann auch 1000V Gleichtaktspannung verarbeiten. Ein realer Empfänger kann das nicht. Ab einer bestimmten Spannung funktionier die Signalübertragung nicht mehr (je nach Typ 12-40V), und ab einer bestimmten Überspannung geht er auch kaputt (Je nach Typ 100-300V). ESD und Surge sind hier eine andere Geschichte, das müssen die Schutzschaltungen im IC oder extern aushalten bzw. begrenzen. Die GND Leitung sorgt dafür, daß die eiongekoppelten Gleichtaktstörungen minimier werden, denn daruch wird auch die Leiterschleife zwischen CANH/CANL und GND minimiert. Fehlt sie, wird sie irgendwie irgendwo im Gerät, Haus oder Anlage geschlossen mit einer Querschnittsfläche von Quadratmetern, wo wunderbar Störungen induktiv oder galvanisch einkoppeln können. > Normalerweise > fließt sowohl auf CANH als auch auf CANL ein Strom vom Sender zum > Empfänger "hin" und über GND "zurück" (technische Stromrichtung). D.h. > der Stromkreis wird über GND geschlossen. Falsch. Der Löwenanteil fließt über CANH und CANL hin- und zurück, über GND fließen nur minimale Ströme unterhalb ein Milliampere, welche durch den Gleichtaktwiderstand der Empfänger bestimmt werden. Die Werte im Modell sind grob realistisch. > Man könnte theoretisch CAN mit einem Transformator nutzen, müsste dann > aber auch ein Transceiver-IC haben welches mit den negativen Spannungen > zurecht kommt. Das ist das kleinste Problem. > Aufgrund der AC-Kopplung bräuchte man auf Leitungsseite > ein puls-basiertes Interface wie bei Ethernet. Das hat auch CAN. Du meinst eine gleichstromfreie Leitungskodierung.
Ich danke Euch für die Antworten. Mein Fazit ist: Für eine sichere CAN-Verbindung brauche ist mindestens 3 Adern: CANH, CANL und Masse. Danke Euch für die Erkenntnis. Joachim
Guido C. schrieb: > Benötige > ich wirklich Masse/Ground? Ich denke eher nicht. Zumindest die Praxis > bestätigt dies bisher bei mir. CAN-Transceiver erzeugen intern einen Massebezug: https://electronics.stackexchange.com/questions/469940/how-does-a-can-transceiver-work In der Praxis baut man gerne ein zusätzliches Stütz-Netzwerk ein. Siehe Abschnitt 2.1.3: https://www.fh-zwickau.de/fileadmin/hochschule/ftz/docs/publikationen/1999/1999_CAN.pdf Ist der CAN-Knoten kein Endknoten für den ein Abschlusswiderstand benötigt wird so nimmt man für R_Abschluss irgendwas von 3k3 bis 9k2.
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