Podrobný Popis
Co je komunikační kabel CAN sběrnice?
CAN (Controller Area Network) sběrnice je diferenciální sériový komunikační protokol původně vyvinutý společností Bosch pro automobilové aplikace a dnes dominantní fieldbus ve vozidlech, průmyslové automatizaci, lodní elektronice a zdravotnické technice. Kabel CAN sběrnice je fyzickým přenosovým médiem — jeden kroucený pár s charakteristickou impedancí 120 Ω, ukončený na každém konci sběrnice rezistorem 120 Ω.
Kabel přenáší dva signály: CAN_H a CAN_L, které jsou komplementární — když CAN_H stoupá (směrem k 3,5 V), CAN_L klesá (směrem k 1,5 V). Diferenciální přijímač na každém uzlu čte rozdíl napětí mezi oběma linkami, čímž zajišťuje přirozené potlačení souhlasného rušení. Dominantní (logická 0) a recesivní (logická 1) úroveň jsou definovány tímto rozdílovým napětím, přičemž recesivní stav odpovídá rozdílu 0 V (obě linky přibližně 2,5 V).
Jednoduchost CAN sběrnice — dva vodiče plus stínění — je její síla. Jeden kroucený pár přenáší otáčky motoru, teplotu chladicí kapaliny, převodový stupeň, rychlost kol, tlak v brzdách a diagnostická data současně při 250–500 kbps, prioritizovaná podle identifikátoru zprávy (nižší ID = vyšší priorita, řešící konflikt na sběrnici bez řídicí jednotky).
Kabel CAN sběrnice — impedance, terminace a délka sběrnice
| Parametr | Hodnota | Proč na tom záleží |
|---|---|---|
| Charakteristická impedance | 120 Ω | Musí odpovídat terminačním rezistorům na každém konci sběrnice. Nesoulad způsobuje odrazy signálu, které narušují bitovou synchronizaci |
| Terminace | Rezistor 120 Ω mezi CAN_H a CAN_L na každém fyzickém konci sběrnice | Pohltí energii signálu na koncích sběrnice; bez terminace se signál odráží a způsobuje chyby |
| Maximální délka odbočky | 0,3 m při 1 Mbps | Odbočný kabel od kmenové sběrnice k jednotlivému uzlu musí být krátký, aby nevznikaly impedance zlomů |
| Délka sběrnice vs. datová rychlost | 40 m při 1 Mbps; 500 m při 125 kbps | Bitová synchronizace CAN omezuje maximální délku sběrnice: signál se musí dostat k nejvzdálenějšímu uzlu a zpět v rámci jedné bitové doby |
Protokoly CAN sběrnice — jeden kabel, mnoho jazyků
| Protokol | Norma | Datová rychlost | Použití | Barevná konvence kabelu |
|---|---|---|---|---|
| CAN 2.0A/B | ISO 11898-2 | Až 1 Mbps | Základní protokol CAN — základ všech protokolů vyšších vrstev | Bez standardní barvy |
| CANopen | CiA 301 | 125–1 000 kbps | Průmyslová automatizace — pohony, I/O, enkodéry | Fialový plášť, bílý/hnědý pár |
| DeviceNet | ODVA | 125–500 kbps | Tovární automatizace — snímače, akční členy, spouštěče motorů | Fialový plášť (kmen), žlutý (odbočka) |
| SAE J1939 | SAE | 250 kbps | Těžká vozidla — motor, převodovka, brzdy, karoserie | Bez standardní barvy; obvykle černý automobilový kabel |
| NMEA 2000 | NMEA | 250 kbps | Lodní elektronika — GPS, hloubka, vítr, motor, autopilot | Modrý plášť (páteř), světle modrý (odbočka) |
| CAN FD | ISO 11898-1 | Až 8 Mbps | Vyšší datová rychlost pro aktualizace firmwaru, diagnostiku a datově náročné snímače | Stejný kabel jako CAN 2.0 — sběrnice může kombinovat uzly CAN 2.0 a CAN FD |
Analýza aplikací
- Vozidlové sítě SAE J1939: Řídicí jednotka motoru nákladního vozidla, regulátor převodovky, modul ABS, přístrojový panel a řídicí jednotka karoserie komunikují na jedné CAN sběrnici rychlostí 250 kbps — kroucený pár vede v kabelovém svazku podvozku vozidla vedle silnoproudých kabelů motoru a osvětlení
- Strojní automatizace CANopen: PLC balicího stroje komunikuje s 15 servopohony, 4 bloky I/O a 2 moduly enkodérů na sběrnici CANopen rychlostí 500 kbps — fialový kabel CANopen je v žlabech řídicího rozvaděče okamžitě rozpoznatelný
- Tovární sítě DeviceNet: Dopravníková linka s distribuovanými spouštěči motorů, indukčními snímači a ovládacími stanicemi zapojená do sítě DeviceNet rychlostí 125 kbps — topologie kmen/odbočka s utěsněnými konektory M12 odolává podmínkám výrobní haly
- Lodní elektronika NMEA 2000: Plotr, GPS, echolot, větrný snímač, brána motoru a autopilot jachty sdílejí navigační data a data motoru na jediném páteřním kabelu NMEA 2000 založeném na CAN
Proč zvolit Yichi pro kabely CAN sběrnice
- Impedance 120 Ω ověřená TDR na každé výrobní délce: Charakteristická impedance kabelu musí být 120 Ω, aby sběrnice fungovala. Yichi ji měří reflektometrem v časové oblasti (TDR) na každé výrobní délce — neodhaduje ji z geometrie vodičů
- Řízená délka zákrutu pro konzistentní impedanci: Rychlost kroucení páru CAN_H/CAN_L určuje impedanci kabelu. Yichi řídí délku zákrutu v rozmezí ±2 mm — tato odchylka udržuje impedanci ve specifikaci 120 Ω ±10 Ω
- Plášť PUR pro strojní a vozidlové zatížení — PVC pro pevnou vnitřní instalaci: Vyberte materiál pláště podle prostředí instalace. PUR pro energetické řetězy, robotická ramena, motorové prostory a venkovní vozidlové vedení; PVC pro vnitřní řídicí rozvaděče a pevné kabelové žlaby
- Odvodňovací vodič stínění pro referenci CAN_GND: Odvodňovací vodič stínění se připojuje k pinu CAN_GND (zemní reference) na konektoru sběrnice a poskytuje referenci souhlasného napětí sdílenou všemi uzly CAN. Bez něj nemohou uzly s různými zemními potenciály spolehlivě komunikovat
- Přímá dodávka pro objemy OEM a systémových integrátorů: Výrobci vozidel, stavitelé strojů a instalační firmy lodní elektroniky specifikují kabel CAN sběrnice na kilometry — Yichi poskytuje konzistentní impedanci 120 Ω a konkurenceschopné velkoobchodní ceny