Mikrocontroller.net - Benutzerbeiträge [de]

CAN als Hausbus

2005-06-11T18:17:47Z

84.57.128.192:

[http://www.mikrocontroller.net/forum/read-1-66019.html#136169 Forum ]
[[Category:Projekte]]
[[Category:AVR]]
[[Category:CAN]]
Das solle eine Übersichtseite werden die Projekte mit [[CAN-Bus]] als Grundlage für einen Hausbus vorstellt. Es sollen auch Informationen die Can insbesondere als [[Hausbus]] betreffen gesammelt werden.

=Infos=

Infos allgemein zu [[Hausbus]] .

==Verkabelung==
===Strang/Linie===
Laut offizieller Definition ist nur ein Strang und insgesamt Stichleitungen von 2m Länge erlaubt.
===Sternverkablung===
Von Bernhard:
Ich habe es in meinem Haus so
gemacht. An jedem Ende (20 Knoten) habe ich den Bus mit 12K
abgeschlossen.
Die ersten 12 Knoten (Erdgeschoss) laufen seit 13 Monaten ohne
Probleme. Bei der heute abgeschlossenen Erweiterung um 8 Knoten in
einem weiteren Geschoss hatte ich erst Probleme.
===Physikalisch Stern aber logisch Strang/Linie===
Beide Verkabelungarten lassen sich auch mischen, so daß beide Vorteile zum Tragen kommen. D.h. die Kabel werden sternförmig vom Sternmittelpunkt zu jedem Busteilnehmer gezogen. Beginnend von einem Teilnehmer (der als Busanfang festgelegt wird) wird das Buskabel über ein Adernpaar zum Teilnehmer hingeführt und über ein zweites Adernpaar wieder zurück zum Sternmittelpunkt. Von dort aus geht es genauso weiter bis zum letzten Teilnehmer. An dessen Rückleitung kann dann einfach am Sternmittelpunkt der Abschlusswiderstand angeschlossen werden.
Wenn man als Kabel sowieso Cat5-Leitung vorsieht, so sind von den 4 Adernpaaren durch diese Verkabelungsart 2 Paare belegt, 1-2 weitere Paare können dann für Versorgungsspannung oder ähnliches verwendet werden.
===Baumverkabelung===
Bei CAN per Spezifikation nicht erlaubt, da an den Stichleitungen Reflexionen zu Störungen führen.

=Projekte=
==[http://www.canathome.de/ canathome]==

Als Basis dienen AVR und Fujitsu MB90F497. Letzte Änderung: 2003-04-12

==[http://caraca.sourceforge.net/ caraca]==

Kategorie:CAN

2005-06-11T18:17:14Z

84.57.128.192:

can

CAN

2005-06-11T18:16:10Z

84.57.128.192: /* Sonstiges */

==Mikrokontroller mit CAN==
=== AT90CAN128===

* Atmel AVR Controller mit CAN-Schnittstelle (ein Kanal)

* 15 CAN "Message Objects", jedes individuell konfigurierbar.

* 128kByte Flash, 4kByte RAM

* Bis auf die CAN-Fuktionen weitestgehend identisch mit dem ATmega128 (vgl. Mirgration-Guide ATmega128->AT90CAN128 bei atmel.com)

* Beispielcode inkl. CAN für den IAR-C-Compiler findet sich bei atmel.com. Autobaud-Routinen in Assembler (etwas Aufwand bei der Portierung nach avr-gcc/avr-as).

* Für die ISP-Programmierung schliesst man Ihn wie den ATmega128 an. MOSI-2 ; MISO-3 ; SCK-11 ; /Reset-20 ; GND-22,53,63 ; Vcc-21,52,(62),(64). Auf die übliche "ATmega64/128-Problematik" achten: MISO/MOSI der Programmierschnittstelle sind nicht identisch mit der SPI-Schnittstelle.

* Im Auslieferungszustand ist nur der interne RC-Oszillator aktiv (wie üblich bei allen modernen AVRs mit internem R/C-Oszillator vgl. [[AVR Checkliste]]). Umschalten auf externe Taktquelle über die AVR-Fusebits.

* Dieser MC ist für nicht-gewerbliche Endanwender einzeln z.B. bei Reichelt und Segor erhältlich (ca. 17 EUR). Beim Bestellen des MC sollte man einen CAN-BUS-Treiber gleich mitbestellen: z.B. Philips PCA82C250. Jedoch auf vorhandene Versorgungsspannungen achten (AT90CAN128 "kann mit" VCC=2,7...5,5V, PCA82C250 lt. Datenblatt für VCC=4,5...5V).

* die aktuelle Hardware-Version (Stand 4/2005) hat einen "silicon bug" (Hardwarefehler, vgl. avrfreaks-Forum): Liegt der Stack im ''externen'' RAM, führt dies zu Fehlern in der Stackverwaltung (push/pop/rcall etc.). Details "bald" in einer akutalisierten Fassung des Datenblatts. Abhilfe/Workaround: Stack im internen RAM (<0x1001) verwalten. Dies ist ohnehin sinnvoll, da der Stackzugriff dann schneller ist.



==CAN Controller==
===MCP2515 ===
"Stand-alone" CAN-Controller von Microchip.
* SPI Schnittstelle
* 2 Empfangs- und 3 Sendepuffer jeweils individuell konfigurierbar (ID, Masken/Filter etc.)
* ein genereller Interrupt-Ausgangspin und 5 konfigurierbare für die Puffer
* nicht-genutzte Interrupt-Pins können für digitale Ein- und Ausgabe verwendet werden
* Stromsparmodus
* auch für 3,3V-Betrieb geeignet.
* Diverse C- und Assembler Beispielcodes vorfügbar (z.B. bei microchip.com und kvaser, Assembler meist für PICs). Auch Software für Direktanschluss an die parallele Schnittstelle eines PC verfügbar ("bit-bang Interface").
* erhältlich z.B. bei Reichelt (ca. 2€)

===SJA1000===
"Stand-alone" CAN-Controller von Philips
* Parallele Schnittstelle ca. 12 Leitungen
* erhältlich z.B. bei Reichelt (ca. 7€)

==Bustreiber==

===MCP2551===
* von Microchip
* PDIP8 und SOIC
* VCC = 4,5...5,5V
* kostet rund 1€

===PCA 82C250===
* von Philips
* PDIP8 und SO8
* VCC = 4,5...5,5V
* V-CAN: -8V..+18V -> "TTL-kompatible" Bus-Spannung
* erhältlich z.B. bei Reichelt (ca. 1,50€)

===PCA 82C251===
* von Philips
* PDIP8 und SO8
* VCC = 4,5...5,5V
* V-CAN: -40V..+40V -> +24V Bus-Spannung
* erhältlich z.B. bei Reichelt (ca. 1,50€)

===ATA6660===
* Atmel
* SO8
* VCC = 4,75...5,25V

==SLIO-CAN==

Preisgünstigste Bausteine sind die Serial Linked I/O Bausteine (SLIO). Diese Bausteine ermöglichen den Aufbau von Ein- und Ausgabeknoten ohne lokalen Prozessor. Auf der Basis dieser Bausteine läßt sich eine dezentrale Signal-Ein-Ausgabe mit minimalem Kostenaufwand realisieren.

* Philips P82C150
* Single-Chip-I/O-Einheit mit integriertem CAN-Controller
* mögliche Busdatenrate 20kBd bis 125kBd
* interner RC-Oszillator wird durch den Bitstrom auf den Bus synchronisiert
* Kalibrierungsnachricht alle 8000 Bitzeiten erforderlich
o 4-Bit des Identifiers über Port-Pins einstellbar
* maximal 16 P82C150 in einem CAN-Segment
o 16 Port-Pins mit unterschiedlichen Konfigurationsmöglichkeiten
+ 16 mal als digitale Eingänge
+ 16 mal als digitale Ausgänge
+ 2 mal als analoger Ausgang ( 10-Bit, DPM )
+ 6 mal als analoger Eingang ( 10-Bit, multiplex )
+ 2 mal als Komparator

[http://www.htw-dresden.de/fe/labor/mikror/projects/slio_can/]

Anmerkung: Philips stellt die SLIO nicht mehr her! Es ist auch "nichts" mehr am Markt beschaffbar, wenn, dann zu horrenden Preisen (um die 60,-EUR/Stück zur Zeit). --[[Benutzer:OldBug|Patrick]] 09:08, 25. Jan 2005 (CET)

*DS 36001M

== "Verkabelung" ==
* auf Busterminierung achten (typisch 124 Ohm bei "high-speed")
* Standardbelegung für diverse Steckverbindungen vgl. CANOpen-Dokumentation (todo: link)
* Schaltplan für galvanische Trennung z.B. nach Datenblatt des PCA82C250
* für einfache Testaufbauten über sehr kurze Strecken oder "on-board-CAN" kann auf die Bustreiber verzichtet werden (vgl. Application-Note von Infineon (todo: link) )

==Allgemein==
* [http://can-wiki.info CAN-WIKI] - spezielle Wiki Site für CAN bus (Englisch)
==Dongles==
*[http://private.addcom.de/horo/can200/ Can200 Selbstbauprojekt]
*[http://www.mhs-elektronik.de/cgi-bin/mhs.pl?id1=1&id2=1 mhs-elektronik]
*[http://www.cantronik.com/ cantronik]
*[http://www.kopfweb.de/automotive_3.htm usb-can]

==Sonstiges==
[[CAN als Hausbus]]

[[Category:CAN]]

CAN

2005-06-11T18:10:48Z

84.57.128.192: /* Dongles */

Hauptseite

2005-06-11T17:55:28Z

84.57.128.192: /* Sonstiges */

{| width="100%"
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<div style="margin: 0; margin-right:10px; border: 1px solid #dfdfdf; padding: 1em 1em 1em 1em; background-color:#F8F8FF; align:right;">
Diese Artikelsammlung ist ein "Wiki", das bedeutet jeder kann etwas an den bestehenden Artikeln verändern oder eigene Artikel erstellen.</div>
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== Artikelübersicht ==

=== Grundlagen ===
* [[Löten (praktisch)]]
* [[SMD Löten]]
* [[Oszilloskop]]

=== Elektronik-Grundlagen ===
* [[Operationsverstärker-Grundschaltungen]]
* [[Pulsweitenmodulation]]

=== Projekte ===
* [[Digitaler Funktionsgenerator]]
* [[Midi Rekorder mit MMC/SD-Karte]]
* [[Schrittmotor-Controller (Stepper)|Schrittmotor-Controller]]
* [[:Kategorie:Projekte|weitere...]]

=== AVR ===
* [[AVR Checkliste]]
* [[AVR-GCC-Tutorial]]
* [[AVR Assembler - Vergleichstabelle|Assembler-Befehlstabelle]]
* [[:Kategorie:AVR|weitere...]]

=== Mikrocontroller und Prozessoren ===
* [[LPC2000 Philips ARM7TDMI-Familie]]
* [[MSP430]]
* [[AVR PIC 51-Vergleich]]
* [[:Kategorie:Mikrocontroller|weitere...]]

===PC-Programmierung===

* [[Ports benutzen (GCC)]]

===Sonstiges===
* [[Hausbus]]
* [[Platinenhersteller]]
* [[Elektronik-Versender]]
* [[Datenblätter]]

[[:Spezial:Allpages|Alle Seiten alphabetisch sortiert]]
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=== Kann ich wirklich "einfach so" irgendetwas an den Seiten ändern? ===

Ja. Um eine Seite zu ändern reicht ein Klick auf den "Seite bearbeiten" Link.
Aber: Bitte lies Dir vorher die [[Uc-wiki:Wie man eine Seite bearbeitet|Bearbeitungshinweise]] durch und schau Dir am besten mal ein paar der anderen Seiten an, um zu sehen wie das Ganze funktioniert.

=== Gibt es einen Testbereich, wo man das Ganze mal ausprobieren kann? ===

Ja - dafür gibt es die [[Testseite]].

=== Wie kann ich neue Seiten erstellen? ===

Gib einfach den gewünschten Titel in die Suche ein und klicke auf "Los", falls die Seite noch nicht existiert findest du dann dort einen Link zum Anlegen der Seite. Bitte schau dir erst den Aufbau von ein paar exisiterenden Seiten an (auf "Seite bearbeiten" klicken, dann wird der Quelltext angezeigt), um herauszufinden wie das mit den Überschriften und Formatierungen funktioniert.
Mehr Informationen zu den Formatierungsmöglichkeiten gibt es [[Uc-wiki:Wie man eine Seite bearbeitet|hier]].

=== Wozu ist der "Diskussion"-Link? ===

Auf den Diskussionsseiten kann man Kommentare, Kritik oder Fragen zum jeweiligen Artikel unterbringen.
</div>
|}
__NOTOC__

Hausbus

2005-06-11T17:49:31Z

84.57.128.192: /* Vergleich von Hausbussystemen */

[http://www.mikrocontroller.net/forum/read-1-66019.html#136169 Forum ]
[http://www.mikrocontroller.net/forum/read-1-190530.html#new Forum - Haussteuerung (Bussystem) Projekt]

=Anforderungen=
==Zentral/Dezentral==
Grundsätzlich kann so eine Steuerung zentral oder dezentral arbeiten (wobei natürlich auch Mischformen denkbar sind).
===Zentral===
Beim zentralen Ansatz gibt es einen Master, der zyklisch alle Sensoren (Thermometer, Lichtschalter, usw.) abfragt und dann die entsprechenden Aktionen auslöst.

+ wenig Intelligenz bei den Sensoren/Aktoren nötig
+ bei Konfigurationsänderungen keine Änderungen bei den Sensoren/Aktoren nötig.
+ keine Multimasterfähigkeit nötig
- je mehr Sensoren vorhanden sind, desto länger dauert ein Abfragezyklus.
Da so ein selbst gebauter Hausbus ja auch Raum für Erweiterungen bieten soll,
sollte man schon mit 100-200 Sensoren rechnen (Lichtschalter, Thermometer,
Glasbruchsensoren, Rauchmelder usw. usf)
- Wenn die Zentrale ausfällt, dann fällt die gesamte Steuerung auf einmal aus

===Dezentral===
Beim dezentralen Ansatz senden die Sensoren (z.B. Lichtschalter) Botschaften an die Aktoren (z.B. die Glühlampe).
+ Die Buslast hängt von der Anzahl Ereignisse ab und nicht von der Anzahl Sensoren.
Ein Glasbruchsensor der nie aktiv wird verursacht auch keine Buslast.
+ Keine Schaltzentrale nötig (also kein Single Point of Failure)
- Multimasterfähigkeit bei allen Sendern (also allen Sensoren) nötig.
- Konfigurationsänderungen müssen immer an den entsprechenden Aktoren/Sensoren gemacht
werden. Dazu muß man sie entweder fernkonfigurieren können oder mit dem Konfigurationsgerät
direkt an die jeweiligen Geräte.

==Geschwindigkeit==
Solange man nur ein einzelnes Wohnhaus (und nicht etwa eine Schule oder eine Fabrik) ausrüsten will und nur die üblichen Sensoren/Aktoren hat, ist praktisch jeder Bus schnell genug. Andererseits erlauben RS485 und der CAN-Bus bei den in einem Haus vorkommenden Kabellängen auch durchaus Geschwindigkeiten von 1 MBit/s, wodurch man auch andere Anwendungen damit realisieren könnte.

--> Hohe Geschwindigkeit heißt höherer Aufwand und höhere Kosten <---
Ein Hausbus sollte deshalb in der Geschwindigkeit auf die notwendigen Bedürfnisse abgestimmt sein. Folgende Rechnung läßt sich aufmachen:
Ein Frame mit einem einfachen Event z.B. "Taste 4 des Modul 0x2007 gedrückt" läßt sich mit allem Nötigen wie Priorität, Parity-Bits Anzahl Datenbytes und Checksumme in 6 "Byte" a 10Bit verpacken. Bei einer Geschwindigkeit von nur 10 KHz dauert die Übertragung ca. 6ms. Erlaubt man pro Frame max. 12 Datenbyte ergeben sich 18ms. Wobei 12 Datenbyte eigentlich nur zur Konfiguration der Knoten nötig sind. Uhrzeit, Datum, Temperaturen usw. kann man meistens mit 2 - 4 Datenbyte melden. Da mit der CAN-Topologie kollisionsfrei Daten übertragen werden und ein Hausbus im Allgemeinen keiner hohen Belastung unterliegt, ist es realistisch sonstige Verzögerungen zu vernachlässigen. Ich habe in meinem 5 Personenhaushalt den Bus nach "Bus-belegt-Verzögerungen" gescannt und in drei Monaten vier dieser Ereignisse festgestellt. Das bedeutete 12ms anstatt der erwähnten 6ms.
Warum sollte man schneller werden, wenn eine Verzögerung von 200ms in der Realität nicht fegestellt wird. Die Verzögerung einer Leuchtstofflampe empfinde ich da schon eher als störend.
Sollten wir eine Schule mit solch einem Bus betreiben und 166 Kinder stürmen in die Pause und betätigen dann alle einen Taster, verzögert sich das letzte Ereignis um nicht ganz eine Sekunde.

=Vergleich von Hausbussystemen=

==EIB==
+ nur 2 Leitungen für Daten, Power und GND
+ kein Abschluss-R nötig, alle Bustopologien
+ multimasterfähig
- Chips nur schwer erhältlich und teuer

==[[CAN-Bus]]==
+ Protokoll bereits im Chip
+ multimasterfähig
+ übertragunssicher (d.h. bei Übertragungsfehler werden Daten automatisch wiederholt)
O Preis ist ausgewogen
- es werden 2 Leitungen Daten + Power + GND benötigt
- Abzweigungen vom Bus sind problematisch (max. 1m?)
- Abschluss-R notwendig

==RS485==
+ sehr günstig
+ Schnittstellenbausteine können direkt an den USART eines MCs angeschlossen werden
- von Haus aus nicht multimasterfähig, muß per Software realisiert werden

==[[I2C als Hausbus]]==
+ billig
+ multimasterfähig
+ viele direkt anschließbare Sensoren vorhanden
- keine differentielle Übertragung, dadurch deutlich störanfälliger
- ohne "größeren" Aufwand nur Kabellängen <10m möglich

==Ethernet==
+ multimasterfähig
+ sehr schnell
- beim heute üblichen TP-Kabel nur Sternstruktur möglich
- aufwendig anzusteuern (hohen Hardware- und Softwareaufwand)
- teuer

=Links=
==CAN==
*[[CAN als Hausbus]]

==Ethernet==
*[http://www.ifas.htwk-leipzig.de/easytoweb/php/download/Verwendung%20eines%208-bit%20Microcontrollers%20zur%20Ethernet%20Vernetzung%20in%20der%20Hausautomation.pdf Diplomarbeit]