mikrocontroller.net

Forum: Haus & Smart Home Can-Bus mit Verzweigungen


Autor: Marx (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,
für eine Hausinstallation suche ich eine Baumartige
Verkabelungsmöglichkeit eines Bussystemes. Die Kabellängen könnte dabei
durchaus 150m erreichen. Da Die Baudrate sehr niedrig sein kann, etwa
1-10 kBaud.
Nach einigen Recherchen bin ich auf den CAN-Bus gestossen, er wird auch
in einigen Hausbus-Projekten verwendet, die Datenrate und Kabellänge
sollten keine Probleme bereiten. Nur verlangt der CAN-Bus eine lineare
Verkabelung, und ich will nicht mit dem Kabel 'spazierenfahren'
(wegen der Verzweigungen).
Das System sollte so sein, dass entsprechende Busknoten von
nicht-Fachkräften hinzugefügt werden können, also ist die 'Bastelei'
mit verschiedenen Abschlußwiderständen keine wirkliche Lösung.

Gibt es nicht eine Möglichkeit den Bus zu splitten, in Sub-Busse ?

Grüße Marx

Autor: Stefan Kleinwort (_sk_)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Marx,
hier habe ich schon was dazu geschrieben und auch einen Link mit
angegeben:

http://www.mikrocontroller.net/forum/read-11-32431...

Fazit: bei Deinen Baudraten sind Stichleitungen kein Problem, auch wenn
sie nicht in der CAN-Spec stehen.

Subbusse:
Habe ich bei meinem eigenen Hausbus am Anfang auch gemacht, bin dann
aber davon abgekommen, weil sehr viele Zusatzprobleme aufkommen:
* Was passiert, wenn ein Subbus gerade 100% ausgelastet ist?
  Daten müssen im Verteilerknoten zwischengespeichert werden, was
  entsprechend große Puffer benötigt -> RAM-Probleme bei kleinen mc.

Viel Spass noch, Stefan

Autor: Marx (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Stefan,
ich dachte die Länge der Stichleitung ist wegen dem Wellenwiderstand
problematisch. Daher müsste ein Repeater, welcher das Signal einfach in
einem anderen Bus wiederholt, nichts buffern. Ein IC, welchen ich mal so
gefunden habe:
http://www.amis.com/news/releases/2005/Q2/050627_4...

Wie lang sind deine Stichleitungen ? Hast du mehrere Verzweigungen ?

Grüße Marx

Autor: Hardy (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Marx,

Stefan hat dir ja schon den link auf einen älteren Thread gepostet.
Dort hab ich eine Grafik aus einem Automatisierungsprospekt angeheftet,
die sehr gut die max. Stichleitungslänge als Nährung angibt.

Die Aussage von Stefan ist nur halb wahr:
Nicht die Baudrate bestimmt die max Leitungslänge (der Abzweigungen)
sondern die Flankensteilheit! Sie sind die Ursache für Refektionen.
Dies wird oft verwechselt. Natürlich benötigt man mit einer hohen
Baudrate auch eine schnellere Anstiegszeit der Flanken. Das Problem
beim CAN-Bus sind letztendlich die Transceiver. Sie habe eine bestimmte
Treiberstärke und die ist normal immer gleich egal ob du mit 1baud oder
150kbaud deinen CAN-Bus betreibst. De Baudrate selber ist für die
Gesamtlänge deines Systems natürlich schon entscheidend, aber eben
nicht für die Abzweigungen. Unter der Vorraussetzung das dein langer
Zweig auch korretk abgeschlossen ist und somit dort keine Reflektionen
auf dem Bus entstehen.

Hoffe ich konnte dir weiterhelfen. Ich selbst werde mein Bussysem mit
kurzen Abzweigungen betreiben.

Autor: Marx (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Danke für die Antwort!

Ich habe soeben bei AMIS angefragt, wie viel diese Repeater-ICs kosten,
da meine Applikation stets viele Verzweigungen hat. Denn es sollte
schlussendlich eine Plug-and-Play Lösung werden, die in verschiedenen
Kombinationen problemlos laufen soll.
Wenn ich was Neues in Erfahrung bringe, werde ich es posten !

~ Marx

Autor: Marx (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo, auf der Suche bin ich auf obiges Blockschaltbild gestossen.
Quelle:
http://esamultimedia.esa.int/docs/gsp/completed/co...

Hat jeamd Erfahrung damit ?

 ~ marx

Autor: Stefan Kleinwort (_sk_)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Marx,

der AMI-Chip sieht interessant aus. Wenn Du einen Preis (und vor allem
Liefermöglichkeit bei kleinen Mengen) hast, dann lass mal was hören.
Die Repeater-Idee hatte ich nicht - das ist wirklich deutlich einfacher
als 2 komplett getrennte CAN-Busse.

@Hardy:
Bei allen mir bekannten CAN-Treibern lässt sich die Flankensteilheit
einstellen.
> De Baudrate selber ist für die Gesamtlänge deines Systems
> natürlich schon entscheidend, aber eben nicht für die Abzweigungen.

Das liest sich im von mir verlinkten CIA-Dokument anders:

Baudrate    Gesamt-Buslänge   Unterminierte Stichleitungslängen
                              Einzellänge   Gesamtlänge im System

1Mbit/s     25m               1,5m          7,5m
500kbit/s   100m              5,5m          27,5m
250kbit/s   250m              11m           55m
125kbit/s   500m              22m           110m
50kbit/s    1000m             55m           275m
20kbit/s    2500m             137,5m        687,5m
10kbit/s    5000m             275m          1375m

* verwendeter Bustreiber Philips PCA82C250/251

Bei einer Baudrate von 20kbit/s (weniger lässt der oft benutzte MCP2515
nicht zu) bleibt also beim gängigen EF-Haus genug Sicherheitsreserve.
Übrigens: das CIA-Dokument spricht von unterminierten Stichleitungen.
Praktisch beduetet dies: die längste Leitung im Haus als Busleitung
erklären und terminieren, alle anderen als Stichleitungen unterminiert
lassen.

In der Applikation-Note AN96116 von Philips sind die Zusammenhänge und
verschiedene Terminierungsarten sehr gut erklärt:

http://www.semiconductors.philips.com/acrobat_down...

Viele Grüße, Stefan

Autor: Marx (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,
habe nun einen Testaufbau laufen, bei dem 2 CAN-Knoten über den 
Buscoupler verbunden sind (115KBaud). Hat auf Anhieb funktioniert!
Habe ein Bild davon drangehängt.

Der Chip kostet in  kleinen Mengen ca. 3Eur (wahrscheinlich ohne MWst). 
Vielleicht schaffe ich es in naher Zukunft noch einige IC's zu 
beschaffen und welche zu verteilen.

~ marx

Autor: Marx (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Buscoupler

Autor: Marx (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Testaufbau

Autor: cb1znx (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,
der Busrepeater von AMI Semiconductor (www.amis.com) wird durch folgende
Distributoren in DE vertrieben:
www.simos.de
http://de.azzurri.com

-> siehe www.aufzu.de
-> Datenblätter aller Hersteller www.datasheets4u.com

de Norman

Autor: Werner Dornstädter (dorni)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Marx,
kannst Du uns bitte mal den Stromlaufplan über Deinen CAN-Bus Repeater 
posten?
Schade, dass scheinbar AMIS noch der einzige Hersteller, eines solchen 
Chips anbietet.

Gruß Werner

Autor: Marx (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,
hier der Schaltplan. Ich kenn zwar Dein Vorhaben nicht, aber trotzdem 
möchte ich Dir 2-3 Dinge sagen:
Der Repeater hat eine Mindest-Baudrate von etwa 44 kBaud( wg timeout); 
für einfache Installationen mit einer geringen erforderlichen Datenrate 
würde ich tendenziell geringere Geschw. bevorzugen, denn
- es sinkt die maximale Leitungsausdehnung (wegen Signallaufzeit)
- und jeder Repeater hat auch wieder einen Delay --> wieder kürzere 
Leitungslängen
- wenn die Geschw. niedrig ist, wirst du weniger Probs wegen exakter 
Terminierung haben

Dieser Aufbau wurde im Rahmen eines Prototypen erstellt; bei einem 
weiterem Aufbau werde ich eher eine aktiven Verzweigung vorziehen, also 
eiger Prozessor 2 getrennten CAN-Logiken.

Grüße Marx

Autor: Alexander Weber (walx) (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Marx!

Woher hast Du die Info mit der Mindest-Baudrate? (Mein Datenblatt Rev1.4 
Mai 2005, preliminary)
Falls Du ein aktuelleres besitzt, könntest Du es bitte Posten?

Ich auch bräuchte etwa 5 Stück AMIS42700 zum Testen. Meine Bemühungen an 
Samples zu kommen, waren bis jetzt um sonst (Jahresbedarf ca. 100 
Stück).
Deshalb wäre ich sehr dankbar, wenn ich Dir welche abkaufen könnte.
(Mindestabnahme 228 Stück!!!)

Grüße,
walx

Autor: Marx (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,
habe dasselbe Datenblatt.
Die minimale Datenrate darf nicht unter 44 kBit/s liegen, da sonst die
erforderliche maximale Anzahl von 11 dominanten Bits aufgrund der 
dominant timeout Funktion nicht mehr übertragen wird. (siehe Datenblatt 
Seite 8 Punkt 7.7 und Seite 11 Table 4 Parameter tdom(TXD)).
Denn es gilt 1/44000 * 11 = 250us.

Wegen den Chips, wenn du Deine Mailadresse postets, kann ich Dich gerne 
kontaktieren.

~ Marx

Autor: Alexander Weber (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo Marx,

E-Mail siehe oben

Autor: Alexander Weber (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
sorry:

walx(at)gmx(dot)at

Autor: Danny P. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@all: Mal ne "dusselige" Frage:

Warum seid ihr immer so auf Verzweigungen aus?
Einerseits sollen Schaltregler wegen des geringeren Eigenverbrauchs 
gegenüber Längsregler eingesetzt werden und dann installiert ihr im 
Grunde nur einen langen Bus durch ganze Haus auf dem Ihr die 
Versorgungsspannung und somit auch den Spannungsfall (und damit die 
Leitungsverluste die auch bezahlt werden sollen) in die Höhe treibt?

Hat jemand mal den Spannungsfall berechnet für 10 Knoten die je 100mA 
ziehen, weil je nach Anwendung gerade munter LED´s leuchten oder Relais 
anziehen?

Ich zumindest habe mein Haus in mehrere Stränge aufgeteilt. An jedem 
Strang hängen später maximal 5 Knoten. Ich habe nur Längsregler verbaut 
in den kleinen UP-Dosen und möchte daher mit der Busspannung weit 
runter, und das kann ich auch weil ich aufgrund der "kürzeren" Wege im 
Gegensatz zu einem Gesamtbus viel kleinere 
Leitungsverluste/Spannungsfall habe.

Diese "Stichinstallation" verklemme ich im Schaltschrank zu einer Linie 
und gut.

Mag dem einen oder anderen nicht gefallen, aber ich wollte Euch nur mal 
anregen über die BusStromversorgung nachzudenken. Der Bus läuft bei 1km 
Leitung, aber mit wieviel Spannung wollt ihr den dann fahren (also die 
Spannungsversorgung der Knoten) da man ja meist beides zusammen über 
CATx-Leitung macht?

greetz
Danny

Autor: Christian Illy (alloc)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Danny:
Wenn deine Knoten 100mA ziehen dürfen hast du IMHO irgendwas falsch 
geplant ... Ein Hausbus soll uA ja helfen Energie zu sparen, das wird 
bei dir dann wohl nicht der Fall sein. Wenn man von vornherein alle 
Knoten auf Energiesparen auslegt hat man wesentlich weniger Probleme mit 
dem Spannungsabfall auf den Leitungen (ist natürlich immer noch da und 
immer noch ein Problem, aber halt längst nicht so extrem) und man kann 
auch ein bissl längere Leitungen nehmen. Und wenn man dann zb je 
Stockwerk einen Bus nimmt (man kann ja bei CAN eh nur ~110 Knoten an 
einen Strang hängen da die Treiber nicht mehr können) dann dürfte das 
absolut kein Problem mehr sein.

Gruß,
Chris

Autor: Danny P. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@chris: mh, da übertreibt man mal um zu veranschaulichen und hat gleich 
falsch geplant :)

Aber kann ja keiner Wissen; meine Knoten brauchen keine 100mA. 10mA bis 
15mA brauchen Sie aber nun mal und das finde ich nicht viel.
Schliesslich will ein AtmelMega8 und ein MCP2515 samt Bustreiber 
betrieben werden. Noch eine LED-Hintergrundbeleuchtung an und schon bist 
15mA höher...

Damit "verbraucht" ein Knoten mit 9V Versorgungsspannung etwa 1,1Kwh pro 
Jahr. Und 22 Cent pro Jahr und Knoten finde ich nicht dramatisch.

Es sollte nur ein Denkanstoß sein weil hier einige ja schon 4zeilige 
LC-Display´s eingebaut haben oder Relais in UP-Dosen planen. Über vieles 
wurde gesprochen aber darüber halt noch nicht.
Und die Summer aller an einer Leitung machts ja...

greetz
Danny

Autor: Christian Illy (alloc)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hm, wieso steht über der "Antwort schreiben"-Box
Antwort schreiben
Hinweis: Der Beitrag den Sie beantworten möchten ist mehr als 6 Monate alt.
 ?

B2T: IMHO sollte ein "normaler" Knoten (also die Typen, die am 
häufigsten im Bus zum Einsatz kommen) nicht mehr als 5mA im StandBy 
aufnehmen. Das habe ich mir zumindest mal als Ziel gesetzt für dne 
UP-Knoten in unserem Projekt (und sollte auhc schaffbar sein). Und ich 
denke nicht, dass jmd auf die Idee kommt, an jeden Knoten ein Display 
anzuschließen, oder? ^^
Und LEDs für Taster etc nimmt man als LowCurrent-Variante, kosten zwar 
vllt doppelt soviel, ziehen aber nur 1/10tel des Stromes von normalen 
LEDs.
Noch hat bei unserem Projekt keiner einen größeren Testbus laufen, aber 
ich denke nicht dass man da Probleme bekommt wenn man mal 50 Knoten an 
einen Strang hängt =)

Chris

Autor: Danny P. (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
@Chris: Probleme in dem Sinne nich... Is ja über die Spannungshöhe 
wieder abzufangen :)

und auch LowCurrentLED ziehen 1mA, was bei dir wieder 20% des gesamtem 
Busankopplers wären ;)

Mh, zum Standby: Der MCP2515 muß bei mir stets laufen und somit auch der 
Buskoppler um eingehende Nachrichten zu empfangen. Sonst muß ich jede 
Nachricht 2mal senden und solche Scherze. Ausserdem schaltet der MCP 
sein Taktgenerator ab und ich habe nur ein Quarz drauf. Der würde nie 
wieder wach werden :) Oder wie hast du das geplant?

Somit kann nur der µC in Standby. Und damit der wieder wach wird müsste 
ich angeschlossene Taster per Dioden auf nen externen Interrupt legen, 
ok das wär evt. ne Verbesserung die noch machbar ist.

hm, wird nun aber off Topic. Lassen wirs lieber ;)

greetz
Danny

Autor: Peter (Gast)
Datum:
Angehängte Dateien:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

@Hardy:
du hast geschrieben: "Sie habe eine bestimmte Treiberstärke und die ist 
normal immer gleich egal ob du mit 1baud oder 150kbaud deinen CAN-Bus 
betreibst."

Die Transceiver, die ich kenne, erlauben die Einstellung der Flanke über 
einen Widerstand. Siehe z.B. angehängtes Datenblatt (des Urvaters aller 
Transceiver) auf Seite 4 oben rechts.

Ciao,
Peter

Autor: Markus Wössner (Gast)
Datum:

Bewertung
0 lesenswert
nicht lesenswert
Hallo,

ich habe hier auch noch ein paar überzählige AMIS-42700 ICs liegen (bzw 
bestelle die Tage welche) - falls jemand Bedarf hat bitte melden.

amis (at) woessner-it (punkt) de

Gruß,
Markus

Antwort schreiben

Die Angabe einer E-Mail-Adresse ist freiwillig. Wenn Sie automatisch per E-Mail über Antworten auf Ihren Beitrag informiert werden möchten, melden Sie sich bitte an.

Wichtige Regeln - erst lesen, dann posten!

  • Groß- und Kleinschreibung verwenden
  • Längeren Sourcecode nicht im Text einfügen, sondern als Dateianhang

Formatierung (mehr Informationen...)

  • [c]C-Code[/c]
  • [avrasm]AVR-Assembler-Code[/avrasm]
  • [code]Code in anderen Sprachen, ASCII-Zeichnungen[/code]
  • [math]Formel in LaTeX-Syntax[/math]
  • [[Titel]] - Link zu Artikel
  • Verweis auf anderen Beitrag einfügen: Rechtsklick auf Beitragstitel,
    "Adresse kopieren", und in den Text einfügen




Bild automatisch verkleinern, falls nötig
Bitte das JPG-Format nur für Fotos und Scans verwenden!
Zeichnungen und Screenshots im PNG- oder
GIF-Format hochladen. Siehe Bildformate.
Hinweis: der ursprüngliche Beitrag ist mehr als 6 Monate alt.
Bitte hier nur auf die ursprüngliche Frage antworten,
für neue Fragen einen neuen Beitrag erstellen.

Mit dem Abschicken bestätigst du, die Nutzungsbedingungen anzuerkennen.