¶ CAN-Bus
Die Firma Bosch entwickelte in den 1980-Jahren das Bus-Protokoll CAN-Bus (Controller Area Network). Um die Verkabelung einzelner elektronischer Komponenten und Sensoren zu vereinfachen, wurde die Einführung eines Bussystems notwendig. Dieses Bussystems sollte eine hohe Sicherheit gegen elektromagnetische Störungen aufweisen, echtzeitfähig, zuverlässig und für Serienanwendungen kostengünstig sein. [1]
¶ Beschreibung
In den Anfängen der Elektronik im Kraftfahrzeugbau Mitte des 20. Jahrhunderts wurden die ausschließlich analogen Geräte, wie Sensoren, Steuereinheiten und andere, direkt miteinander verkabelt. Die Bordelektronik gewann immer mehr an Bedeutung, sodass die Masse an benötigten Kabeln zu schwer wurde. Somit begann die Firma Bosch 1983 mit der Entwicklung des CAN-Busses. Ziel war die Entwicklung eines digitalen Feldbusses zur Steuerung des Antriebsstrangs und die Einsparung von einem Großteil der bisherigen Leitungen. In Kooperation mit der Firma Intel gelang die Entwicklung eines geeigneten Chips für eine CAN-Spezifikation. Das von Bosch entwickelte Controller Area Network setzte sich innerhalb kürzester Zeit bei namhaften Kraftfahrzeugherstellern durch und verdrängt somit die Analogtechnik. Der Feldbus wurde 1993 im ISO-Standard Nummer 11898 erstmals international genormt und wurde seitdem mehrfach aktualisiert. [2]
Folgende Faktoren lassen sich für einen Aufbau eines CANs vereinheitlichen: die maximale Gesamtlänge eines Netzwerkes darf 40 m nicht überschreiten und verbindet 20 Knoten, wobei der Abstand zweier benachbarter Knoten nicht mehr als 20 m betragen darf. [2]
Vom Betriebsmodus des Netzes hängen die Leitungslängen ab. Zwei Modi sind zu unterscheiden:
- High-Speed-Modus: Übertragungsrate bis 1 Mbit/s, Anschluss bis 30 Netzknoten, Leitungslänge auf maximal 40 m beschränkt, Bevorzugte Verwendung in räumlich kleinen Bereichen mit hohen Datenraten (Beispiel: Motorraumbus).
- Low-Speed-Modus: Übertragungsrate bis 125 kbit/s, Anschluss bis 20 Netzknoten, Leitungslänge maximal 500 m, hohe Ausfallsicherheit [2]
“Aus dem CAN-Standard hat sich zunächst die DIN 9684 und danach die ISO 11783 entwickelt – ein Standard für die herstellerunabhängige Kommunikation zwischen Steuergeräten auf Traktoren und Anbaugeräten. In der ISO 11783 werden außerdem die herstellerunabhängige Bedienung (Virtuelles Terminal) und der Datenaustausch zwischen Fahrzeug und Büro geregelt” [4]. siehe ISOBUS
¶ Anwendungsbereich
(hier folgen passende Praxisbeispiele)
¶ Quellen
- Der ISOBUS auf landwirtschaftlichen Maschinen und Traktoren
- Echtzeiteigenschaften von Feldbussen am Beispiel des Controller Area Networks
- Spangler, A.; Auernhammer, H. (2001): Landwirtschaftliches BUS-System (LBS) nach DIN 9684. AgTecCollection: Institut für Landtechnik TUM / Zeichenbüro, TU München 2009
- Noack, P. O. (2019): Precision Farming, Smart Farming, Digital Farming – Grundlagen und Anwendungsfelder, Wichmann Verlag, S. 5
¶ weiterführende Quellen
- An Overview of CAN-BUS Development, Utilization, and Future Potential in Serial Network Messaging for Off-Road Mobile Equipment
- Noack, P. O. (2019): Precision Farming, Smart Farming, Digital Farming – Grundlagen und Anwendungsfelder, Wichmann Verlag
- Outlining the mission profile of agricultural tractors through CAN-BUS data analytics
¶ Autoren*innen
M. Sc. Lea Wintz, Wissenschaftliche Mitarbeiterin Technische Hochschule Bingen