CANOPEN حافلة واجهة واجهة وإشعار التصميم

مبدأ الدائرة واجهة الحافلة CANOPEN واعتبارات التصميم

CAN CAN هي شبكة اتصالات متسلسلة تدعم بشكل فعال التحكم الموزع والتحكم في الوقت الحقيقي. وقد استخدم على نطاق واسع في مجال التحكم الآلي لأدائها العالي وموثوقية عالية. من أجل تحسين قدرة محرك النظام وزيادة مسافة الاتصال ، يتم استخدام Philips 82C250 في التطبيقات العملية كواجهة بين وحدة التحكم في CAN والحافلة الفعلية ، أي جهاز الإرسال والاستقبال CAN لتعزيز قدرة النقل التفاضلي للحافلة و يمكن السيطرة عليها. القدرة على الاستقبال التفاضلي للجهاز. من أجل زيادة تعزيز قدرة مكافحة التدخل ، غالبا ما يتم تعيين دائرة العزل البصري بين وحدة تحكم CAN وجهاز الإرسال والاستقبال. ويرد مبدأ الدائرة واجهة الناقل CAN نموذجية كما هو موضح في الشكل 1.

Fig.1 نموذجي ناقل CAN واجهة حلبة الرسم الأساسي

1 القضايا الرئيسية في تصميم دارة الواجهة

1.1 دائرة العزلة البصرية

على الرغم من أن الدائرة المعزولة عن طريق العدسات يمكنها تعزيز قدرة النظام المضادة للتداخل ، فإنها ستزيد أيضًا من وقت تأخر الإرسال لإشارة الحلقة الفعالة لحافلة CAN ، مما يؤدي إلى تقليل معدل الاتصال أو المسافة. وتستطيع طرازات 82C250 ونماذج أخرى من أجهزة الإرسال والاستقبال من CAN أن تحظى بمناعة فورية وتقلل من تداخل التردد اللاسلكي (RFI) والحماية الحرارية. توفر الدوائر المحددة الحالية أيضًا حماية إضافية للحافلات. لذلك ، إذا كانت مسافة إرسال المجال قصيرة وكان التداخل الكهرومغناطيسي صغيرًا ، فقد لا يتم اعتماد العزلة البصرية بحيث يمكن للنظام الوصول إلى الحد الأقصى لمعدل الاتصال أو المسافة ، ويمكن تبسيط دارة الواجهة. إذا كانت بيئة المجال تتطلب عزل البصريات ، فيجب استخدام عوازل البصريات عالية السرعة لتقليل وقت تأخير الانتشار لإشارة الحلقة الفعالة في حافلة CAN. على سبيل المثال ، جهاز optocoupler 6N137 عالي السرعة لديه تأخر قصير في الانتشار يبلغ 48 ns ، وهو قريب من دائرة TTL. مستوى وقت التأخير.

1.2 عزل التيار الكهربائي

يجب أن يكون معزول تماما امدادات الطاقة Vdd و Vcc المستخدمة على كلا الجانبين من جهاز العزل الضوئي. خلاف ذلك ، فإن العزلة البصرية الإلكترونية تفقد وظيفتها الصحيحة. يمكن تحقيق عزل مزود الطاقة عن طريق وحدة عزل التيار الكهربائي DC / DC منخفضة الطاقة ، مثل وحدة DC / DC ذات الجهد المنخفض المزدوجة 5 V مع وحدة pin القياسية DIP-14.

1.3 سحب ما يصل المقاوم

طرف إدخال بيانات ناقل الحركة TXD لجهاز الإرسال والاستقبال CAN 82C250 في FIG. 1 متصل بمنفذ الإخراج OUT من photocoupler 6N137. ﻻﺣظ أﻧﮫ ﯾﺟب ﺗوﺻﯾل TXD ﺑﻣﻘﺎوﻣﺔ R3 اﻟﻣﻘﺎوﻣﺔ ﻓﻲ ﻧﻔس اﻟوﻗت. من ناحية ، يضمن R3 أن الترانزستور الضوئي في 6N137 يخرج مستوى منخفضًا عند تشغيله ، ويتم إخراجه عند مستوى عالٍ. من ناحية أخرى ، يعد هذا أيضًا من متطلبات ناقل CAN. على وجه التحديد ، تحدد حالة وحدة طرفية TXD 82C250 حالة محطات الإدخال / الإخراج CAN ذات الجهد العالي والمنخفض CANH و CANL (انظر الجدول 1). تنص مواصفات ناقل CAN على أن الحافلة يجب أن تكون متنحية خلال فترات الخمول. أي أن الحالة الافتراضية للعقد في شبكة CAN هي متنحية. هذا يتطلب أن الحالة الافتراضية للجانب TXD من 82C25O هو المنطق 1 (مستوى عال). لهذا السبب ، يجب التأكد من خلال R3 أن حالة محطة TXD هي منطقية 1 (مستوى عال) عندما لا يتم نقل أي بيانات أو حدوث حالة غير طبيعية.

1.4 مطابقة معاوقة الحافلة

يجب أن يكون متصلا 120Ω المقاومات في نهاية الحافلة CAN. يلعبون دورًا مهمًا في مطابقة المعاوقة ولا يمكن إغفالها. وبخلاف ذلك ، سيتم تقليل موثوقية وتداخل اتصالات ناقل البيانات بشكل كبير ، وقد لا يكون الاتصال ممكنًا.

1.5 تدابير مكافحة التشويش الأخرى

لتحسين مناعة التداخل لدائرة الواجهة ، ضع في اعتبارك التدابير التالية:

(1) قم بتوصيل اثنين من المكثفات الصغيرة 30 pF بالتوازي بين طرفي CANH و CANL من 82C25O والأرض لتصفية التداخل عالي التردد على الحافلة ومنع الإشعاع الكهرومغناطيسي.

(2) قم بتوصيل المقاوم 5Ω في سلسلة بين محطات CANH و CANL من 82C250 وحافلة CAN للحد من التيار وحماية 82C250 من التيار الزائد.

(3) إضافة مكثف فصل 100 نيتروجين بين محطة تزويد الطاقة من 82C25O ، 6N137 والدوائر المتكاملة الأخرى والأرض للحد من التدخل.

2. الخلاصة

تعد دارة الواجهة جزءًا مهمًا من شبكة ناقل CAN. تؤثر موثوقيتها وأمانها بشكل مباشر على تشغيل شبكة الاتصالات بالكامل. تلخص هذه المقالة العديد من المشكلات الرئيسية التي يجب ملاحظتها في تصميم دوائر واجهة CAN. فقط من خلال استيعاب المفتاح في التصميم ، يمكننا تحسين جودة وأداء دوائر الواجهة المتعددة والتأكد من أن شبكة ناقل CAN تعمل بأمان وموثوقية.