É necessário um terra / comum para a comunicação adequada do barramento CAN?


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Como o barramento CAN é um sistema de sinalização diferencial, qual é o significado do sinal GND / COM? Posso sobreviver sem ele?

Eu tenho um sistema muito simples de 2 nós que tem alguns acontecimentos estranhos acontecendo. (veja aqui esse problema, se você estiver interessado) Os dois nós são meu dispositivo e um monitor USB-CAN; ambos possuem resistores de terminação de 120ohm e o fio entre eles é <1m.

Acabei de lembrar que nos meus testes anteriores eu tinha apenas os sinais CAN_H e CAN_L conectados entre os nós; Não havia nada conectando o CAN_COM do meu dispositivo ao pino de aterramento no monitor USB-CAN.

Um ponto (?) Da sinalização diferencial deve ser muito menos (não?) Afetado pelo ruído do modo comum. Então, por não ter o terra conectado, acho que perdemos a referência absoluta para CAN_H e CAN_L ... mas isso faz alguma diferença?


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mesmo com a comunicação de pares diferenciais é necessária uma referência comum. Simplesmente porque os terrenos flutuantes nas duas extremidades podem ter um potencial muito diferente, cuja diferença apenas explodirá seu sistema.
Eugene Sh.

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Resposta curta é sim. A menos que você tenha um isolamento óptico ou magnético completo, você SEMPRE precisará de um terreno comum para basicamente qualquer circuito. O acoplamento capacitivo também pode solucionar esse problema de precisar de um aterramento, embora você ainda precise de algum ponto de referência ou esteja acima da tensão nominal na tampa.
21915 MadHatter

Existe alguma maneira de quantificar o que não ter terreno fará?
Adam Chefe

O problema é que você quase sempre tem algo (capacitância, indução, outras conexões) que configura os níveis de terra relativos das suas duas extremidades. Se você não tem um fundamento explícito, está à mercê do que quer que seja. Dado que pode envolver tampas de filtro conectadas à rede elétrica, pode haver tensões muito grandes envolvidas. Você deve conectar o CANbus como ele deve ser conectado (terminação adequada, cabo adequado, aterramento adequado) e não tentar adivinhar quais truques específicos serão bem-sucedidos.

Claro. Eu não estou tentando trapacear. Eu só quero entender para que eu possa confiar em que eu já resolveu o meu problema (ou não)
Adam Chefe

Respostas:


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Um sistema diferencial perfeito, teórico, pode funcionar sem terra, porque a entrada sempre pode funcionar (AB) sem se preocupar com os valores absolutos de A ou B.

Infelizmente, o CAN não é um sistema assim, e o receptor terá limites para sua capacidade de 'modo comum', além do qual será danificado. Então você precisa ter um terra para manter as tensões do modo comum dentro de limites. 'Modo comum' refere-se apenas a coisas (tensão, neste caso) que são comuns a ambos os fios.

Existem outras maneiras de construir receptores que são muito mais livres desse tipo de restrição - por exemplo, um isolador óptico pode fazer a detecção (AB) com talvez 1000s de volts de deslocamento no modo comum. Os transformadores também são frequentemente usados ​​(por exemplo, na Ethernet de par trançado, que não possui aterramento). Mas para o CANbus normal, você precisa de um terreno.


"Modo comum" é uma boa frase para trazer para esta conversa.
21915 MadHatter

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Sim, é necessário um terreno comum.

Um transceptor de lata tem uma tensão máxima no modo comum. Se a tensão de modo comum dos sinais CAN diferenciais exceder o máximo, o transceptor não poderá reconhecer os bits. Na prática, isso significa que os aterramentos dos nós CAN precisam ser conectados (embora possam ser toleradas pequenas diferenças de tensão entre os aterramentos).

Caso especial. Alguns dispositivos CAN são isolados galvanicamente. Então não há um terreno comum por toda parte.


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Depende do sistema que você está construindo. Se você está construindo em sua casa ou em seu carro, é melhor usar um terreno comum. Por ser uma comunicação do tipo de par diferencial, o aterramento comum não é necessário, pois o que importa é a diferença de tensão em potencial entre H e L. Na verdade, em alguns casos, você pode explodir tudo usando o aterramento comum - quando os nós são alimentados por fontes de energia diferentes. diferentes referências de terreno. Estou sempre construindo grandes redes CAN industriais sem um terreno comum e está funcionando sem problemas.


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Eu diria que não. O CAN é diferencial e, apesar da tensão no modo comum, é relativamente alta. Depois de conectá-los, o potencial será equalizado, para descargas curtas geralmente os diodos transzorb são montados no CANH e no CANL para evitar danos. Os nós são acoplados capacitivamente à terra, no caso de PSU flutuante. Para uma versão não isolada, não seria uma má idéia referenciar GND à terra em cada nó, não haverá diferença no potencial da terra para danificar o transceptor.
Eu nunca vi um dispositivo em rede CAN com 3º fio, apenas CANH, CANL.


Como exatamente o potencial será igualado sem um terreno comum? Suponha, por exemplo, que o barramento CAN de um veículo, fornecido com uma bateria de 12V, seja conectado a um PC fornecido a partir da rede elétrica de 230V. A diferença de potencial pode ser qualquer coisa.
Lundin
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