CAN (Controller Area Network) je sériová sběrnice vyvinutá firmou Bosch, která umožňuje propojení a vzájemnou komunikaci mezi řídicími jednotkami v moderních vozidlech. Cílem této sběrnice bylo snížení kabeláže, snížení hmotnosti a zjednodšení architektury systémů v automobilové technice.
V rámci koncernu VW se používají různé varianty datové sběrnice CAN. První variantou byla CAN komfortního systému s rychlostí 62,5 kBit/s, následovala CAN hnacího agregátu s 500 kBit/s, která je dnes používána ve všech modelech. CAN je dvoudrátový systém se sníženým a vysokým signálem (CAN-Low a CAN-High). K provozu se používají dvě barevně odlišené linky v kabeláži: CAN-High pro hnací ústrojí a CAN-Komfort/infotainment s různými identifikačními barvami.
V praxi lze na diagnostickém rozhraní CAN ověřit stav komunikace mezi řídicími jednotkami. Po výběru správného bloku a kanálu je možné zjistit, zda jsou jednotky zapojeny do sítě a hlásí se. Při vypnutí a zapnutí zapalování Diagnostické rozhraní provede kontrolu všech jednotek a vyhodnotí jejich zpětnou odezvu. Pokud se objeví stav „dvoudrát”, síť CAN je plně funkční; při poruše se mění režim na „jednodrát” a nastává nouzový režim.
CAN bývá označován jako synchronní sběrnice, jelikož bitová arbitráž určuje, která stanice může vysílat. Data se odesílají v rámcích s identifikátorem, který definuje obsah zprávy a zároveň prioritu. Vysílání je řízeno tak, že vyšší priorita má přednost a kolize jsou řešeny bez zpoždění pro zprávy s nejvyšší prioritou. Maximální teoretická rychlost CAN dosahuje až 1 Mb/s (u typických vozidel se pohybuje podle délky a architektury sítě).
Vysílané rámce mohou obsahovat až 8 bytů dat a identifikátor určuje prioritu. CAN používá fyzickou vrstvu definovanou normami ISO 11898 (vysokorychlostní CAN) a data se přenášejí přes dva vodiče CAN_H a CAN_L s zakončovacími rezistory 120 ohmů na koncových plochách sítě. Pro zajištění bezchybného přenosu existují mechanismy CRC, bit stuffing a detekce chyb na úrovni rámců. V automobilovém průmyslu je CAN standardem pro palubní diagnostiku (OBD) a slouží k propojení ECU napříč vozidlem, např. motoru, ABS, airbagů či infotainmentu.
CAN sběrnice se rozšířila i za automobilový průmysl. Využívá se v tramvajích, metru, v průmyslové automatizaci, v leteckých systémech a v nemocnicích pro řízení zařízení a lůžek, stolu a osvětlení. CANopen rozšiřuje CAN pro specifické aplikace a umožňuje propojení ovládacích panelů, dveří a dalších zařízení. CAN se tak stává klíčovou technologií pro palubní systémy, parkovací kamery, autoalarmy a integraci OEM systémů.
V praxi to znamená, že při instalaci autorádia, parkovací kamery či autoalarmu je nutné myslet naCANBUS, aby bylo zajištěno plné fungování ovládání z volantu, správné napájení a kompatibilita se bezpečnostními systémy vozidla. Moderní vozy mohou používat i rozšířené varianty, jako CAN FD nebo Automotive Ethernet pro vysokorychlostní komunikaci mezi kamerami a pokročilými asistenčními systémy.
Klíčové body o CAN sběrnici
- CAN je dvoudrátová sběrnice s CAN_H a CAN_L, která spojuje ECU napříč vozidlem.
- Rychlost CAN se liší podle aplikace: 62,5 kBit/s (komfort), 500 kBit/s (hnací ústrojí) a až 1 Mbit/s u některých verzí.
- Bitová arbitráž zajišťuje deterministický přístup ke kanálu, prioritní zprávy se odesílají bez zdržení.
- Identifikátor rámce určuje obsah zprávy a prioritu; vyšší priorita má nižší identifikátor.
- CRC a další mechanismy zajišťují detekci chyb a stabilitu sítě.
- CAN zjednodušuje architekturu vozidel a snižuje hmotnost díky redukci kabeláže.
Praktické souvislosti a příklady použití
V praxi se CAN používá při výměně signálů z volantu, řízení motoru a parkovacích senzorů. Příklady instalací ukazují, jak CAN adaptér umožní přenos ovládání z volantu a zobrazení obrazu parkovací kamery, stejně jako propojení alarmů s CAN linkou pro lepší vyhodnocení narušení bezpečnosti a minimalizaci kabeláže.
| Parametr | Hodnota | Popis |
|---|---|---|
| Rychlost | 62,5 kBit/s - 1 Mbit/s | Podle konfigurace a délky sítě |
| Vodiče | CAN_H a CAN_L | Dvoudrátová linka |
| Zakoncování | 120 Ω na koncích sběrnice | Terminace pro stabilní signál |
| Priorita | Nižší identifikátor má vyšší prioritu | Deterministické odesílání |
Vysvětlení sběrnice CAN - jednoduchý úvod [v1.0 | 2019]
Pro montéry a techniky je klíčové pochopit, že správné CAN adaptéry zajistí plnou funkčnost zařízení, zachování ovládání z volantu, napájení a kompatibilitu s bezpečnostními systémy vozidla. CAN sběrnice tedy zůstává páteří moderní automobilové elektroniky a její význam nadále roste s rozvojem asistenčních systémů a OEM technologií.