CAN_BUS -für Nichttechniker

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Veröffentlicht am Montag, 06. Dezember 2010 16:46

Geschrieben von gerd_

Der Erklärungsversuch für Nichttechniker

Was heisst CAN-BUS?
Der CAN-Bus (Controller Area Network) ist ein asynchrones, serielles Bussystem und gehört zu den Feldbussen.
Weitere lustige Dinge die nur Elektroniker interessieren --sofern sie es nicht ohnehin wissen-- stehen z.B. bei wikipedia.

Also zu was kann man „das Zeug“ im Mopped gebrauchen?
Nachdem in Kraftfahrzeuge immer mehr Sensoren, Motörchen , etc. eingebaut werden die alle irgendwelche Informationen irgendwohin schicken müssen bzw. Steuerbefehle von „irgendwoher“ bekommen, nimmt die Verkabelung gigantische Ausmasse an. Viele Kabel müssen ziemlich „dick“ sein, nur damit sie nicht zu viel Widerstand bieten und die Signale „verlustlos“ leiten. Strom fliesst allerdings praktisch nicht. Nachdem analoge Signale nicht mehr „modern“ sind, sondern vorwiegend Digitales verwendet wird, liegt es nahe den „gesamten Signalkram“ ähnlich wie E-Mails zu übertragen.

Da reicht dann ein einziges Signalkabel! Noch konsequenter gedacht, genügt es jeden Verbraucher, Sensor, etc nur noch mit Plus und Masse zu versorgen. Im Prinzip also ein fettes Kabel quer durch das Mopped und zu jedem Verbraucher ein Abzweig mit passendem Querschnitt, Masse einfach über den Rahmen. Auf dem „fetten Kabel“ „liegt“ nur ein einziges Potential (12V). Diese Gleichspannung kann man dann mit den Signalen überlagern. Allerdings ist bei jedem „Teilnehmer“ eine Logik erforderlich die die jeweiligen Signale aus dem allgemeinen Strom filtert bzw. abzuschickende Signale mit Empfänger und Absender versieht.

Beispiel:
Klassisch wird von einem Anschluss-PIN des Blinkgebers ein Kabel zum linken Blinkertaster geführt damit man mit ihm diesen PIN kurz gegen Masse tasten kann und der Blinkgeber so weiss, dass er, über zwei andere Kabel, die beiden linken Blinker immer wieder ein- und ausschalten soll. Zumindest bis sein Ausschalt-PIN, über ein anderes Kabel vom AUS-Taster gegen Masse getastet wird.

Mit CAN-BUS Logik funktioniert das so:
Im linken Blinkertaster ist nicht nur ein Kontakt, sondern auch etwas Elektronik eingebaut. Seine Versorgungsspannung bekommt er von dem „fetten Kabel“. Drückt man drauf, so sendet er über das gleiche „fette Kabel“ eine codierte Nachricht an die Zentralelektronik die im Klartext heisst: „Ich bin’s, der linke Blinktaster. Mach’ mal die linken Blinker an!“ Die Zentralelektronik weiss, dass „an“ nur relativ ist und sendet abwechselnd, ebenfalls über das „fette Kabel“, die Signale: „Blinker links hinten aus; Blinker links vorne aus“. Die beiden Blinker merken dass sie adressiert sind und versorgen auf Befehl ihre Leuchtmittel mit Energie (aus dem „fetten Kabel“) oder eben nicht.

Der Temperatursensor quatscht ununterbrochen im Takt: „Ich bin’s, der Temp-Fühler!. Ich hab’ jetzt xx Ohm“. Bei ihm kann es auch sein, dass er nur Meldung machen soll wenn sich sein Messwert ändert und ansonsten still zu sein hat.
So weit die anschauliche Theorie?

Mit ZFE
Folglich hat bei den R1200xx jeder Blinker, jeder Temperatursensor, jeder "Teilnehmer" so eine Logik eingebaut?
Nee, die gesamte Elektrik ist konventionell verkabelt. Die ZFE ersetzt weitgehend nur Sicherungen, Relais und die bisher einzelnen Elektronikbausteine wie Anzeigedämpfung für den Tank, und den Blinkgeber.
Der CAN-BUS dient nur der Kommunikation zwischen ABS, Motronik, ZFE und Fahrerdisplay und sonst nix. Der Rest ist Werbung.

Auch die Praxis steht der "einfachen Lösung" etwas im Weg. Alle möglichen Geräte verursachen irgendwelche Schwingungen, Spannungsspitzen, etc. und verwirren die  "Schaltzentrale". Sie müsste ständig entscheiden ob es sich um ein Signal handelt oder z.B. ein Relaiskontakt 5 zitterige Anläufe (innerhalb 1/100 sec!) braucht bis er richtig geschlossen hat, oder eine Spule "mal eben" eine Induktionsspannung "in's Netz haut". Daher auch das Streben konventionelle Relais' zu vermeiden (und dann schliesst einer von uns Elektronik-Bauern sein Zusatzfernlicht doch über ein Relais an :-))!

Fazit
An den "Verbraucherproblemen", wie beispielsweise der Tatsache, dass man nicht ohne Weiteres LED Blinker anstecken kann, oder dass sich die Steckdose nach 20 Minuten abschaltet weil sie zu dusselig ist um zu erkennen, dass da keiner Strom entnimmt, sondern die Batterie geladen wird, ist nicht der CAN-BUS sondern die ZFE "schuld". Nachdem man hier Relais umgangen und Sicherungen durch vermeintlich intelligente Elektronik ersetzt hat, musste man dem Ding auch "Verbrauchswerte" beibringen. "Zu viel" Verbrauch heisst "abschalten" (früher flog die Sicherung), "zu wenig" bedeutet "Verbraucher defekt" und es wird irgendetwas Lustiges angezeigt (ZFE misst Mist, reagiert und petzt es via CAN-BUS der Anzeigeeinheit).
Die "korrekten Verbrauchswerte" kann der Freundliche ändern bzw. kann er dem Gerät beibringen "passt schon, Du brauchst nicht meckern".

Würde man die CAN-BUS-Logik konsequent umsetzen, so ergäbe sich ein anderes Problem: Man müsste die einzelnen Verbraucher „vor Ort“ absichern. Nachdem nur noch eine Ringleitung existiert kann man keinen einzelnen Verbraucher absichern. Folglich muss die Sicherung (egal ob konventionell oder elektronisch) direkt am Verbraucher sitzen.
Oder es werden nur praktisch stromlose Dinge wie Geber, Schalter etc. in die CANBUS-Logik einbezogen und die stromfressenden Verbraucher wieder konventionell angeklemmt und nur zentral überwacht.
Die machbare Alternative ist, die Leitung nicht als Ring sondern als Stern auszuführen und die Sicherungen zentral „im Sternmittelpunkt“  anzubringen. In der Praxis ist das zumindest beim Mopped auch sinnvoll (und ja auch so gemacht :-)). Schwierig ist z.B. der direkte Weg an der Gabel von der Belaganzeige des rechten zum linken Bremssattels. Allerdings ist die Einsparung von Kabeln ohnehin fragwürdig.
Dabei ist es egal ob die CanBus-Verkabelung als theoretisches Ein- oder praktisches Mehrleitungssystem ausgeführt wird.