Experimento N 1

Engenharia de Controle e Automao

Engenharia de Controle e Automao

HENRIQUE FERREIRA FARIAS

REDES INDUSTRIAISREDES CAN (MCP2551, SN65LBC031, LTC2875, PCA82C251, MC33901)

Serra ES, Maio de 2015REDES INDUSTRIAIS

REDES CAN (MCP2551, SN65LBC031, LTC2875, PCA82C251, MC33901)

Serra ES, Maio de 2015SumrioObjetivos .......................................................................................................................4Introduo......................................................................................................................4

Metodologia....................................................................................................................4Desenvolvimento..............................................................................5,6,7,8, 9,10,11 a 17Concluso......................................................................................................................18Referncias bibliogrficas..............................................................................................18ObjetivosConhecer as Redes CAN (MCP2551, SN65LBC031, LTC2875, PCA82C251, MC33901), com suas caractersticas e especificaes alm de suas variaes e diferenas. Saber a sua vantagem e desvantagens de uma rede e outra e suas especificaes com que equipamento pode trabalhar e seus recursos e diagnostico-o pode oferecer. Alm de melhorar o rendimento do controle de processos de uma indstria, aumentar eficincia, qualidade, segurana no sistema produtivo e facilitar a instalao dos equipamentos.Fornecer diagnsticos rpidos e detalhados, facilitar a manuteno, configurar dispositivos com maior rapidez, utilizar menor quantidade de fios e reduzir custos.

IntroduoAtualmente as Redes Industriais descrevem-se os diversos sistemas que coordenam o processo produtivo atravs de modelos conceituais. Devido complexidade destes sistemas comum estrutur-los em nveis hierrquicos para facilitar a compreenso. Cada nvel hierrquico tem associado um nvel de comunicao com exigncias prprias na rede. Necessidade da indstria pela integrao de equipamentos e dispositivos em todos os nveis de automao e de tecnologias de comunicao de dados especificamente desenvolvidas para atender os requisitos industriais.

Metodologia

Conhecer e obter novos resultados para aplicao em Redes Industriais em grandes empresas do ramo, onde assim sempre vamos ter uma tima produtividade, conhecimento e rendimento para aplicar as Redes CAN (MCP2551, SN65LBC031, LTC2875, PCA82C251, MC33901) em nosso dia a dia.DesenvolvimentoProcure na Internet um circuito integrado para rede CAN (MCP2551, SN65LBC031, LTC2875, PCA82C251, MC33901) e responda s questes:a)Desenhe a pinagem do CI, explicando a funo de cada pino.

b)Quais seriam as tenses mnimas para os nveis alto (CANH) e baixo (CANL) do CAN por norma?

c)Quais seriam as tenses mnimas para os nveis alto (CANH) e baixo (CANL) do CAN para o CI.

d)Qual seria o valor do resistor de terminao conectado aos extremos do barramento? Qual a sua utilidade?

Circuito integrado para rede CAN (MCP2551)

TABELA MCP2551 PINAGEMNmero do PinoNome do PinoFuno do Pino

1TXDTransmisso de Dados de Entrada

2VSSPino de fornecimento de Tenso de sada

3VDDTenso de alimentao

4RXDReceber Sada de Dados

5VREFReferncia Voltagem de sada

6CANL Baixo Nvel de tenso

7CANHCAN Alto Nvel de tenso I / O

8 RSEntrada de Controle

Categoria de produto: Controlador da rede & processador CITipo: Tecnologia do microchipProduto: Rede (CAN) da rea do controlador Nmero de transceptores: 1Taxa de dados: 1 MbpsCorrente da fonte - mxima: 75 miliampresTemperatura de funcionamento mximo: + 85 CEstilo da montagem: SMD/SMTPacote/caso: SOIC-8Empacotamento: TuboTemperatura de funcionamento mnima: - 40 CTenso de fonte do funcionamento: 5 VQuantidade do bloco da fbrica: 100Tenso de fonte - mxima: 5,5 VTenso de fonte - minuto: 4,5 V

Caractersticas Importantes:

Suporta 1 Mb / s operao

Implementa-11898 ISO camada fsica padro

requisitos

Adequado para sistemas de 12V e 24V

Inclinao

controlado externamente para reduzida RFI

emisses

Deteco de falha de aterramento (permanente dominante)

na entrada TXD

Power-on proteco de reset e tenso marrom-out

Um n sem energia ou evento brown-out no vai

perturbar o bus CAN

operao corrente de espera Baixo

Proteo contra danos causados por curto-circuito

condies (tenso da bateria positivo ou negativo)

Proteo contra transientes de alta tenso

proteo de desligamento automtico trmico

At 112 ns podem ser conectados

Alta imunidade rudo devido ao diferencial de nibus

implementao

Faixas de temperatura:

- Industrial (I): -40 C a + 85 C

- Extenso (E): -40 C a + 125 CAs classificaes mximas absolutas VDD...................................................................................................................7.0V

Tenso DC no TXD, RXD, VREF e VS .................................... -0.3V a VDD + 0,3V

Tenso DC no CANH, LCan (Nota.......................................................-42V a + 42V

Tenso transitria nos pinos 6 e 7 (Nota 2) ......................................- 250V a 250V +

Temperatura de armazenamento....................................................-55C a + 150 C

Temperatura ambiente ...................................................................-40C a + 125 C

Virtual temperatura da juno, TVJ (Nota 3)...................................-40C a + 150 C

Temperatura de solda de leads (10 segundos) ..............................................+300C

Proteo ESD em Canh e LCan pinos (Nota 4) ................................................. 6 kV

Proteo ESD em todos os outros pinos (Nota 4) ..............................................4 kV

Nota 1: Curto-circuito aplicado quando TXD alta e baixa.

2: Em conformidade com a norma ISO-7637.

3: Em conformidade com a norma IEC 60747-1.

4: Classificao A: Modelo humano do corpo.Circuito integrado para rede CAN (SN65LBC031)O SN75LBC031 um transceptor CAN usado como uma interface entre um controlador CAN e o barramento fsico para aplicaes de alta velocidade de at 500 kBaud. O dispositivo fornece transmisso capacidade de o nibus diferencial e diferencial receber capacidade para o controlador. O transmissor sadas (CANH e LCan), apresentam interno transio regulamento para fornecer controlada simetria, resultando em baixas emisses de EMI. Ambos sadas do transmissor esto totalmente protegidos contra curto-circuitos da bateria e transientes eltricos que podem ocorrer em as linhas de nibus. Em caso de dissipao de energia do dispositivo excessiva os drivers de sada esto desativados pelo trmico Circuito de desligamento a uma temperatura de juno de aproximadamente 160 C. A incluso de um resistor pullup interno na entrada do transmissor garante uma sada definida durante a inicializao e redefinir o controlador de protocolo. Para o normal operao em 500 kBaud o terminal ASC est aberta ou amarrado a GND. Para a operao velocidade mais lenta em 125 kBaud os os tempos de transio de sada do bus pode ser aumentada para reduzir a EMI, ligando o terminal ASC ao VCC. O receptor inclui um filtro integrado que suprime o sinal em impulsos inferior a 30 ns de largura.

O SN75LBC031 caracteriza-se por operao de -40 C a 85 C. O SN65LBC031 caracterizada por operao de -40 C a 125 C. O SN65LBC031Q caracterizada para operao durante altas temperaturas de -40 C a 125 C.

Nmero do PinoNome do PinoFuno do Pino

1TXTransmisso de Dados de Entrada

2GNDTerra

3VccTenso de alimentao

4RXReceber Sada de Dados

5REFReferncia Voltagem de sada

6CANLBaixo Nvel de tenso

7CANHControle de inclinao ajustvel.

8ACSControle de inclinao ajustvel

Potncia mximos absolutos sobre faixa de temperatura

Tenso de alimentao Logic, VCC (ver Nota 1)............................................................... 7 VTenso terminal BUS............................................................................................ -5 V a 20 V

Corrente de entrada em TX e do terminal de ASC, II................................................ 10 mA

Tenso de entrada no TX e do terminal de ASC, VI..................................................2 VCC

Temperatura ambiente sem ar, TA: SN65LBC031, SN65LBC031Q............ -40 C a 125 C

SN75LBC031.................................................................................................. -40 C a 85 C

Operating juncation range, TJ........................................................................-40 C a 150 C

Dissipao de potncia total contnua em (ou abaixo) de 25 C de temperatura do ar-livre

Faixa de temperatura de armazenamento, Tstg............................................ -65C a 150 C

Temperatura caso por 10 seg TC, pacote D.................................................................260 CCircuito integrado para rede CAN (LTC2875)

TXD (Pino 1): Entrada de Dados de transmisso. Baixa no estado dominante.

500k pull-up Integrado de VCC.GND (pino 2): Terra.VCC (pino 3): alimentao positiva. 3V VCC 3.6V ou 4.5V

VCC 5.5V. Bypass com 0.1F condensador de cermica ou maior.RXD (Pino 4): Sada de Dados Receiver. Baixa no estado dominante.

500k pull-up Integrado de VCC.SPLIT (Pin 5): Estabilizao do modo comum de sada para

Resciso de Split opcional. 60V Tolerante, 25kV ESD. se

no utilizado, deixar em aberto.

LCan (Pin 6): Baixo Nvel CAN Bus Line. 60V Tolerante,

25kV ESD.

CANH (Pin 7): Alto Nvel CAN Bus Line. 60V Tolerante,

25kV ESD.RS (pino 8): Desligar o modo de entrada / controle Slew. Uma tenso

no RS maior do que VIH_RS coloca o chip em um poder baixo

estado de desligamento. Uma tenso mais baixa do que em RS VIL_RS permite

o chip. Um resistor entre RS e terra pode ser usado para

controlar a taxa de variao. Consulte a seo Applications para obter detalhes.GND (pino 9): Exposed almofada sobre o pacote DFN. conectar

a terra PCB.Tenses de alimentao

VCC ................................................. ..................... -0.3V para 6V

Tenses de Entrada lgica (TXD, RS) .................. -0.3V para 6V

Interface de I / O: CANH, LCan, SPLIT ..................... -60V a 60V

Sada do receptor (RXD) ...........................- 0,3V a (VCC + 0,3V)

Bus Voltage Differential (CANH-LCan) .................. -120V a 120VO LTC2875 pode operar a partir de 3.3V ou 5V suprimentos. Um comparador interno monitora a tenso de alimentao e interruptores tenses de referncia internos e pontos fortes da unidade de sada na cerca de 4.1V. Devido descontinuidade no tenses internas neste momento chave, operao com uma oferta tenso entre 3.6V e 4.5V no recomendado.O LTC2875 aborda necessidades de aplicao para uma sobre tenso transceptor CAN tolerante, que pode operar a partir de ambos3.3V e 5V e fornecer de modo comum estendida a operao, alta imunidade a rudos e baixo eletromagntica emisso. Instalaes industriais podem encontrar comum modo de tenses entre ns muito maior do que o -2V para Gama 7V especificado pela norma ISO 11898-2. Competindo CAN transceptores podem ser danificados por tenses alm suas classificaes mximas absolutas tpicos de -3V para 16V.

A tolerncia de sobretenso limitada torna a implementao redes de proteo eficazes externos difcil sem interferir com o desempenho da rede de dados adequada. Substituindo transceptores CAN padro com dispositivos LTC2875 pode eliminar falhas em campo devido a falhas de sobre tenso sem a utilizao de dispositivos externos de proteo dispendiosas.

O 60V proteo de falha do LTC2875 conseguido usando um BiCMOS de alta tenso de um circuito integrado.

Naturalmente alta tenso de ruptura desta tecnologia fornece proteo em desligado e alta impedncia condies. As sadas do controlador usar um foldback progressiva limite de corrente para proteger contra falhas de sobre tenso enquanto ainda permitindo unidade de sada de alta corrente.

O LTC2875 protegido contra falhas de nibus 60V mesmo com a perda de GND ou VCC (falhas GND aberto no so testado na produo). No caso da VCC aberto, ou em curto para GND, o LTC2875 est desligado e os pinos de nibus permanecem no

o estado de alta impedncia. Precaues adicionais devem ser tomadas no caso de presentes e GND aberto VCC. O Chip de LTC2875 se protege contra danos, mas pode transformar apesar de o pino GND aberto. Quando a porta RS ou entrada TXD puxado para baixo com o pino GND flutuante, um caminho furtivo para GND estabelecida: atravs do diodo ESD no RS ou pino TXD; atravs das RS ou pino TXD; e em o condutor externo que est puxando o pino de baixo conforme a Figura.

Quando uma voltagem 1.1V entre VCC e aplicado, o RS pino atua como um receptor de alta impedncia. Uma tenso acima VIH_RS coloca o chip no encerramento, enquanto uma tenso abaixo VIL_RS mas acima de 1.1V ativa o chip e define o transmissor da taxa mnima de srie.

O circuito de controle matou no pino RS ativado a aplicada tenses abaixo de 1.1V. O pino de RS pode ser aproximadamente modelado como uma fonte de voltagem 1.1V com uma resistncia em srie de 2k e um limite de corrente conformidade -100A, e um 250k pull-up resistor para VCC.Circuito integrado para rede CAN (PCA82C251)O PCA82C251 a interface entre um controlador de protocolo CAN Fsico. O dispositivo fornece a capacidade de transmisso diferencial e receber a capacidade para o controlador de CAN.

Totalmente compatvel com o "ISO 11898-24 V" padro

Controle de inclinao para reduzir interferncias de radiofrequncia (RFI)

termicamente protegido

Curto-circuito bateria e ao solo em 24 V sistemas alimentados

Low-atual modo de espera

Um n sem energia no perturbar as linhas de nibus

Pelo menos 110 nodos podem ser ligados

Alta velocidade (at 1 MBd)

Alta imunidade contra interferncia eletromagntica.Referncias

Tenso de alimentao VCC de 5,5 4,5 V

Fornecimento ICC atual modo de espera - 275 mA

1 / Tbit velocidade mxima de transmisso de no retorno a zero 1 - MBd

VCAN CANH, canl de entrada / sada de tenso de 36 V -36

Vdiff tenso do barramento diferencial 1.5 3.0 V

tPD atraso de propagao modo de alta velocidade - 50 ns

Temperatura ambiente Tamb -40 125 C

Nmero do PinoNome do PinoFuno do Pino

1TXDTransmisso de Dados de Entrada

2GNDTerra

3VccTenso de alimentao

4RXDReceber Sada de Dados

5VrefReferncia Voltagem de sada

6CANLBaixo Nvel de tenso I/O

7CANHControle de tenso e inclinao ajustvel. Entrada e Sada

8RSResistor de inclinao de entrada

O PCA82C251 a interface entre um controlador de protocolo CAN. Ele destinado principalmente para aplicaes de at 1 MBd em caminhes e nibus. O dispositivo fornece capacidade de transmisso diferencial para o nibus e diferencial receber capacidade de o Controlador CAN. totalmente compatvel com o padro "ISO 11898-24 V". Um circuito limitador de corrente protege o estgio de sada do transmissor contra curtos-circuitos para tenso de bateria positivo e negativo. Apesar de dissipao de energia vai aumentar, como resultado de uma condio de falha de curto-circuito, esse recurso vai evitar a destruio do transmissor estgio de sada.Se a temperatura da juno excede aproximadamente 160 C, a limitao de corrente de ambos sadas do transmissor diminuda. Uma vez que o transmissor responsvel pela maior parte do potncia dissipada, isto ir resultar em menor dissipao de energia e, portanto, um chip menor temperatura. Todas as outras partes do IC permanecer operacional. A proteo trmica necessrio, em particular, quando uma linha de nibus em curto-circuito. As linhas Canh e LCan tambm so protegidos contra transientes eltricos que podem ocorrer em um ambiente automotivo. Pino 8 (Rs) permite trs diferentes modos de operao a ser selecionado: de alta velocidade, Slope controle e de espera.Para a operao de alta velocidade, os transistores de sada do transmissor est simplesmente ligado e desligado o mais rpido possvel. Neste modo, no sejam tomadas medidas para limitar a ascenso e queda encostas. A cabo blindado recomendado para evitar problemas de RFI. Modo de alta velocidade selecionada por conectar o pino 8 para o solo. Modo de controle de inclinao permite o uso de um par tranado ou um par de fios paralelos como linhas de nibus. Para reduzir a RFI, a ascenso e queda pistas deve ser limitado. A ascenso e queda Pistas podem ser programados com um resistor conectado a partir de 8 pinos para a terra. A inclinao proporcional corrente de sada no pino 8.Circuito integrado para rede CAN (MC33901)

Nmero do PinoNome do PinoFuno do Pino

1TXDTransmisso de Dados de Entrada

2GNDTerra

3VDD5.0 V alimentao de entrada para o condutor CAN eo receptor

4RXDReceber Sada de Dados

5VIOFornece alimentao para os pinos de entrada e sada digitais

6CANLBaixo Nvel de tenso I/O

7CANHControle de tenso e inclinao ajustvel. Entrada e Sada

8STBEntrada em espera para a seleo do modo de dispositivo

Todas as tenses so em relao terra, salvo indicao em contrrio. Excedendo estas classificaes pode provocar uma avaria ou dano permanente

para o dispositivo.

Tenso de alimentao Faixa de OperaoMC33901 tem um recurso de tempo limite embutido transceptor dominante para aplicaes automotivas.

Esta alta velocidade pode transceptor fornece a interface fsica entre o controlador de protocolo CAN de um MCU e os fios fsicos dupla do barramento CAN. embalado em um de 8 pinos SOICN com padro de mercado prender fora, e oferece excelente desempenho EMC e ESD, sem a necessidade de componentes externos do filtro.

Duas verses dispositivos esto disponveis, com e sem bus CAN acordar.

O MC33901 alcanou as seguintes certificaes:

C & S (Conformidade CAN)

IBee Zwikau (European Car OEM)

Mooser (North American Car OEM)

Velio (Japanese Car OEM)

Caractersticas

Consumo de energia muito baixo no modo de espera, tip. 8A

A deteco automtica de tenso I / O de MCU (3.3 V ou 5.0 V)

Modo de espera com controle remoto pode acordar-se em algumas verses.

ISO11898-2 e -5 compatvel

Pin e funo compatvel com o padro de mercado

+/- 8,0 kV contato ESD descarga de acordo com IEC61000-4-2, 150 PF-330R

Muito alta imunidade eletromagntica e baixa emisso eletromagntica sem estrangulamento de modo comum ou outros componentes externos.

Suporte embutido para o comprimento do cabo de comprimento e redes de baixa taxa de transmisso

TXD tempo limite dominante

Quando no alimentado, tem corrente passiva