CAN-Bus Troubleshooting Guide

Ein Leitfaden zum Aufspüren und Beseitigen der häufigsten Probleme und Fehler bei der Einrichtung von CAN-Bus-Netzwerken und CAN-basierten Systemen.

Viele interessante Informationen zur Reduzierung von Störungen und zur Maximierung der Stabilität finden Sie auch in unseren allgemeinen Hinweisen zur fachgerechten Verdrahtung von galvanisch getrennten CAN-Netzwerken.

Generell sind bei der CAN-Verdrahtung sämtliche gültigen Richtlinien (DIN, VDE) bzgl. EMV-gerech­tem Aufbau, Leitungsführung, Leiterquerschnitte, zu verwendende Materialien, Mindest­abstände zu beachten.

CAN-Kabel

Die hier angebotenen Kabel für die industrielle Umgebung sind für den Einsatz in CAN-Systemen vorgesehen. Sie können für alle esd-CAN-Geräte eingesetzt werden.

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Die richtige Terminierung des CAN-Bus

Der Bus-Abschluss wird verwendet, um den Widerstand eines Knotens an den Widerstand der verwendeten Busleitung anzupassen. Ist die Impedanz falsch angepasst, wird das gesendete Signal nicht ganz von der Last aufgenommen und zum Teil in die Übertragungsleitung zurück reflektiert.
Sind die Quellen-, Übertragungsleitungs- und Last-Impedanz gleich groß, so werden die Reflexionen vermieden. Dieser Test misst den Gesamtwiderstand der beiden CAN-Datenleitungen und der angeschlossenen Abschlusswiderstände.

Vereinfachtes Schaltbild eines CAN-Netzwerks

Vereinfachtes Schaltbild eines CAN-Netzwerks

Zum Testen verfahren Sie bitte wie folgt:

  1. Schalten Sie die Versorgungsspannungen aller angeschlossenen CAN-Knoten aus.
  2. Messen Sie den DC-Widerstand zwischen CAN_H und CAN_L an einem Ende des Netzwerks, (Messpunkt (1), siehe Schaltbild CAN-Netzwerk oben).

Erwartetes Ergebnis:

Der gemessene Wert sollte zwischen 50 Ω und 70 Ω liegen.

Mögliche Fehlerursachen:

Liegt der ermittelte Wert unter 50 Ω, stellen Sie bitte sicher, dass:
  • kein Kurzschluss zwischen den CAN_H- und CAN_L-Leitungen besteht
  • nicht mehr als zwei Abschlusswiderstände angeschlossen sind
  • die Transceiver der einzelnen Knoten nicht defekt sind.
Liegt der ermittelte Wert über 70 Ω, stellen Sie bitte sicher, dass:
  • alle CAN_H- und CAN_L- Leitungen korrekt angeschlossen sind
  • zwei Abschlusswiderstände von je 120 Ω an Ihr CAN-Netzwerk angeschlossen sind (einer an jedem Ende).

Die richtige Erdung des CAN-Bus

CAN_GND des CAN-Netzwerks sollte nur an einer einzigen Stelle mit dem Funktionserde-Potenzial (FE) verbunden sein.
Dieser Test zeigt an, ob der CAN_GND an einer oder mehreren Stellen geerdet ist.

Hinweis: Dieser Test kann nur mit galvanisch getrennten CAN-Knoten durchgeführt werden.

Vereinfachtes Schaltbild Erdungsmessung

Vereinfachtes Schaltbild Erdungsmessung

Zum Testen verfahren Sie bitte wie folgt:

  1. Trennen Sie CAN_GND vom Erdpotenzial (FE).
  2. Messen Sie den DC-Widerstand zwischen CAN_GND und Erdpotenzial (siehe Schaltbild Erdungsmessung)

Erwartetes Ergebnis:

Der gemessene Widerstand sollte größer als ein 1 MΩ sein. Ist er kleiner, suchen Sie bitte nach zusätzlichen Erdungen der CAN_GND-Leitung.

Vergessen Sie nach dem Test nicht CAN_GND wieder mit dem Erdpotenzial zu verbinden.

Kurzschluss in der CAN-Verdrahtung

Ein CAN-Bus kann möglicherweise auch dann noch Daten übertragen, wenn CAN_GND und CAN_L kurzgeschlossen sind. Dadurch wird aber in der Regel die Fehlerrate stark ansteigen.
Stellen Sie sicher, dass zwischen CAN_GND und CAN_L kein Kurzschluss besteht!

Die richtigen Spannungspegel auf CAN_H und CAN_L

Jeder Knoten verfügt über einen CAN-Transceiver, der differenzielle Signale auf den Datenleitungen generiert. Ruht die Netzwerk-Kommunikation, betragen die CAN_H- und CAN_L-Spannungen etwa 2,5 V zu CAN_GND. Defekte Transceiver können diese Ruhespannungen verändern und die Netzwerk-Kommunikation unterbrechen.

Vereinfachtes Schaltbild eines CAN-Netzwerks

Vereinfachtes Schaltbild eines CAN-Netzwerks

Um auf defekte Transceiver zu testen, verfahren Sie bitte wie folgt:

  1. Schalten Sie alle Versorgungsspannungen an.
  2. Beenden sie jegliche Netzwerk-Kommunikation.
  3. Messen Sie die DC-Spannung zwischen CAN_H und GND (Messpunkt (2), siehe Schaltbild CAN-Netzwerk oben).
  4. Messen Sie die DC-Spannung zwischen CAN_L und GND (Messpunkt (3), siehe Schaltbild CAN-Netzwerk oben).

Erwartetes Ergebnis:

Die gemessene Spannung sollte zwischen 2,0 V und 3,0 V liegen.

Mögliche Fehlerursachen:

Ist die Spannung kleiner als 2,0 V oder größer als 3,0 V, ist es möglich, dass ein oder mehrere Knoten defekte Transceiver haben. Bei einer Spannung, die unter 2,0 V liegt, überprüfen Sie bitte den Anschluss der CAN_H- und CAN_L-Leitungen.

Um in einem Netzwerk einen Knoten mit einem defekten Transceiver zu finden, überprüfen Sie bitte einzeln die Widerstände der CAN-Transceiver der Knoten (siehe nächsten Abschnitt).

Der richtige Widerstand der CAN-Transceiver

CAN-Transceiver verfügen über Schaltkreise, die CAN_H und CAN_L kontrollieren. Die Erfahrung zeigt, dass elektrische Beschädigungen den Leckstrom in diesen Schaltkreisen erhöhen können.

Messung des Eingangswiderstandes des CAN-Transceivers

Prinzipielle Darstellung der Messung des Eingangswiderstandes des CAN-Transceivers

Um den Leckstrom durch die CAN-Schaltungen zu messen, benutzen Sie bitte ein Widerstandsmessgerät und gehen Sie wie folgt vor:

  1. Schalten Sie den Knoten (4) aus und trennen Sie ihn vom CAN-Netzwerk.
  2. Messen Sie den DC-Widerstand zwischen CAN_H und CAN_GND,
    Messpunkt (5).
  3. Messen Sie den DC-Widerstand zwischen CAN_L und CAN_GND,
    Messpunkt (6).

Die Lage von Knoten (4) und der Messpunkte (5) und (6) entnehmen Sie bitte der Darstellung Messung des Eingangswiderstandes.

Erwartetes Ergebnis:

Der gemessene Widerstand sollte bei jeder Messung größer als 10 kΩ sein.

Mögliche Fehlerursachen:

Liegt der Widerstand deutlich niedriger, ist der CAN-Transceiver möglicherweise defekt.
Ein weiterer Hinweis auf einen fehlerhaften CAN-Transceiver ist eine sehr hohe Abweichung der beiden gemessenen Eingangswiderstände (>> 200%).

Schauen Sie sich auch gerne unsere CAN-Kabel und CAN-Zubehör an oder lesen Sie weitere Informationen

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Support bei esd

Sollten Sie trotz Anwendung des CAN-Bus Troubleshooting Guides zu keiner Lösung kommen, wenden Sie sich bitte an unseren Technischen Support.

Sie können auch gerne direkt unser Support-Formular nutzen.

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