CAN Bus Cable

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CAN Bus Kabel

CAN bus cable

Die Verbindung zwischen den einzelnen ZIMO Komponenten erfolgt via dem CAN Bus.

Der CAN Bus hat einen symmetrischen elektrischen Aufbau. Wenn CAN L die Polarität ändert geht auch CAN H in die andere Richtung. Dadurch erreicht man doppelt so hohe Signalspennung was eine höhere Unempfindlichkeit gegen Störspannungseinstrahlung sichert.

Interconnect between ZIMO modules is done via a CAN bus.

The CAN bus has a symmetric electric layout. When CAN L changes polarity CAN H does as well. This gives double voltage between the two wires. This results in a more reliable data transmission.

ZIMO verwendet 6 polige RJ11 Stecker. Diese kann man sehr leicht selbst durch aufcrimpen der Stecker auf ein flaches Kabel herstellen.  ZIMO uses 6 pin RJ11 connectors. The can be easily made onsite by crimping them on flat cables.

Da das ZIMO System mit "nur" etwa 100kHz am CAN Bus kommuniziert, ist die Kabelqualität kaum von Bedeutung. Die symmetrische Auslegung des CAN-Buses macht das System sehr unempfindlich gegen Störeinstrahlungen.

Die verwendeten 100kHz sind noch immer bedeutend schneller als die sonst üblichen 2400 bis 19200Baud diverser anderer Hersteller! Die Bandbreite ist von Bedeutung zur schnellen und Verzögerungsfeien Kommunikation zwischen den Modulen und der Zentraleinheit MX1 und dem Computer

ZIMO utilizes the CAN bus with roughly 100kHz. Every cable can cope with that frequencies. The data is transmitted on a symmetric pair which makes it robust against interference from outside. The electrical interface of a CAN receiver is comparable with RS422 spec.

ZIMO's 100kHz are still much faster than other vendor's 2400 to 19200 Baud connections. This is important to have a fast smooth dataflow from peripherals back and forward to the central unit MX1 and the controlling computer.

Steckerbelegung

Connector

1 +
2  
3 CAN L
4 CAN H
5 GND
6  

Steckerbelegung / Connector wireing

Eigentlich benötigt man nur 4 Drähte, ein 6-er Kabel ist aber leichter zu crimpen. Durch die Steckerbelegung kann bei falscher Konfektion eines Kabels nichts beschädigt werden. Im Fehlerfall sind (+) und (GND) nicht verbunden, die Komponente bleibt Stromlos. CAN H/L sind im Betrieb Symmetrisch, haben potentiell +/- wechselnd angeschlossen, und können bei falschen Anschluss auch nicht beschädigt werden. There are only 4 wires required, but it is much easier to use a 6way one for crimping. The connection layout protects the equipment against wrong connection. If a cable would be done wrong power will not be connected and nothing happens. CAN H/L are designed to cope with the signal levels, as they have a symmetric layout the receivers are not harmed even if it is done the wrong way!

Kabelkonfektion

Connector Position

 

 

Am besten ist es zum Anfertigen der Crimpstecker eine Spezialzange zu benutzen. In Europe in der €30-€60 Preisklasse. In den USA bekommt man RJ11 / RJ45 Zangen bereits um etwa $10-$15. 

Solange ich keine Zange hatte habe ich die Kontakte einzeln mit einem flachen Schraubendreher hinein gedrückt, mit etwas Geschick entstehen sichere Verbindungen. Bei der Schraubendreherversion bitte auch an die Zugentlastung denken!

The best way to crimp the connectors is to use a special crimping tool. Unfortunately those tools are expensive in Europe, they are sold for €30 to €60 in electronic stores. In US those pliers are available for $10 to $15.

As long as I had no special tool I used a screwdriver to push the connectors in. This works good, but needs some force. Don't forget to push the strain relief in as well!

Kabelfehlersuche

Debugging Cable Problems

Für größere Anlagen werden Kabel individuell angefertigt. Dabei können auch Fehler entstehen. Die Identifikation kann schwierig werden, oder ist als Kabelproblem nicht so leicht identifizierbar.

Langsame Reaktion des Systems auf Ereignisse, unerwartetes Blinken der MX8 / MX9 Module, fallweises AAF in der MX2 Anzeige können von defekten Kabeln verursacht sein. Am MX1/2000 gibt es eine Anzeige der CAN-Bus Aktivitäten. Bei CAN_Bus -Fehlern wird da ein "E" eingeblendet. Im Regelbetrieb darf dieses "E" nie aufscheinen. Am ursprünglichen MX1 gibt es keinen solchen Fehlerindikator.

Beim Fehlersuchen helfen hoffentlich folgende Hinweise:

  1. Nach JEDER Maßnahme das System stromlos schalten  10 Sekunden warten und dann einschalten. Schließen sie den PC ab der wird zum BUS debuggen nicht benötigt.
  2. Den CAN Bus möglichst nach den Aufbaurichtlinien gestalten, Schleifen und Gabelungen vermeiden. Zumindest zur Fehlersuche solche Gebilde entfernen.
  3. Teilen sie den Bus so lange in immer kleinere Teile bis die Fehler verschwinden
  4. Beim Fehler eingrenzen den Buß zuerst in der Mitte teilen, dann vierteln, achteln usw. bis die fehlerhafte Stelle eingegrenzt ist.
  5. Kabel die im Verdacht stehen Fehler zu bereiten mittels Brückenkabel temporär ersetzen um zu testen ob das überbrückte Kabel wirklich den Fehler verursacht. Denken Sie daran dass auch mehrfache Kabelprobleme möglich sein können.
  6. Gute Kabelqualitäten verwenden, Telefonkabel, ISDN-Kabel sind ausreichend, man benötigt kein Kat-5 Kabel, außerdem sind die schwierig zu crimpen.
  7. Möglichst die CAN Bus Kabel nicht parallel mit Leistungsverdrahtung legen. Also möglicht von Fahrstrom und Beleuchtung getrennt. 1-2 cm Distanz reichen.
  8. Falls ein MX1/2000 zur vorhanden ist, es darf das Fehler "E" nicht aufscheinen.
  9. STP zeigt ebenfalls CAN Probleme an (das muss ich noch querchecken)
  10. Man kann auch den PC zur CAN-Bus Analyse einsetzen. Zur CAN-Bus-Fehlerprotokollierung kann die CANVIEW- Software verwendet werden.
  11. Wenn in der Datei STP.INI ein Eintrag "CANLogFile=<filename>" gemacht wird, protokolliert auch STP in dieses File einige CAN-Infos. Zum Fehlersuchen ist es hilfreich die Ausgabedatei mit "tail" oder ähnlichen Werkzeugen zu überwachen, das spart das ewige Neuladen in einen Editor.

Es gibt aus der Computerverkabelungstechnik Kabelprüfer für RJ45 Stecker. Die ZIMO CAN RJ11 Stecker kann man da hinein stecken. Manche Tester kann man "überreden" und die Belegung des Kabels einstellen. Diese sind natürlich die beste Test/Prüf-Variante , nur wer hat so etwas?

For bigger layouts, CAN bus cables must be made on site. Its quite common to introduce some problems to the bus. It is quite hard to isolate them or even identify them as bus problems.

Slow response of the entire system to events, unexpected blinking of the LEDs on MX8 / MX9 or AAF at the MX2 display can be indicators for a broken cable. The MX1/2k offers an error indicator in the display. Right in the call where it displays CAN bus utilization if there is a "E" in the display a damaged packet was received. Unfortunately the original MX1 does not offer an indicator for bus errors.

Eventually my list underneath might help you to isolate those problems:

  1. Before verifying your measurements power cycle the system. Please allow 10 seconds in power off state, everything is dark, to discharge all electronics. Disconnect the PC, you don't need it for bus debugging.
  2. Structure the bus as described by ZIMO. Avoid loops and forks, at least during the debugging time.
  3. Segment the CAN bus into small parts to isolate the problem.
  4. Split the bus in the middle, then the side which caused the  problem again, and again - this is the fastest way to find the cause.
  5. Use a patch cable to bridge the faulty part to verify that you have isolated the problem. Be aware that you might have more than one problem.
  6. Use good quality materials. Phone or ISDN material is good enough. It is not necessary to use cat-5 materials. They are actually hard to crimp and there for easily source for troubles.
  7. Avoid power carrying cables parallel to the bus cable. I.e. no DCC power or AC lightning wires around. 1" distance is enough.
  8. If you are y lucky one with a MX1/2k monitor the "E" indicator in the bus utilization display cell.
  9. STP also indicates CAN Bus problems. (need to verify this)
  10. A PC can become handy to monitor the CAN bus too. Just use CANVIEW to display bus activity.
  11. If you insert "CANLogFile=<filename>" into STP.INI  STP logs some CAN bus information. Use a tool like "tail" to monitor the results file. This avoids to reopen the log file into a editor over and over again.

Finally there are cable testers available out of the IT industry. The come with RJ45 connectors. The ZIMO CAN Bus RJ11 can be inserted. Unfortunately only a few of these testers can be adopted to the CAN bus layout. If you can get hold of such an device that might be the best method to verify your cables.

 
 

 

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