Kabelwahl und Netzwerktopologie

Für den Einsatz in CANopen- Netzwerken hat sich die paarweise verdrillte Leitung (shielded twisted pair) durchgesetzt. Dabei handelt es sich um ein Kabel mit verdrillten Leiterpaaren und einem gemeinsamen Außenschirm. Diese Leitung ist gegen EMV- Störungen relativ unempfindlich und es können Ausdehnungen bis zu 1000 m bei 50 kbit/s erreicht werden. Die in der CANopen Empfehlung (CiA DR 303-1) angegebenen Leitungsquerschnitte sind in folgender Tabelle wiedergegeben.

Die maximale Leitungslänge ist weiters abhängig von der Anzahl der mit dem Buskabel verbundenen Knoten [n] und dem Leitungsquerschnitt [mm²].

Ein 2×2-poliges, paarweise verdrilltes und geschirmtes Kabel mit einem Leitungsquerschnitt von mind. 0,5mm², einer Leiter-zu-Leiter-Kapazität von max. 60 pF/Meter und einer Kennimpedanz von 120 Ohm. Die Busgeschwindigkeit der UVR1611 beträgt 50 kbit/s. Somit wäre theoretisch eine Buslänge von 500 m möglich, um eine zuverlässige Übertragung zu gewährleisten. Dieser Empfehlung entspricht die Kabeltype Unitronic®-Bus CAN 2x2x0,5.

Ein CAN- Bus sollte niemals sternförmig auseinander laufend aufgebaut werden. Der richtige Aufbau besteht aus einer Strangleitung vom ersten Gerät (mit Abschluss) zum zweiten und weiter zum dritten usw. Der letzte Busanschluss erhält wieder die Abschlussbrücke.

Beispiel: Verbinden dreier Netzwerkknoten (NK) mit 2x2poligem Kabel und Terminieren der ab-schließenden Netzwerkknoten.

Jedes CAN-Netzwerk ist beim ersten und letzten Teilnehmer im Netzwerk mit einem 120 Ohm Busabschluss zu versehen (terminieren - erfolgt mit Steckbrücke auf der Rückseite des Reglers). In einem CAN- Netzwerk sind also immer zwei Abschlusswiderstände (jeweils am Ende) zu finden. Stichleitungen oder eine sternförmige CAN-Verdrahtung sind seitens der offiziellen Spezifikation nicht zulässig!

Wie aus den Tabellen ersichtlich, ergibt sich eine zuverlässige Übertragung aus vielen Faktoren (Kabeltype, Querschnitt, Länge, Anzahl der Knoten…). Alle Angaben können aber als relativ konservativ erachtet werden, sodass bei vernünftiger Dimensionierung keine Probleme auftreten sollten.

1. sternförmige Abzweigungen von einigen zehn Metern keine Beeinträchtigung der Übertragung mit sich bringen können.
2. bis zu einer Buslänge von 150m und nur wenigen Knoten auch das Kabel CAT 5 24AWG (typisches Ethernetkabel in PC- Netzwerken) eingesetzt werden kann. Innerhalb einer normalen Hausinstallation kann es daher ohne weiteres Verwendung finden.
3. ein sternförmiges Netzwerk mit nur einem Mittelpunkt und einigen Teilnehmern mit Stichleitungen von 100 m auch dann ordentlich funktioniert, wenn an keinem Ende ein Abschlusswiderstand gesetzt wird. Dafür muss aber in der Sternmitte ein eigener Widerstand von 60 Ohm zwischen CAN- H und CAN- L geschaltet werden.

Derartige Netzwerke entsprechen aber in keiner Weise der empfohlenen Spezifikation und sollten vor dem Errichten sicherheitshalber mit Kabel- Überlängen von 50% ausgetestet werden!