CANBUS Haberleşme Sistemi Nedir ?

CANBUS Haberleşme Sistemi Nedir ?

12 Nisan 2021 0 Yazar: emre ekici

CANBUS haberleşme sistemi Robert Bosch tarafından otomotiv sektöründe kullanılmak üzere 1980’li yılların sonuna doğru geliştirilmiş ‘akıllı’ aygıtları bir sistem veya alt-sistem içinde birbirleriyle haberleştiren seri haberleşme protokolüdür. Multi-Master yöntemi uyumlu sistemlerde kullanılır. Her CAN düğüm (aygıt) birbirleriyle haberleşebilir ve eşzamanlı cevaplar alabilir. Gerçek zamanlı sistemlerde de kullanılır. ISO 11898 ile uluslararası standartları belirlenmiştir ve ISO/OSI referans modelinin en alt iki katmanının da temelini oluşturur. CAN ağlarında abonelerin veya istasyonların geleneksel anlamda adreslenmesi yapılmaz, onun yerine öncelikli mesaj iletimi yapılır.

Bir verici bütün CAN düğümlerine mesaj yollayabilir. Her düğüm mesajın tanım kısmına bakarak işleyebileceği bir mesaj olup olmadığım anlar. Tanım kısmı ayrıca mesajın önceliğini de belli eder. CAN protokolünün kolay tarafı, az maliyet ve eforla kişisel uygulamalarda kullanılabilmesidir. CAN çip ara yüzleri uygulama programlamasını kolayca yapar. Tanıtım kursları, fonksiyon kütüphaneleri, başlangıç kitleri, I/O ara yüzleri ve araçları, ucuz maliyetli olduğundan CAN ağ yapısı tercih edilerek yapılır.

CANBUS haberleşme sistemi tanımı

Kelime anlamı olarak Controller Area Network kelimelerinin kısaltılması anlamına gelir. Aşağıda CAN haberleşme protokolünün genel özelliklerinden bahsedilmiştir.

  1. İki kablo üzerinden seri haberleşme metodu kullanılır.
  2. 1980’lerin ortasında Robert Bosch tarafından otomotiv endüstrisi için geliştirilmiştir.
  3. Gerçek zamanlı uygulamalarda ağ elemanları arasında yüksek kapasiteli veri alış verişi sağlamak ve bunu yaparken mümkün olduğunca ekonomik çözümler sunmak CAN haberleşme protokolünün ana hedefidir.
  4. CAN haberleşme protokolü tüm dünyada standartlarla belirlenmiştir. Bu standartlara örnek olarak
    • CAN 2.0A: ISO 11519 – düşük hızlı
    • CAN 2.0B: ISO 11898 – yüksek hızlı
    • CAN onaylama: ISO 16845 q
  5. CAN haberleşme protokolünün kullanımı 200 milyon düğüme ulaşmıştır ve her geçen yıl bu pazar %30 büyümektedir.
  6. CAN sadece otomotiv sanayinde kullanılmakla kalmayıp birçok endüstri alanında kullanılmaktadır. Bunlardan en önemli iki tanesi otomotiv ve endüstriyel makinelerdir.

Bir CANBUS ağının hangi araç parçaları ile haberleşebildiği şekilde sunulmuştur.

CANBUS haberleşme sistemi özellikleri

  • Gerçek zamanlı uygulamalarda yüksek kapasiteli ve doğrulukta veri transferi CAN haberleşme protokolünün genel karakteristiğini oluşturur. Ayrıca gürültülü ortamlarda yüksek doğrulukta güvenilir veri transferi sağlar.
  • CAN haberleşme protokolünün özellikleri dünya standartlarında iki versiyon olarak kullanılmaktadır. Birinci versiyon, CAN 2.0A düşük hızlı versiyonudur ve temel CAN ya da standart CAN olarak isimlendirilir. Bu standart ISO’nun ISO11519 standartında belirtilmiştir.
  • Diğer versiyon olarak CAN 2.0B ise yüksek hızlı versiyondur ve bu versiyon tam CAN ya da genişletilmiş CAN olarak da isimlendirilir. Bu standart da ISO11898’de tanımlanmıştır.
  • ISO16845 ise CAN haberleşme protokolünün içermesi gereken bilgilerin tanımlı olduğu standardıdır. CANBUS otomotiv sektörü haricinde birçok alanda kullanılmakta olup kullanım miktarı her geçen yıla oranla %30 artmaktadır. 2001 yılına kadar 200 milyon CAN düğümü kullanılmıştır.

CANBUS haberleşme sistemini neden kullanıyoruz ?

  1. Güvenilir.
    • Hatasız haberleşme sağlaması
  2. Ekonomik
    1. Kablo masraflarını azaltması
    2. Düşük donanım maliyeti sağlaması
  3. Ölçeklendirilebilirlik
    • Kolay genişletilebilirlik
    • Düğümlerin birbirine bağlama maliyetini düşürmesi
  4. Uygulanabilirlik
    • Çoğu kontrolcünün CAN portuna sahip olması
    • Birçok yazılım aracı tarafından desteklenmesi
    • Yüksek seviyeli protokol
  5. Bilinirlik
    • Geliştirme ortamı için geniş kaynak imkanı

CANBUS haberleşme sisteminin tarihi

Açılımı “Controller Area Network Bus” olan yani “Kontrol Alan Ağı Veri yolu” dur.1980’lerde Robert Bosch tarafından otomotivde kablo yumağı yerine bir kablodan yazılım kontrollü veri transferini sağlamak amacıyla geliştirilmiştir. Böylelikle kablolama maliyetleri düşmüş otomobiller daha ucuza imal edilmeye başlamıştır.

CAN, otomotiv endüstrisindeki en bilinen haberleşme sistemidir. Her ne kadar başlangıçta yalnızca otomotiv uygulamaları için tasarlanmış olsa da yüksek performansı güvenirliliğinden dolayı birçok dağıtık (distrubuted) endüstriyel kontrol uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır.

90’larda CAN’in gelişimi sonucunda CiA denen (CAN in Automation) kuruldu. Bu bağımsız grup CAN özelliklerini belirlemekte ve gerçekleştirmektedir. Daha sonra DeviceNET geliştirildi. DeviceNet endüstriyel cihazlarını (sensörs, aktuatör) yük seviye cihazlarına (kontrolör) bağlamaya yarayan düşük seviye networktür.

DeviceNet özellikle düşük maliyet üzerine yoğunlaşmıştır. 95’de CAN2.0B geliştirilerekten bir CAN sistemine bağlı ünite sayısı teorik olarak 500 milyona çıkarılmıştır. 1996’da CANopen geliştirilmiştir. Böylece uygulamada kullanılabilirliği daha da artmıştır.

CANBUS haberleşme sistemi uygulama alanları

  • Bütün elektronikle kontrol edilen cihazlar ve paketleme makinelerinde
  • Endüstriyel dondurucular ve yazıcılarda
  • Gemiler, trenler ve raylı sistemlerde
  • Tarım ve inşaat makinelerinde
  • Yarıiletken üretici cihazlarında
  • Bina otomasyonunda, HVAC sistemleri, kat asansörleri
  • Hastanelerdeki hasta takip kontrolünde