CAN-BUS. Qu'est-ce que c'est et quelles sont ses applications ?

Quelle est la signification du bus CAN ?

| Octobre 2022 - octobre 2022

‍Les voitures des années 1990 sont souvent dotées d'une ligne K. Depuis lors, les véhicules sont devenus de plus en plus luxueux, sûrs et propres. Le confort est devenu plus important (sièges chauffants, climatisation, rétroviseurs extérieurs réglables électriquement, etc.), mais la sécurité a également été renforcée (ABS, contrôle de la pression des pneus, airbags, contrôle de l'éclairage). Tout cela a nécessité davantage de transport de données via des câbles. Dans les véhicules plus anciens, des câbles séparés étaient intégrés dans un faisceau de câbles. Mais comme les faisceaux de câbles nécessaires deviendraient trop épais, le transport des données se fait aujourd'hui par le biais du bus CAN.

Le bus CAN se compose de deux termes distincts : "CAN" est l'abréviation de "Controller Area Network" (réseau de contrôleurs) et un "bus" est un câble fin le long duquel des signaux numériques peuvent être transmis. En termes humains, un système de bus CAN est un réseau interne qui permet aux composants et aux unités d'un véhicule de communiquer entre eux par le biais de messages.

Comment fonctionne un système de bus CAN ?

Le bus CAN assure donc la transmission des données des signaux et contrôle la consommation d'énergie dans le véhicule par le biais du trafic de données. Pour ce faire, deux câbles sont torsadés et reliés aux extrémités par une fiche. L'utilisation du trafic de données permet de gérer la priorité entre les sous-systèmes connectés au bus CAN (par exemple la gestion du moteur, les systèmes de contrôle de la température, l'ABS et l'ESP) par l'intermédiaire d'un protocole. Grâce au bus CAN, l'ensemble de la commande électronique de tous les éléments électriques d'une porte, par exemple, est commandé par deux fils fins au lieu d'un faisceau de câbles complet.

CAN-high et CAN-low

Le bus CAN n'utilise donc que deux fils dédiés à la communication. Ces fils sont appelés CAN-high et CAN-low. Lorsque le bus CAN est en mode inactif, les deux lignes transportent 2,5V. Lorsque des bits de données sont transmis, la ligne CAN-high passe à 3,75V et la ligne CAN-low à 1,25V, générant une différence de 2,5V entre les lignes.

Vitesse du bus CAN

La vitesse est comprise entre 10kb/s et 125kb/s (en fonction du système). Certaines applications comprennent la connexion de données entre diverses unités de contrôle et le contrôle du tableau de bord.

Catégories d'applications CAN-bus :

1. CAN driveline : communication entre les modules les plus importants (unité de contrôle du moteur, ABS...).
2. CAN comfort : les modules les moins critiques (serrures de porte, fenêtres) sont reliés par ce bus.
3. CAN infotainment : les équipements de navigation et audio sont commandés par ce bus.

Qu'est-ce qu'un nœud de bus CAN ?

Le système de bus CAN fonctionne selon le principe de la diffusion. Un émetteur envoie un message sur le bus CAN. Chaque nœud sur ce même bus reçoit le message, mais l'expéditeur a spécifié dans ce message à quels nœuds le message est destiné. Les nœuds auxquels le message est destiné le reconnaissent, les autres l'ignorent.

Qu'est-ce qu'un cadre CAN ?

Un réseau CAN peut être configuré pour fonctionner avec deux formats de message différents, appelés trames : Le format de trame standard ou de base et le format de trame étendu.

La seule différence entre les deux formats est que la "trame de base CAN" prend en charge une longueur de 11 bits pour l'identifiant, et que la "trame étendue CAN" prend en charge une longueur de 29 bits pour l'identifiant, composée de l'identifiant de 11 bits ("identifiant de base") et d'une extension de 18 bits ("extension de l'identifiant").

Le CAN a quatre types de trame :

• Trame de données : une trame contenant des données de nœuds pour la transmission.
• trame externe : une trame demandant la transmission d'un identifiant spécifique
• Trame d'erreur : une trame envoyée par un nœud qui détecte une erreur.
• Surcharge de trame : une trame pour injecter un délai entre des données ou une trame distante.

Avantages du CAN-BUS

La communication intégrée par bus CAN offre un certain nombre d'avantages aux utilisateurs de PC industriels, notamment

1. Protocole de priorité - Plusieurs messages sont normalement envoyés simultanément vers et depuis tous les appareils, capteurs et actionneurs connectés. Grâce aux règles CAN d'évaluation des messages, le message le plus prioritaire est toujours envoyé en premier.
2. Flexibilité - Grâce à sa structure en paires avec un seul câble à deux fils, le bus CAN offre une plus grande flexibilité en matière d'installation et de maintenance. Non seulement les systèmes CAN contiennent beaucoup moins de câbles, ce qui les rend plus faciles à installer, mais l'ajout de nouveaux composants à un système demande beaucoup moins d'efforts. En outre, les complications liées au diagnostic et à la résolution des problèmes de signal sont considérablement réduites.
3. Fiabilité - Grâce aux câbles à paires torsadées et au LVDS (Low-voltage Differential Signalling), la communication CAN est beaucoup moins sensible aux interférences électromagnétiques que d'autres protocoles. La communication CAN nécessite également moins de câbles et de connecteurs, ce qui réduit considérablement le nombre de points faibles.
4. Coût - Le coût réduit du matériel et les exigences minimales en matière de traitement des signaux font du CAN une solution idéale pour les applications embarquées nécessitant une communication multiprocesseur et pour lesquelles le budget est limité.