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MAGGIO 2017

FIELDBUS & NETWORKS

Fieldbus & Networks

gli albori dell’era automobilistica l’impianto elettrico di

una vettura poteva essere realizzato connettendo di-

rettamente le varie parti alle spie di funzionamento e

agli interruttori che dovevano azionarle. Negli anni ’50

un’automobile media richiedeva una quarantina di colle-

gamenti, essenzialmente circoscritti ai circuiti di batteria, avviamento,

candele e illuminazione, ma già all’inizio degli anni ’90 la lunghezza dei

cavi a bordo veicolo veniva misurata in chilometri. La complessità del

cablaggio è cresciuta esponenzialmente con l’introduzione dei sistemi

di accensione e iniezione elettronica e di dispositivi di sicurezza come

airbag e ABS (sistema antibloccaggio in frenata), nonché di climatizza-

tori e vetri elettrici. Oggi, anche escludendo i sistemi di guida assistita

con tutto il loro corollario di sensori e attuatori, un’automobile contiene

svariate decine di ECU (Unità Elettroniche di Controllo) che si occupano

della gestione dei rispettivi sottosistemi e in alcuni casi anche delle

comunicazioni tra le relative sottoreti.

CAN (Controller Area Network), uno dei bus utilizzati con maggior suc-

cesso in ambito automobilistico, è stato messo a punto da Bosch come

sistema multimaster per le comunicazioni tra i microcontrollori a bordo

della Mercedes Classe S. Inizialmente pensato per il solo controllo del

motore, CAN si è prima spinto dentro l’abitacolo delle autovetture, suc-

cessivamente si è evoluto fino a diventare il protocollo di riferimento

per le comunicazioni nelle reti di controllo a bordo di mezzi di trasporto

di ogni tipo, dalle vetture ai mezzi pesanti o agricoli, a treni, navi, aero-

plani. Nel corso degli anni, infatti, lo standard originario (Basic CAN),

concepito negli anni ’80, è stato ampliato ed esteso con varianti che

hanno permesso di aumentare la velocità (Full CAN), di semplificare il

cablaggio (Single Wire CAN), di implementare un meccanismo di allo-

cazione temporale (TT-CAN), di incrementare la banda dati (CAN FD)

e di ridurre i consumi (parti quinta e sesta dello standard ISO 11898).

Reti e gateway

CAN è un bus eclettico le cui differenti varianti si prestano al controllo

di reti caratterizzate da diversi livelli di criticità: una versione a bassa

velocità può essere impiegata per il controllo dell’impianto di climatiz-

zazione; una versione resiliente ai guasti può occuparsi della chiusura

centralizzata e dei vetri elettrici; le varianti critiche ad alta velocità pos-

sono essere impiegate nel controllo del motore, della trazione e dei

sistemi di frenata. Ogni sottorete costituisce un mondo a sé, ma può

essere messa in comunicazione con gli altri sistemi a differente velocità

e con il bus diagnostico per mezzo di opportuni gateway. Questi ultimi

sono sostanzialmente nodi dotati di transceiver multipli che provvedono

al trasferimento dei messaggi tra reti eterogenee, non necessariamente

tutte basate su CAN.

FEDELE ALLE SUE ORIGINI, IL BUS CAN

OFFRE UNA MOLTEPLICITÀ DI VARIANTI

E PROFILI ORIENTATI AD APPLICAZIONI

IN CAMPO AUTOMOTIVE

Tutorial

Massimo Giussani

Fonte: www.pixabay.com

CAN: UN BUS, MOLTE VARIANTI

Foto tratta da www.pixabay.com