Nieuw soort CAN-analyzer

Nieuwe mogelijkheden voor CAN-analyzers

Nu CAN al zo’n 30 jaar op de markt is, zou gedacht kunnen worden dat alle mogelijke CAN-netwerkanalyzers al lang te koop zouden zijn. CAN-expert Kees Zagers heeft echter in 2016 een nieuw soort analyzer bedacht waarmee verrassend veel méér kan dan bij reeds bestaande producten.

Ik (Rob Hulsebos) gebruik zelf al meer dan 20 jaar CAN in allerlei soorten producten en dan komt het wel eens voor dat netwerken slecht functioneren. Dan is goede meetapparatuur noodzakelijk om achter de bron van de fout te komen. Heel vaak zijn dat bekabelingsproblemen: verkeerd aangelegd, ontbrekende afsluitweerstand, slijtage of corrosie, en bij nieuwe producten zitten vaak nog wat kinderziektes in de elektronica. Soms kom ik ook wel eens op locatie, maar dan blijkt er totaal geen documentatie te zijn over hoe het netwerk is opgebouwd, waar de kabel loopt, hoeveel deelnemers er zijn, etc. Dit zijn de moeilijkste klussen. Diverse merken netwerkanalyzers, o.a. die van Vector, Gemac, Softing en Warwick zijn (al heel lang) te koop om CAN op elektrisch niveau te kunnen analyseren, maar volgens Kees Zagers van SI-Kwadraat (afbeelding 1) zouden CAN netwerk-analyzers nog veel meer kunnen meten. Ik sprak met hem daarover in zijn R&D lab in Nuenen.

Wie is de zender?
Zagers is al meer dan 25 jaar actief met CAN in alle mogelijke varianten, zowel de elektrische aspecten, de CAN-controller chips, de werking van het protocol zelf en de verschillende toepassingsgebieden zoals in de machinebouw, voertuigtechniek, avionica, landbouw, etc. Hij heeft sinds de introductie van CAN in Nederland ook veel aandacht gegeven aan de promotie van CAN, geeft cursussen erover bij Mikrocentrum Eindhoven en publiceert ook regelmatig in de Nederlandse vakpers over actuele ontwikkelingen rondom CAN. Hij is dus wel zeer bedreven in de werking van CAN en weet waar in de dagelijkse praktijk de pijnpunten zitten.
Kees Zagers: Begin 2016 was ik bij een CAN-dag bij ABTronix (Breda) en raakte daar in gesprek met een andere bezoeker. Hij vroeg me of het ook mogelijk was om op een CAN-netwerk op basis van het elektrische spanningsniveau van een netwerkbericht te kunnen herkennen welk apparaat de zender is. In eerste instantie zei ik dat dit niet kon, maar later bedacht ik dat er toch wel een mogelijkheid is. Dit idee heb ik het afgelopen jaar verder uitgewerkt in een prototype en praktijkmetingen laten zien dat het een levensvatbaar idee is. Ik heb het uitgewerkt tot een product dat wordt geleverd door ABTronix.
Waarom is bij CAN niet te achterhalen wie de zender van een netwerkbericht is? Dit komt omdat de interne werking van CAN nogal anders is dan dat van de gebruikelijke industriële netwerkprotocollen. Deze protocollen sturen altijd een afzender-ID mee in hun netwerkbericht. Dan is het voor een netwerkanalyzer ook niet moeilijk om uit te vinden wie de afzender is: gewoon kijken naar de juiste bits en hieruit volgt het afzender-ID. Bij CAN wordt echter heel vaak gewerkt met protocollen volgens het producent/consument principe en dan staat in het netwerkbericht aangegeven wat voor soort data er in staat. Het is dus onduidelijk wie dat netwerkbericht stuurt. De vraag tijdens het seminar was daarom: kan indirect, via het spanningsniveau van het CAN bericht, misschien tóch afgeleid worden wie de zender is?
Zagers: Er zijn netwerkanalyzers op de markt die in staat zijn om CAN-berichten elektrisch te meten, bijvoorbeeld die van Gemac. Met een AD-converter wordt het spanningsverschil tussen beide netwerkaders gemeten. Echter, dit gaat met 50 mV resolutie vanwege het werkingsprincipe van de AD-converter (parallel, met 6 bit resolutie). Dit is goed genoeg voor algemene netwerkanalyses, maar op een maximum spanningsverschil van circa 2 V is dit veel te grof om conclusies uit te trekken over wie de zender is van dat netwerkbericht. Ik heb nog verder rondgezocht naar apparatuur met AD-converters met hogere resolutie én CAN-kennis, maar die leken niet te bestaan. Niet zo vreemd ook, want netwerkanalyzers zijn specialistische producten en de markt ervoor is niet zo groot. Daarnaast zijn ze vrij duur, tot ca. 3000 Euro. Een oscilloscoop die uitbreid baar is met een CAN-frontend kost dan maar 1500 Euro, maar die kan weer niet meten zoals ik het wil.

>>Lees hier het complete artikel