Alles still! Am frisch installierten CAN-Bus wollen die angeschlossenen Instrumente partout nicht miteinander kommunizieren. Nur hier und dort blinkt dezent eine Fehler-LED. Oder eine andere zeigt allgemein CAN-Verkehr an, aber trotzdem regt sich nichts. Woran liegt's?

Das Problem kann sich auf unterschiedlichen Ebenen der Kommunikation befinden: Hardware-nah bei der Verkabelung oder einem CAN-Transceiver, auf der Übertragungsebene, wo die Signalqualität des CAN-Frames von Bedeutung ist, oder bei der eigentlichen CAN-Kommunikation mit der korrekten Zuordnung der CAN-Identifier und den CAN-Daten. Das Anrücken mit einem Messgerätepark verbietet sich oft aus zweierlei Gründen: zum einen wegen der Anschaffungskosten und zum anderen wegen der Lage einzelner CAN-Installationen, sei es ein Aufzug, eine Produktionsstraße, ein LKW oder einfach nur ein Kaffeeautomat. Zur praktischen Diagnose eines CAN-Busses bietet sich das PCAN-Diag 2 an, ein Handgerät mit OLED-Display und einfacher Bedienung (Abb. 1).

Wenn gar nichts geht

Elementar für einen CAN-Bus ist die Terminierung. Wenn z.B. die Terminierungswiderstände à 120 Ohm an den beiden Enden eines High-Speed-CAN-Busses fehlen, können die Transceiver der CAN-Teilnehmer nicht arbeiten. Die Terminierungsmessfunktion zeigt den Gesamtwiderstand zwischen den beiden CAN-Signalleitungen CAN_Low und CAN_High an. Im Idealfall ergibt sich aus der Parallelschaltung der beiden Abschlusswiderstände ein Wert von 60 Ohm. Für stark abweichende Werte werden vom Analysegerät Hinweise in Bezug auf eine korrekte Terminierung angezeigt.

Auch können einfache Spannungsmessungen an den Leitungen der CAN-Bus-Installation Aufschlüsse zu Fehlern geben. Im Analysegerät werden in einer Übersicht alle Spannungen am neunpoligen D-Sub-Anschluss dargestellt. Bei Bedarf kann der Anwender Grenzwerte festlegen, deren Überschreitung einen akustischen Alarm auslöst. So deutet beispielsweise eine Ruhespannung an den CAN-Leitungen abseits von 2,5 Volt auf einen Defekt eines CAN-Transceivers hin.

Signalsalat

Nun tut sich was auf dem CAN-Bus - und trotzdem mögen sich die CAN-Teilnehmer nicht verstehen. Der erste Blick gilt der Übertragungsrate, mit der einheitlich auf dem CAN-Bus kommuniziert werden soll. Stimmt diese für alle CAN-Teilnehmer überein, muss man tiefer in die Geschehnisse auf dem CAN-Bus dringen. Mit einem Standard-Speicheroszilloskop mag es beschwerlich sein, aus dem Signalverlauf auf dem CAN-Bus Fehler in der Kommunikation zu extrahieren. Die im Analysegerät integrierte Zwei-Kanal-Oszilloskopfunktion bringt für diesen Zweck besondere Triggerfunktionen mit: Der Start oder das Ende eines CAN-Frames oder ein fehlerhafter CAN-Frame sind als Triggerereignisse einstellbar. Noch spezifischer geht es mit der Verwendung eines CAN-Identifiers.

Anhand des aufgenommenen Signalverlaufs kann der Anwender die Struktur eines CAN-Frames untersuchen (Abb. 2). Sind alle Segmente (ID, DLC, Daten, CRC, ACK) korrekt übertragen worden? Welche Daten enthält der CAN-Frame? Oszilloskopaufnahmen können zur späteren Untersuchung auch als Screenshot-Bitmaps oder als Auszug des Pufferspeichers im CSV-Format gespeichert werden. Der dazu verwendete interne Massenspeicher kann über eine USB-Verbindung von einem PC ausgelesen werden. Eine CSV-Datei lässt sich z. B. gut in eine Tabellenkalkulation einbinden (Stichwort: Diagrammdarstellung).

Datenstrom verstehen

Eine grundlegende Methode zur Beobachtung des Datenverkehrs auf dem CAN-Bus ist die Darstellung aller eingehenden CAN-Daten im Hexadezimalformat (Abb. 3). Dies ist für die Überprüfung der Inhalte von CAN-Nachrichten wenig intuitiv. Deswegen können anhand von Symboldefinitionen die Daten aus den verschiedenen CAN-Nachrichten extrahiert, bei Bedarf umgerechnet und mit Bezeichnern versehen werden. Mit der Verwendung von Symbolen werden im Analysegerät gleichzeitig nur die benötigten Daten herausgefiltert.

Heute hier, morgen dort

Mit demselben Analysegerät möchte der Anwender mitunter verschiedenartige CAN-Installationen untersuchen. Hier vereinfacht das Zusammenspiel zwischen internem Massenspeicher und einem PC die Arbeit. Auf dem PC werden mit einem Windows-Programm Projekte jeweils mit Geräteeinstellungen, CAN-Sendelisten und Symboldateien zusammengestellt. Die Projekte gelangen per USB-Verbindung auf den Massenspeicher des Analysegerätes. Im Feld kann der Anwender dann das Verhalten des Geräts durch einfaches Auswählen eines Projekts an die zu untersuchende CAN-Installation anpassen. Ganz nebenbei können auch beliebige andere Dateien auf dem internen Massenspeicher abgelegt werden, die für eine Aufgabe relevant sein mögen. Windows-Tools für die Einrichtung und die Gerätedokumentation sind bereits vorhanden. So hat man immer alles dabei.

Fazit

Für die Problembehebung, aber auch für Wartungsaufgaben hat man mit dem PCAN-Diag 2 sozusagen ein Schweizer Messer zur Hand, mit dem ein angeschlossener CAN-Bus auf verschiedenen Ebenen analysiert werden kann.(pe)