KAmodRPi CAN-FD (PL)

Opis

KAmod CAN-FD jest kompletnym interfejsem magistrali CAN bazującym na zaawansowanym kontrolerze CAN typu MCP2518FD. Zastosowany układ odpowiada za formowanie prawidłowych ramek wysyłanych na magistralę, oraz buforowanie danych przesłanych do, oraz z magistrali CAN. Dzięki tym cechom może współpracować niemal z dowolnym komputerkiem SBC lub mikrokontrolerem. Komunikacja po stronie CAN może odbywać się z prędkością do 1 Mbps w trybie CAN 2.0 lub do 8 Mbps w trybie CAN FD. Komunikacja z kontrolerem odbywa się poprzez 4-przewodowy interfejs SPI (MISO, MOSI, SCK, CE) oraz dodatkowy sygnał przerwania (INT). Wszystkie sygnały są doprowadzone do 40 stykowego złącza w taki sposób, że 2 moduły mogą działać jednocześnie z jednym komputerkiem Raspberry Pi 5.

Podstawowe parametry

Interfejs magistrali CAN, kompatybilny z CAN 2.0 oraz CAN FD
Bazuje na kontrolerze CAN typu MCP2518FD
Komunikacja poprzez interfejs SPI z maksymalnym taktowaniem 20 MHz
Interfejs SPI działający z napięciem 3,3 V lub 5 V
Prędkość komunikacji (bit rate): 125 kbps...1 Mbps (500 kbps…8 Mbps w trybie FD)
Dołączany rezystor terminujący 120 Ω
Diody LED sygnalizujące poprawne zasilanie oraz komunikację
Kompatybilny z płytkami Raspberry Pi 5 oraz Raspberry Pi Zero
Możliwość dołączenia dwóch modułów do jednego komputerka (komunikacja poprzez jeden interfejs SPI z oddzielnymi liniami CE0/CE1)
Linie magistrali CAN dołączane poprzez złącze Phoenix MC 3,81 mm
Zabezpieczenie przed przepięciami na liniach magistrali CAN
Zasilanie 5 V, 100 mA
Wymiary płytki 65x30 mm, wysokość ok. 25 mm

Wyposażenie standardowe

Kod	Opis
KAmod CAN-FD	Zmontowany i uruchomiony moduł

Schemat elektryczny

Złącze sterujące

Złącze	Funkcja
J1 Szpilki goldpin 1x6, 2,54 mm	Wyprowadzone sygnały sterujące kontrolera CAN Wejście zasilania

Kontroler CAN typu MCP2518FD jest sterowany poprzez interfejs SPI. Poprzez SPI odbywa się konfigurowanie parametrów pracy oraz przesyłanie danych do i z kontrolera. Dodatkowo kontroler udostępnia kilka dodatkowych sygnałów - przerwań, które pozwalają szybko reagować na określone zdarzenia. Wszystkie linie działają z napięciem 3,3 V, ale opcjonalnie można je skonfigurować do pracy z napięciem 5 V.
Funkcje sygnałów na złączu J1 są następujące:

szpilki nr 1 i 2: +5V - wejście zasilania o napięciu 4,5...5,5 V;
szpilka nr 3: VIO – opcjonalne wejście zasilania dla napięcia 3,3...5 V, jeśli sygnały sterujące mają działać z napięciem wyższym niż 3,3 V;
szpilka nr 4: GND – masa zasilania i sygnałowa;
szpilka nr 5: TINT – wyjście przerwania INT0 (TX Interrupt output), aktywne w stanie niskim;
szpilka nr 6: CE – wejście wyboru układu interfejsu SPI (SPI chip select input), aktywne w stanie niskim;
szpilka nr 7: RINT – wyjście przerwania INT1 (RX Interrupt output), aktywne w stanie niskim;
szpilka nr 8: SCK – wejście sygnału zegarowego interfejsu SPI kontrolera CAN (SPI clock input);
szpilka nr 9: SOF – wyjście sygnalizujące start ramki (Start of Frame output);
szpilka nr 10: MISO – wyjście danych SPI kontrolera CAN (SPI data output);
szpilka nr 11: INT – główne wyjście przerwania, aktywne w stanie niskim;
szpilka nr 12: MOSI – wejście danych SPI kontrolera CAN (SPI data input);

________________________

Wybór poziomu napięcia interfejsu szeregowego

Złącze	Funkcja
J2 - VIO SEL Szpilki goldpin 2x3, 2,54 mm	Wybór poziomu napięcia na liniach interfejsu szeregowego C-RX, C-TX

Złącze VIO SEL pozwala wybrać 1 z 3 wartości poziomu napięcia na liniach interfejsu szeregowego:

pozycja nr 1 oznaczona „5 V” - zwarcie szpilek 1-2 oznacza, że szeregowy interfejs sterujący jest dostosowany do napięcia 5 V, czyli napięcia zasilania;
pozycja nr 2 oznaczona „3V3” - zwarcie szpilek 3-4 oznacza, że szeregowy interfejs sterujący jest dostosowany do napięcia 3,3 V, które jest dostarczane ze zintegrowanego na płytce stabilizatora napięcia;
pozycja nr 3 oznaczona „EXT” - zwarcie szpilek 5-6 oznacza, że szeregowy interfejs sterujący jest dostosowany do napięcia doprowadzonego do styku VIO złącza sterującego J1.

1)

2)

3)

Złącze magistrali CAN

Złącze	Funkcja
J3 - CAN Phoenix MC3,81 mm	Złącze magistrali CAN

Złącze magistrali CAN zawiera 3 styki: CANL, CANH oraz GND. Ich rozmieszczenie jest dobrze opisane na płytce modułu. Każdy styk należy dołączyć do magistrali CAN zgodnie z oznaczeniem. Sygnał GND powinien być dołączony do wspólnej masy zasilania urządzeń połączonych magistralą CAN.

Przebiegi napięć na magistrali CAN pokazuje poniższy rysunek:

Dołączenie rezystora terminującego

Złącze	Funkcja
J4 Szpilki goldpin 1x3, 2,54 mm	Dołączenie rezystora terminującego 120 Ω

Urządzenia w magistrali CAN, jak sama nazwa wskazuje, są połączone w topologii magistrali. Jest to jedna szyna, bez rozgałęzień, w której można wskazać dwa końce. Każdy koniec magistrali powinien być wyposażony w terminator magistrali – w przypadku magistrali CAN jest to rezystor o wartości 120 Ω. Na płytce modułu znajduje się odpowiedni rezystor, który można dołączyć poprzez odpowiednie ustawienie zworki J4:

zwarcie szpilek 1-2, tak, jak na poniższym rysunku, oznacza, że rezystor terminujący 120 Ω jest dołączony pomiędzy liniami CANL i CANH;
zwarcie szpilek 2-3, lub usunięcie zworki powoduje odłączenie rezystora terminującego.

Zasilanie

Złącze	Funkcja
J1 Szpilki goldpin 1x6, 2,54 mm	Wejście zasilania

KAmod CAN-TXRX wymaga zasilania napięciem stałym o wartości z zakresu 4,5...5,5 V. Zasilanie należy dołączyć do szpilek 5 i 6 złącza sterującego J1:

szpilka nr 5 - masa sygnałów sterujących/zasilania;
szpilka nr 6 - główne wejście zasilania o napięciu 5 V.

Sygnalizacja

Diody LED	Funkcja
RX TX VIO	RX – sygnalizacja odczytu danych z magistrali CAN TX – sygnalizacja nadawania danych na magidtralę VIO – sygnalizacja napięcia interfejsu szeregowego

Diody LED RX i TX sygnalizują stan aktywny – czyli niski stan logiczny (stan dominujący na magistrali CAN), odpowiednio na wyjściu i wejściu szeregowym – C-RX i C-TX. W przypadku przesyłania danych na magistralę, będą migały obie diody – TX oraz RX, ponieważ dane są jednocześnie odczytywane przez transceiver.
Przy napięciu VIO niższym niż 2,5 V diody sygnalizacyjne VIO, RX, TX mogą świecić bardzo słabym światłem, lub mogą nie świecić wcale. Pomimo tego moduł będzie działał prawidło.

Wymiary

Wymiary modułu transceivera KAmod CAN-TXRX to 61x20 mm, i wysokość ok. 12 mm.