REDES MULTIPLEXADAS O SISTEMAS DE TRANSMISIÓN DE

DATOS CAN-BUS

Las redes multiplexadas son sistemas de transmisión de datos que permiten enviar múltiples señales o mensajes a través de un solo canal de comunicación En el caso del CAN-bus, se trata de una red multiplexada utilizada comúnmente en la industria automotriz para conectar diferentes dispositivos electrónicos dentro de un vehículo, como el motor, los frenos, los sistemas de seguridad, entre otros

El CAN-bus (Controller Area Network) es una tecnología de red desarrollada en los años 80 por la empresa alemana Bosch, y desde entonces se ha convertido en un estándar global en la industria automotriz y en otros sectores que requieren comunicación de datos en tiempo real y de alta fiabilidad.

El CAN-bus utiliza un protocolo de comunicación robusto y eficiente que permite la transmisión de datos a alta velocidad y con un alto nivel de tolerancia a fallos Además, permite la conexión de múltiples dispositivos en una red distribuida, lo que lo hace ideal para aplicaciones en las que se requiere una alta interoperabilidad y una gestión eficiente de los recursos de la red

Los sistemas de transmisión de datos y las redes multiplexadas como el CAN-bus han revolucionado la forma en que se comunican los dispositivos electrónicos en diferentes industrias, permitiendo una mayor eficiencia y flexibilidad en la gestión de los recursos y las aplicaciones

Ventajas CAN-bus

El CAN-bus (Controller Area Network) es una tecnología de red multiplexada que tiene varias ventajas en comparación con otros sistemas de transmisión de datos:

- Alta velocidad de transmisión de datos: el CAN-bus es capaz de transmitir datos a velocidades de hasta 1 Mbit/s, lo que lo hace adecuado para aplicaciones que requieren una comunicación rápida y en tiempo real

- Tolerancia a fallos: el CAN-bus utiliza un protocolo de comunicación robusto que permite la detección y corrección de errores en la transmisión de datos, lo que lo hace adecuado para aplicaciones críticas en las que la fiabilidad es fundamental.

- Bajo consumo de energía: el CAN-bus consume muy poca energía en comparación con otros sistemas de transmisión de datos, lo que lo hace adecuado para aplicaciones en las que se requiere una larga duración de la batería

- Flexibilidad y escalabilidad: el CAN-bus es una red distribuida que permite la conexión de múltiples dispositivos y su fácil integración en diferentes aplicaciones, lo que lo hace adecuado para una amplia variedad de aplicaciones y sistemas

- Costo reducido: el CAN-bus es relativamente económico en comparación con otros sistemas de transmisión de datos, lo que lo hace adecuado para aplicaciones en las que se requiere una solución de bajo costo.

En resumen, el CAN-bus es una tecnología de red multiplexada con varias ventajas que lo hacen adecuado para aplicaciones en diferentes industrias, como la automotriz, la de automatización industrial, la de transporte y la de energía.

Principio de Transmisión de Datos CAN-bus

El principio de transmisión de datos se refiere al proceso de enviar información de un dispositivo a otro a través de un canal de comunicación, como una red de computadoras o un medio físico, como un cable o una onda electromagnética El proceso de transmisión de datos consta de tres elementos clave: el transmisor, el canal y el receptor.

El transmisor es el dispositivo que envía la información o los datos. La información se codifica en una señal eléctrica o electromagnética y se envía a través del canal de comunicación. El canal de comunicación puede ser alámbrico, como un cable de cobre, o inalámbrico, como el espectro electromagnético

El receptor es el dispositivo que recibe la información o los datos y los descodifica para su uso En algunos casos, puede ser necesario que la información sea amplificada o procesada antes de ser utilizada

El proceso de transmisión de datos puede verse afectado por diversas interferencias, como el ruido eléctrico, las interferencias electromagnéticas o la atenuación de la señal Por lo tanto, es importante utilizar técnicas de codificación y modulación de señales adecuadas para garantizar que la información llegue al receptor de manera precisa y confiable

Componentes de un Sistema de CAN-bus

Un sistema CAN-bus (Controller Area Network) consta de varios componentes clave que trabajan juntos para permitir la comunicación entre los diferentes dispositivos en una red Estos componentes son:

CONTROLADOR CAN: es el componente central del sistema CAN-bus El controlador CAN es un chip especializado que se encarga de administrar la comunicación en la red, controlar la transmisión de datos y garantizar la integridad de la información

TRANSCEPTORES CAN: son componentes que permiten la conexión física de los dispositivos a la red CAN-bus. Los transceptores se encargan de la conversión de la señal eléctrica a una señal compatible con la red CAN-bus

NODO O DISPOSITIVO CAN: es cualquier dispositivo que esté conectado a la red CAN-bus, como sensores, actuadores, unidades de control, etc Los dispositivos se comunican con otros dispositivos en la red mediante la transmisión de mensajes

CABLEADO: el cableado es el medio físico que conecta los dispositivos de la red El cableado puede ser de cobre o fibra óptica, dependiendo de los requisitos de la aplicación

TERMINADORES: son componentes que se utilizan en los extremos del cableado para garantizar que la señal se refleje adecuadamente y no cause interferencia electromagnética.

SOFTWARE: se utiliza para programar y configurar los dispositivos en la red CAN-bus, así como para recopilar y analizar los datos que se transmiten en la red

Representación CAN-bus

En un sistema CAN-bus, la información se transmite mediante mensajes CAN, que consisten en bits que se organizan en un formato específico La representación CAN-bus utiliza dos formatos de trama principales: la trama de datos (data frame) y la trama remota (remote frame)

La trama de datos (data frame) se utiliza para enviar datos de un nodo a otro en la red CAN-bus. La trama de datos consta de los siguientes campos:

- Encabezado de trama (header): es un campo de 11 bits que incluye el identificador de mensaje (ID) y otros bits de control, como la longitud de los datos y la prioridad

- Datos (data): este campo puede contener de 0 a 8 bytes de información

- CRC (código de redundancia cíclica): es un campo de 15 bits que se utiliza para detectar errores de transmisión

- End of Frame (EOF): es un campo de 7 bits que indica el final de la trama

La trama remota (remote frame) se utiliza para solicitar datos de un nodo en la red CAN-bus. La trama remota consta de los siguientes campos:

- Encabezado de trama (header): es un campo de 11 bits que incluye el ID y otros bits de control.

- RTR (bit de trama remota): es un bit que se establece en 1 para indicar que se trata de una trama remota.

- CRC (código de redundancia cíclica): es un campo de 15 bits que se utiliza para detectar errores de transmisión.

- End of Frame (EOF): es un campo de 7 bits que indica el final de la trama

Fallos CAN-bus

Aunque el sistema CAN-bus (Controller Area Network) es muy fiable, como cualquier tecnología, también puede experimentar fallos. Algunos de los fallos más comunes que se pueden producir en un sistema CAN-bus son:

Errores de transmisión: pueden ocurrir debido a interferencias electromagnéticas, problemas de conexión en el cableado, mala calidad de los transceptores, problemas de configuración del software, entre otros Los errores de transmisión pueden provocar la pérdida o corrupción de datos en la red CAN-bus

Problemas de alimentación eléctrica: los nodos de la red CAN-bus necesitan una fuente de alimentación estable para funcionar correctamente Si hay problemas con la alimentación eléctrica, como fluctuaciones de voltaje o interrupciones, pueden surgir fallos en el sistema

Fallos de hardware: los componentes del sistema CAN-bus pueden fallar debido al desgaste, defectos de fabricación, exposición a condiciones ambientales adversas, etc. Esto puede afectar el rendimiento y la fiabilidad del sistema

Fallos de software: el software que se utiliza para programar y configurar los dispositivos en la red CAN-bus también puede tener errores o fallas Esto puede afectar la comunicación y el funcionamiento de los dispositivos en la red

Para minimizar los fallos en un sistema CAN-bus, es importante realizar un mantenimiento regular del sistema, asegurarse de que todos los componentes estén correctamente instalados y configurados, y utilizar componentes de alta calidad y de marcas reconocidas. También es importante realizar pruebas regulares para detectar y solucionar cualquier problema antes de que se convierta en un fallo crítico.