Hoe werkt CAN-bus in een trekker?

Van een wirwar aan draden naar één communicatielijn

Vroeger had vrijwel elke functie zijn eigen draad nodig. Wilde een schakelaar een lamp aanzetten, dan liep er letterlijk een draad van de schakelaar naar die lamp. Naarmate er meer elektronische functies bijkwamen, groeide de kabelboom uit tot een steeds grotere wirwar van draden.

CAN-bus lost dit probleem op door alle computers in de trekker met elkaar te laten communiceren via dezelfde datalijn. In plaats van voor elke functie een aparte draad te gebruiken, delen alle systemen dezelfde "telefoonlijn".

Een telefoonlijn waarop iedereen meeluistert

Je kunt CAN-bus vergelijken met een telefoonlijn waarop alle computers in de trekker zijn aangesloten. Denk bijvoorbeeld aan de motorcomputer, de transmissiecomputer, de terminal en de GPS-ontvanger.

Wanneer een computer iets wil vertellen, verstuurt hij een CAN-bericht. Zo'n bericht begint met een soort naamplaatje, ook wel het bericht-ID genoemd. Dit vertelt waar het bericht over gaat.

De motorcomputer kan bijvoorbeeld zeggen:

"Bericht 101: het motortoerental is 1.850 rpm."

Alle computers op de CAN-bus ontvangen dit bericht. De meeste doen er niets mee, maar systemen die het toerental nodig hebben, zoals de transmissie of de terminal, herkennen het bericht-ID en gebruiken de informatie.

Hierdoor hoeft de motorcomputer niet apart met elk systeem te communiceren. Eén bericht op de bus is voldoende.

Hoe ziet een CAN-bericht eruit?

Een CAN-bericht bestaat uit een aantal onderdelen, maar voor de gebruiker zijn drie onderdelen het belangrijkst:

• Een identificatienummer (ID).

• De gegevens zelf (de data).

• Een controlecode om fouten te detecteren.

Het identificatienummer vertelt waar het bericht over gaat en bepaalt tegelijkertijd de prioriteit op de CAN-bus. 

De data bevat de daadwerkelijke informatie, zoals motortoerental, rijsnelheid, olietemperatuur of de stand van een ventiel.

Aan het einde van het bericht wordt een controleberekening meegestuurd. Ontvangers controleren hiermee of het bericht onderweg niet beschadigd is geraakt door een storing. Is er toch een fout ontdekt, dan wordt het bericht opnieuw verzonden. Daardoor blijft de communicatie betrouwbaar, zelfs in een omgeving met veel elektrische storingen van magnetische velden zoals in een trekker.

Waarom zijn er twee draden?

Een CAN-bus bestaat uit twee datadraden: CAN-High en CAN-Low.

Dit lijkt misschien dubbelop, maar juist hierdoor wordt CAN-bus zo storingsbestendig. Wanneer een bericht wordt verzonden, verandert de spanning op beide draden tegelijkertijd, maar in tegenovergestelde richting. Gaat CAN-High iets omhoog, dan gaat CAN-Low juist iets omlaag.

De ontvanger kijkt niet naar de spanning van één draad, maar naar het verschil tussen beide draden.

Komt er onderweg een elektrische storing op de kabel, bijvoorbeeld door een dynamo, elektromotor of portofoon, dan beïnvloedt die meestal beide draden evenveel. Omdat de ontvanger alleen naar het verschil kijkt, wordt de storing grotendeels weggefilterd.

Waarom zijn de draden in elkaar gedraaid?

Wie een CAN-kabel bekijkt, ziet vaak dat de twee draden om elkaar heen zijn gedraaid.

Dit gebeurt niet voor de stevigheid, maar om storingen verder te verminderen. Doordat de draden steeds van positie wisselen ten opzichte van storingsbronnen, wordt eventuele storing gelijkmatig over beide draden verdeeld. Hierdoor kan de elektronica deze storing nog beter wegfilteren.

Dat is ook de reden waarom beschadigingen of slechte reparaties aan CAN-kabels soms voor vreemde elektronische storingen kunnen zorgen.

Waarom zitten er tegenwoordig meerdere CAN-bussen in een trekker?

Toen CAN-bus werd ontwikkeld, waren er veel minder elektronische systemen dan tegenwoordig. Moderne trekkers wisselen echter enorme hoeveelheden gegevens uit.

Denk aan:

• GPS-correcties.

• Motorgegevens.

• Transmissie-informatie.

• Hydraulische instellingen.

• Isobus-communicatie met werktuigen.

• Camerabeelden en terminals.

Een CAN-bus kan maar een beperkte hoeveelheid berichten per seconde verwerken. Wanneer er te veel systemen tegelijk communiceren, raakt de bus vol en moeten berichten wachten.

Daarom hebben moderne trekkers vaak meerdere CAN-netwerken. Zo kan er bijvoorbeeld een aparte CAN-bus zijn voor de motor en transmissie, een tweede voor cabinefuncties en een derde voor ISOBUS en werktuigen.

Hierdoor blijft de communicatie snel en betrouwbaar, ook wanneer veel systemen tegelijkertijd actief zijn.

Wat merkt een bestuurder hiervan?

In de praktijk merk je als bestuurder meestal niets van de CAN-bus. Toch zorgt dit systeem ervoor dat vrijwel alle elektronische functies in de trekker met elkaar kunnen samenwerken.

Wanneer je bijvoorbeeld de cruisecontrol inschakelt, communiceren meerdere computers tegelijkertijd met elkaar. De motorcomputer, transmissiecomputer en terminal wisselen continu gegevens uit via de CAN-bus zonder dat je daar iets van merkt.

CAN-bus vormt daarmee eigenlijk het zenuwstelsel van de moderne trekker. Zonder dit systeem zouden de enorme hoeveelheid elektronica en automatisering die we tegenwoordig gewend zijn simpelweg niet mogelijk zijn.

Deze uitleg geeft een vereenvoudigde weergave van de werking van CAN-bus. De techniek achter CAN-bus is in werkelijkheid veel uitgebreider. Deze blog is bedoeld als introductie, waardoor technische details en uitzonderingen bewust zijn weggelaten om de leesbaarheid te behouden.