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PARDÍÑAZ ALCÁNTARA, D., VELA XOOL, R.A., LUJÁN RAMÍREZ, C., ATOCHE ENSEÑAT, R. Y SANDOVAL GIO, J.
Campo de aseguramiento: Formado por 16 bits para detectar
errores en la transmisión. Este campo es el resultado de una
serie de cálculos realizados a partir de los campos anteriores.
El nodo receptor calcula el campo de aseguramiento y
comprueba que coincida con el campo de aseguramiento
enviado por el nodo emisor. Si detecta un error envía una
trama de error compuesta por la señal de error y un limitador,
el cual está formado siempre por 8 bits recesivos.
Campo de confirmación: Formado por dos bits y en él los
receptores indican al emisor si les ha llegado el mensaje
completo o solicitan que lo envíe de nuevo. Estos bits son
siempre enviados como recesivos, pero las receptoras que
tras calcular el campo de aseguramiento concluyen que han
recibido bien el mensaje cambia el primero de estos bits por
uno dominante.
Campo de fin de la trama: Cierra la trama, consiste en siete
bits recesivos sucesivos.
Separador de tramas: El espacio entre tramas separa una
trama de la siguiente trama de datos o interrogación remota.
El espacio entre tramas consta de 3 bits recesivos. Estos bits
van a continuación del campo de fin de la trama. Después de
éstos tres bits que separan las tramas sigue un tiempo de bus
en reposo. El tiempo de bus en reposo no es fijo, sino que
varía según la situación del bus [1].
Figura 2. Formato de transmisión estándar (CAN 2.0A).
Inicio Identificación RTR Control Control datos Seguridad ACK Fin trama
1 bit 11 bits 1 bit 6 bits 0 a 64 bits 10 bits 2 bits 7 bits
tarjetas de expansión conocidas como shields. De esta forma
la persona que los utiliza para implementar proyectos no le
tiene que dedicar mucho tiempo al diseño y construcción del
hardware. Esto le permite dedicarle más tiempo y energías a
la parte del software que es realmente más importante en la
solución de un problema o proyecto.
El Arduino no dispone de un controlador CAN integrado, por
lo que es necesario colocarle una tarjeta de expansión (shield)
que lo tenga. Se comenzó a trabajar con dos tarjetas de
expansión Can bus fabricada por Sparkfun. Para lograr la
comunicación CAN fue necesario bajar la librería mcp_can.h
de la página www.seedstudio.com. Esta librería se instala en
el entorno de programación de Arduino utilizando la
herramienta de importar librería. Uno de los nodos enviaba
la información al bus y el segundo nodo se programó para
que sea el receptor, los datos recibidos se mostraban en el
monitor serial del entorno de programación del Arduino. Al
verificar que los datos recibidos son los mismos que los
enviados se comprobaba el correcto funcionamiento.
Con el propósito de tener más nodos conectados a la red se
adquirió una tarjeta CAN fabricada por seedstudio y se
construyeron prototipos de tarjetas CAN las cuales utilizan
los circuitos integrados MCP2515 controlador CAN con
interfaz SPI (Serial Peripheral Interface) [7] y el MCP2551
que sirve como la interfaz entre un protocolo CAN y el bus
físico. Como medio de transmisión se utilizó cable UTP (par
trenzado) con conectores DB9. La figura 3 muestra el
prototipo CAN para que funcione en conjunto con la tarjeta
Arduino.
En la tabla 1, consultada en [4] y [6], muestra las velocidades
de transmisión y las longitudes máximas que puede tener el
bus CAN.
Tabla 1. Velocidades de transmisión.
Velocidad
(Kbps)
Tiempo de bit
(µS)
Longitud máxima
(m)
1000 1 30
800 1.25 50
500 2 100
250 4 250
125 8 500
50 20 1000
20 50 2500
10 100 5,000
MATERIALES Y MÉTODOS
Para la implementación de cada uno de los nodos de la red
CAN se consideró el uso de la tarjeta Arduino. El Arduino
Uno es una tarjeta electrónica basada en el microcontrolador
Atmega328. Tiene 14 entradas/salidas digitales, 6 entradas
analógicas, un resonador cerámico a 16 MHz, una conexión
a USB y un botón a reset. La ventaja de esta plataforma de
desarrollo es su característica de hardware y código abierto y
se dispone de abundante literatura para implementar los más
variados proyectos complementándose en hardware con las
Figura 3. Prototipo CAN.
Ya teniendo el hardware necesario para la red CAN se realizó
una interfaz gráfica para visualizar y almacenar en un archivo
los datos del CAN bus. Para ello, se utilizó el lenguaje de
programación Visual Basic 2010 de la empresa Microsoft.
Este entorno de desarrollo integrado (IDE) dispone de un
editor de código, un depurador y compilador; y permite
agregar elementos gráficos de una manera fácil.
46 REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN. INSTITUTO TECNOLÓGICO MÉRIDA Vol. 32 NÚM. 69