CAN-Kommunikation und Datenanalyse im Motorsport

CAN-Kommunikation bei municHMotorsport: 
Formula Student Team entscheidet sich für Ixxat USB-to-CAN-Adapter

Im Motorsport spielt die CAN-Kommunikation eine zentrale Rolle. Präzision und technologische Exzellenz entscheiden hier über Sieg oder Niederlage. Das municHMotorsport Formula Student Rennteam der HM Hochschule München setzt beim Aufbau und Test seiner Fahrzeugelektronik auf Basis des CAN-Feldbusses Ixxat USB-to-CAN-Adapter zum Auslesen der CAN-Datensignale ein. Nach und nach werden die elektronischen Komponenten über einen Kabelbaum mit dem Fahrzeugsteuergerät (VCU) verbunden und getestet. Vom Lenkrad über das Gas- und Bremspedal bis hin zum Armaturenbrett werden Komponenten von insgesamt vier verschiedenen CAN-Bussen an die VCU angeschlossen und auf Herz und Nieren geprüft

 

Sicherheit und Performance durch Datenkommunikation

 

Neben vielen anderen Herausforderungen steht das Team von municHMotorsport vor der Aufgabe, verschiedenste komplexe Daten des neuen Rennwagens der Saison in Echtzeit präzise zu erfassen, um dessen Sicherheit und Leistung stetig zu verbessern. Letztlich ist bei diesem Konstruktionswettbewerb nicht nur die schnellste Runde entscheidend. Die Gesamtelektronik spielt eine ebenso wichtige Rolle, weshalb die Integration eines zuverlässigen, leistungsstarken CAN-basierten Datenkommunikationssystems unerlässlich ist.

„Der Aufbau des Kabelbaums ist ein kritischer Schritt im Designprozess des Rennwagens“, erzählt Bernhard Riegert, Elektrotechnik-Student und Leiter des Elektronik-Teams bei municHMotorsport. „Dazu müssen sowohl die CAN-Leitungen als auch die Versorgungsleitungen sowie der Shutdown-Circuit im Kabelbaum verlegt werden. Zudem muss jede analoge und digitale Sensorleitung platziert und abschließend jede Verbindung überprüft werden, um Integrität und Funktionalität sicherzustellen.“ 

 

Bernhard Riegert, Teamleiter Elektronik bei municHMotorsport

 

Das kompakte und robuste Desktop-Gehäuse ist dank Plug-and-Play nicht nur einfach zu installieren, sondern dank der Software des USB-CAN-Konverters auch schnell und einfach in Betrieb zu nehmen.

Bernhard Riegert, Teamleiter Elektronik bei municHMotorsport

USB-to-CAN-Adapter im Einsatz:
Inbetriebnahme der Geräte am Kabelbaum

 

Nach dem sorgfältigen Aufbau des Kabelbaums folgt die Inbetriebnahme der einzelnen Geräte als Tischaufbau sowie das ausführliche Testen der CAN-Kommunikation. Hierbei kommen die Ixxat USB-to-CAN-Adapter ins Spiel, die eine zentrale Rolle in der Erfassung und Analyse der CAN-Bus-Daten spielen. Sie verbinden die CAN-basierte Feldbuswelt, auch Invehicle-Kommunikation genannt, mit der PC-basierten Computerumgebung zur Datenauswertung und Konfiguration. Ein schneller 32-Bit-Microcontroller im Inneren des Ixxat-Adapters sorgt dabei zusammen mit CAN-Baudraten zwischen 10 und 1.000 Kbit/s für hohe Datenübertagungsraten. Die hohe galvanische Isolierung von bis zu 1.000 VDC/1 s sorgt dafür, dass die restlichen Systemteilnehmer vor auftretenden Überspannungen geschützt sind. Durch den Einsatz spezifischer Abschlusswiderstände an den einzelnen Komponenten und die Anbindung an ein Labornetzteil wird zudem eine optimale Umgebung für die Datenkommunikation geschaffen.

„Neben der einfachen Plug-and-Play-Installation des kompakten und robusten Desktop-Gehäuses, lässt sich der USB-CAN-Konverter auch softwareseitig sehr einfach und schnell in Betrieb nehmen“, ergänzt Riegert. Kompatibel zu allen gängigen Betriebssystemen (Windows, Linux, Real-time OS) bieten die mitgelieferten Treiberpakete (VCI, ECI oder SocketCAN) umfangreiche Funktionalitäten bei der Konfiguration und Diagnose von CAN-Daten des neuen Renn-Boliden.

 

Kabelbaum für den neuen Rennwagen 

Technische Herausforderungen

Ein so komplexes System in Betrieb zu nehmen, bringt einige Herausforderungen mit sich. Von Busfehlern durch falsch gesetzte Abschlusswiderstände bis hin zu Baudratenkonflikten muss das Team zahlreiche technische Probleme lösen, um eine fehlerfreie Datenübertragung zu gewährleisten. So müssen sie beispielsweise genau auf die Platzierung der Abschlusswiderstände zwischen den CAN-High- und CAN-Low-Kabeln achten. Dieser Widerstand muss genau 60 Ohm betragen, wobei am ersten und letzten Gerät am CAN-Bus zwei 120-Ohm-Widerstände parallel geschaltet sind. Vorsicht ist auch bei der Baudrate geboten, denn schon ein einziges falsch eingestelltes Gerät kann das Auslesen von Daten auf dem gesamten Bus verhindern.

 

USB-to-CAN V2 compact im Einsatz mit einem PC

Einfache und intuitive Handhabung des Adapters für eine einfachere Fehlerbehebung

 

"Bei der CAN-Kommunikation muss man auf viele kleine Details achten. Mit den robusten Ixxat-USB-to-CAN-Adaptern wird diese Arbeit durch die praktische Handhabung und die einfache Verbindung und Inbetriebnahme deutlich erleichtert. Das ermöglicht es uns, einen sicheren und zuverlässigen Rennwagen zu bauen", sagt Riegert.

Die USB-to-CAN-Adapter von Ixxat bieten eine robuste und flexible Lösung für die Herausforderungen der Datenkommunikation im Motorsport. Die Möglichkeit, komplexe Datenstrukturen zuverlässig zu übertragen und zu analysieren, erlaubt es Riegert und seinem 11-köpfigen Elektronik-Team, Leistungsdaten in Echtzeit zu sammeln und zu analysieren. Die Adapter spielen eine wichtige Rolle bei der Simulation von CAN-Nachrichten und unterstützen das Team bei der Fehlersuche.

Der Einsatz des Ixxat USB-to-CAN V2 Adapters durch das municHMotorsport-Team zeigt eindrucksvoll, wie moderne Technologien den Motorsport tagtäglich unterstützen und voranbringen. Durch die Bewältigung technischer Herausforderungen und die Optimierung der Datenkommunikation trägt das Team zur technologischen Innovation bei und ebnet den Weg für zukünftige Siege auf der Rennstrecke.