PEAK PCAN-USB X6 Benutzerhandbuch

CAN-FD-Interface

für High-Speed USB 2.0

Benutzerhandbuch

PCAN-USB X6

Dokumentversion 1.3.0 (2019-03-05)

PCAN-USB X6 – Benutzerhandbuch

2

Berücksichtigte Produkte

Produktbezeichnung Ausführung Artikelnummer

PCAN-USB X6 mit D-Sub-Steckern Rote Ecken IPEH-004062

PCAN-USB X6 mit D-Sub-Steckern

galvanisch entkoppelt

Graue Ecken IPEH-004064

PCAN-USB X6 mit M12-Steckern

galvanisch entkoppelt

Graue Ecken IPEH-004063

PCAN® ist eine eingetragene Marke der PEAK-System Technik GmbH. CANopen®

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Dok

umentversion 1.3.0 (2019-03-05)

PCAN-USB X6 – Benutzerhandbuch

3

Inhalt

1 Einleitung 5

1.1 Eigenschaften im Überblick 6

1.2 Systemvoraussetzungen 7

1.3 Lieferumfang 7

2 Software und Adapter installieren 9

3 Anschlüsse 11

3.1 PCAN-USB X6 mit D-Sub-Steckern 11

3.1.1 CAN-Anschluss über D-Sub-Steckverbinder 11

3.1.2 High-Speed-USB 2.0 Upstream 12

3.1.3 High-Speed-USB 2.0 Downstream 12

3.1.4 Spannungsversorgung 12

3.2 PCAN-USB X6 mit M12-Rundsteckern 13

3.2.1 CAN-Anschluss über M12-Rundstecker 14

3.2.2 High-Speed-USB 2.0 Upstream 14

3.2.3 Spannungsversorgung über M12-

Rundstecker 14

3.3 Aktivierung der internen Terminierung 15

3.4 Verkabelung 18

3.4.1 Terminierung 18

3.4.2 Beispiel einer Verbindung 18

3.4.3 Maximale Buslänge 19

4 Betrieb 20

4.1 Status-LEDs 20

4.1.1 CAN-Kanäle 20

4.1.2 USB-Upstream 20

4.1.3 Spannungsversorgung 21

4.2 USB-Verbindung trennen 21

4.3 Mehrere PCAN-USB X6-Adapter unterscheiden 21

PCAN-USB X6 – Benutzerhandbuch

4

5 Software und API 22

5.1 Monitor-Software PCAN-View 22

5.1.1 Registerkarte Senden/Empfangen 25

5.1.2 Registerkarte Trace 27

5.1.3 Registerkarte PCAN-USB X6 28

5.1.4 Registerkarte Buslast 29

5.1.5 Registerkarte Fehler-Generator 30

5.1.6 Statuszeile 32

5.2 Anbindung eigener Programme mit PCAN-Basic ab

Version 4 33

5.2.1 Leistungsmerkmale von PCAN-Basic 34

5.2.2 Prinzipbeschreibung der API 35

5.2.3 Hinweise zur Lizenz 36

6 Technische Daten 37

Anhang A CE-Zertifikat 39

Anhang B Maßzeichnungen 40

Anhang C Übersicht für Schnelleinsteiger 42

PCAN-USB X6 – Benutzerhandbuch

5

1 Einleitung

Der PCAN-USB X6 ist ein CAN-FD-Adapter für den USB-Port und

ermöglicht die Anbindung an bis zu sechs CAN-FD- oder CAN-

Busse. Das Gerät eignet sich damit bestens für Arbeiten mit

mehreren CAN-Netzwerken wie beim Einsatz in Prüfständen mit

HIL-Simulationen (Hardware in the Loop) für Kraftfahrzeuge oder in

der Endkontrolle CAN-basierender Produkte.

Der PCAN-USB X6 ist in einem Aluprofilgehäuse untergebracht und

wird mit D-Sub-Anschlüssen oder M12-Rundsteckern ausgeliefert.

Insbesondere die M12-Ausführung ist für den Einsatz in rauen

Umgebungen geeignet. Zudem wird bei den entkoppelten

Ausführungen eine galvanische Trennung bis maximal 300 Volt

zwischen der PC- und der CAN-Seite gewährleistet.

Der neue Standard CAN FD (CAN with Flexible Data rate) zeichnet

sich vor allem durch höhere Bandbreiten bei der Datenübertragung

aus. Die maximal 64 Datenbytes eines CAN-FD-Frames (anstelle von

bisher 8) können mit Bitraten von bis zu 12 Mbit/s übertragen

werden. CAN FD ist abwärtskompatibel zum CAN-Standard 2.0 A/B,

so dass CAN-FD-Knoten in bereits bestehenden CAN-Netzwerken

eingesetzt werden können. Dabei sind die CAN-FD-Erweiterungen

jedoch nicht anwendbar.

Die Monitorsoftware PCAN-View und die Programmier-schnittstelle

PCAN-Basic für die Entwicklung von Anwendungen mit CAN-

Anbindung sind im Lieferumfang enthalten und unterstützen den

Standard CAN FD.

Tipp: Am Ende dieses Handbuches (Anhang C) befindet sich für

Schnelleinsteiger eine Seite mit Kurzangaben zur Installation

und zum Betrieb des PCAN-USB X6-Adapters.

PCAN-USB X6 – Benutzerhandbuch

6

1.1 Eigenschaften im Überblick

Adapter für High-Speed-USB 2.0

(kompatibel mit USB 1.1 und USB 3.0)

6 High-Speed-CAN-Kanäle (ISO 11898-2)

Galvanische Trennung am CAN-Anschluss bis zu 300 V

(nur bei IPEH-004063 und IPEH-004064)

Erfüllt die CAN-Spezifikationen 2.0A/B und FD

CAN-FD-Unterstützung für ISO- und Non-ISO-Standard

einstellbar

CAN-FD-Übertragungsraten für das Datenfeld (max. 64 Bytes)

von 25 kbit/s bis zu 12 Mbit/s

CAN-Übertragungsraten von 25 kbit/s bis zu 1 Mbit/s

FPGA-Implementierung des CAN-FD-Controllers

NXP CAN-Transceiver TJA1044GT

Timestamp-Auflösung 1 μs

Status-LEDs für CAN-Kanäle, USB-Upstream und

Spannungsversorgung

CAN-Anschlüsse über D-Sub, 9-polig oder M12-Rundstecker,

5-polig (Pinbelegung beider Anschlüsse nach CiA® 303-1)

Aluprofilgehäuse mit erhöhter IP-Schutzart 64

(nur bei IPEH-004063)

High-Speed-USB 2.0 Downstream Port (nur bei IPEH-004062)

CAN-Terminierung durch Lötjumper gesondert für jeden CAN-

Kanal zuschaltbar

Messung der Buslast einschließlich Error-Frames und

Overload-Frames auf dem physikalischen Bus

Induzierte Fehlererzeugung bei ein- und ausgehenden CAN-

Nachrichten

PCAN-USB X6 – Benutzerhandbuch

7

Spannungsversorgung von 8 bis 30 V

Erweiterter Betriebstemperaturbereich von -40 bis 85 °C

Hinweis: Dieses Handbuch beschreibt die Verwendung des

PCAN-USB X6-Adapters unter Windows. Treiber für Linux

sowie entsprechende Anwendungsinformation finden Sie auf

der mitgelieferten DVD im Verzeichniszweig Develop und auf

unserer Website unter www.peak-system.com/linux.

1.2 Systemvoraussetzungen

Spannungsquelle von 8 bis 30 V DC

Ein freier USB-Anschluss (USB 1.1, USB 2.0 oder USB 3.0) am

Computer oder an einem am Computer angeschlossenen

aktiven USB-Hub

Betriebssystem Windows 10, 8.1, 7 (32/64-Bit)

oder Linux (32/64-Bit)

Hinweis: Verwenden Sie kein USB-Verlängerungskabel zum

Anschließen des Adapters an den Computer. Der Einsatz eines

Verlängerungskabels entspricht nicht der USB-Spezifikation

und kann zu Funktionsstörungen des Adapters führen.

1.3 Lieferumfang

PCAN-USB X6 im Aluminiumgehäuse

IPEH-004062 und IPEH-004064: Gegenstecker zur

Spannungsversorgung

IPEH-004063: Kabel für Spannungsversorgung und USB-

Anschluss

Gerätetreiber für Windows 10, 8.1, 7 und Linux (32/64-Bit)

PCAN-USB X6 – Benutzerhandbuch

8

CAN-Monitor PCAN-View für Windows

Programmierschnittstelle PCAN-Basic zur Entwicklung von

Anwendungen mit CAN-Anbindung

Programmierschnittstellen für normierte Protokolle aus dem

Automotive-Bereich

Handbuch im PDF-Format

Hinweis: Im Lieferumfang ist kein Netzteil für die Spannungs-

versorgung des Geräts enthalten. Das Gerät wird nicht über die

USB-Verbindung zum PC versorgt.

PCAN-USB X6 – Benutzerhandbuch

9

2 Software und Adapter

installieren

Dieses Kapitel behandelt die Softwareinstallation für den PCAN-

USB X6-Adapter unter Windows und dessen Anschluss an den

Computer.

Installieren Sie den Treiber vor

dem Anschließen des Adapters.

Wichtiger Hinweis: Installieren Sie für den korrekten Betrieb

und vollen Leistungsumfang des PCAN-USB X6 den Treiber

von der mitgelieferten DVD (ab Ausgabe 10/2016).

So installieren Sie den Treiber:

1. Starten Sie die Intro.exe von der mitgelieferten DVD.

Das Navigationsprogramm erscheint.

2. Wählen Sie im Hauptmenü Treiber aus und klicken Sie dann

auf Jetzt installieren.

3. Bestätigen Sie die Meldung der Benutzerkontensteuerung in

Bezug auf "Installer database of PEAK-Drivers".

Das Treiberinstallationsprogramm startet.

4. Befolgen Sie die Anweisungen des Programms.

So schließen Sie den Adapter an:

1. Schließen Sie den Adapter an einen USB-Port am Computer

oder an einen USB-Hub an.

Windows benachrichtigt Sie über die neue Hardware und

schließt die Treiberinstallation ab.

2. Prüfen Sie die LEDs der CAN-Kanäle des Adapters. Wenn

die LEDs grün

leuchten, wurde der Treiber erfolgreich

initialisiert.

PCAN-USB X6 – Benutzerhandbuch

10

Hinweis: Verwenden Sie kein USB-Verlängerungskabel zum

Anschließen des Adapters an den Computer. Der Einsatz eines

Verlängerungskabels entspricht nicht der USB-Spezifikation

und kann zu Funktionsstörungen des Adapters führen.

PCAN-USB X6 – Benutzerhandbuch

11

3 Anschlüsse

Dieses Kapitel beschreibt die Anschlüsse an der Vorderseite der

PCAN-USB X6 mit D-Sub-Steckern und des PCAN-USB X6 mit M12-

Rundsteckern.

3.1 PCAN-USB X6 mit D-Sub-Steckern

Abbildung 1: Anschlussbelegung auf der Frontblende

des PCAN-USB X6 mit D-Sub-Steckern

3.1.1 CAN-Anschluss über D-Sub-Steckverbinder

Ein High-Speed-CAN-Bus (ISO 11898-2) wird an die 9-polige D-Sub-

Steckverbindung angeschlossen. Die CAN-Belegung entspricht der

Spezifikation CiA® 303-1.

PCAN-USB X6 – Benutzerhandbuch

12

Abbildung 2: Anschlussbelegung High-Speed-CAN

(Sicht auf D-Sub-Stecker am PCAN-USB X6-Adapter)

3.1.2 High-Speed-USB 2.0 Upstream

Der USB-Upstream-Anschluss dient zur Verbindung mit einem

Computer. Dadurch wird die Anbindung an Programme wie PCAN-

View ermöglicht.

Hinweis: Bei einer High-Speed-USB-Verbindung (USB 2.0) mit

einem Computer leuchtet die LED am Upstream-Anschluss. Bei

einer Full-Speed-USB-Verbindung (USB 1.1) bleibt die LED aus.

3.1.3 High-Speed-USB 2.0 Downstream

De

r USB-Downstream-Anschluss dient zur Anbindung weiterer

USB-Geräte an einen Computer.

Hinweis: Das Verbinden eines weiteren PCAN-USB X6 mit dem

USB-Downstream-Anschluss ist nicht vorgesehen.

3.1.4 Spannungsversorgung

F

ür den Betrieb des PCAN-USB X6 mit D-Sub-Steckverbindern wird

eine Spannungsquelle mit nominell 12 V Gleichspannung benötigt,

8 bis 30 V sind möglich. Der Eingang ist elektronisch mit einem

Verpol- und Überspannungsschutz abgesichert.

PCAN-USB X6 – Benutzerhandbuch

13

Der Anschluss erfolgt über den mitgelieferten Gegenstecker, an

dem Sie Leitungen festschrauben können. Die Polung ist wie folgt:

Abbildung 3: Gegenstecker zur Spannungsversorgung

an der Vorderseite des Gehäuses

Hinweis: Im Lieferumfang ist kein Netzteil für die Spannungs-

versorgung des Geräts enthalten. Das Gerät wird nicht über die

USB-Verbindung zum PC versorgt.

3.2 PCAN-USB X6 mit M12-Rundsteckern

Abbildung 4: Anschlussbelegung auf der Frontblende

des PCAN-USB X6 mit M12-Rundsteckern

PCAN-USB X6 – Benutzerhandbuch

14

3.2.1 CAN-Anschluss über M12-Rundstecker

Ein High-Speed-CAN-Bus (ISO 11898-2) wird an die 5-polige M12-

Steckverbindung angeschlossen. Die CAN-Belegung entspricht der

Spezifikation CiA® 303-1.

Abbildung 5: Anschlussbelegung High-Speed-CAN

(Sicht auf M12-Stecker am Adapter PCAN-USB X6)

Hinweis: Eine Vollbestückung (CAN 1 bis 6) ist nur mit 14,5-

mm-Steckergehäusen möglich. Bei größeren Steckergehäusen

können nicht alle CAN-Anschlüsse gleichzeitig benutzt werden.

3.2.2 High-Speed-USB 2.0 Upstream

De

r USB-Upstream-Anschluss dient zur Verbindung mit einem

Computer. Dadurch wird die Anbindung an Programme wie

PCAN-View ermöglicht.

Hinweis: Bei einer High-Speed-USB-Verbindung (USB 2.0) mit

einem Computer leuchtet die LED am Upstream-Anschluss. Bei

einer Full-Speed-USB-Verbindung (USB 1.1) bleibt die LED aus.

3.2.3 Spannungsversorgung über M12-Rundstecker

F

ür den Betrieb des PCAN-USB X6 mit M12-Rundsteckern wird eine

Spannungsquelle mit nominell 12 V Gleichspannung benötigt, 8 bis

30 V sind möglich. Der Eingang ist elektronisch mit einem Verpol-

und Überspannungsschutz abgesichert.

PCAN-USB X6 – Benutzerhandbuch

15

Die Polung der Buchse ist wie folgt:

Abbildung 6: Spannungsversorgung an der Vorderseite des Gehäuses

(Sicht auf M12-Buchse am PCAN-USB X6-Adapter)

Der Anschluss erfolgt über das mitgelieferte Kabel:

Abbildung 7: Spannungsversorgung über das mitgelieferte Kabel

(Sicht auf M12-Buchse am PCAN-USB X6-Adapter)

Hinweis: Im Lieferumfang ist kein Netzteil für die Spannungs-

versorgung des Geräts enthalten. Das Gerät wird nicht über die

USB-Verbindung zum PC versorgt.

3.3 Aktivierung der internen Terminierung

Die Terminierung kann für jeden CAN-Kanal über Lötbrücken auf

der Platine aktiviert werden, um ein Ende vom CAN-Bus mit 120

Ohm zu terminieren. Ein High-Speed-CAN-Bus (ISO 11898-2) muss

an beiden Kabelenden mit jeweils 120 Ohm terminiert sein, da es

PCAN-USB X6 – Benutzerhandbuch

16

ansonsten zu Störungen kommt. Bei der Auslieferung ist die

Terminierung ausgeschaltet.

So aktivieren Sie die interne Terminierung:

Kurzschlussgefahr! Gehen Sie beim Löten mit großer Sorgfalt

vor, um ungewollte Kurzschlüsse zu vermeiden.

Achtung! Durch elektrostatische Entladung (ESD) können Kom-

ponenten auf der Platine beschädigt oder zerstört werden.

Treffen Sie daher Vorkehrungen zur Vermeidung von ESD.

1. Entfernen Sie die 4 Torx-Schrauben von der Frontblende

des Gehäuses.

2. Nehmen Sie die Frontblende ab.

3. Ziehen Sie die Platine vorsichtig heraus.

4. Entfernen Sie ein oder mehrere Transceiver-Module, um an

die Lötfelder zu gelangen. Lösen Sie die Schraube und

ziehen Sie das Transceiver-Modul ab.

Abbildung 8 zeigt die Position der Transceiver-Module an.

5. S

etzen Sie die Lötbrücke(n) entsprechend der gewünschten

Einstellungen.

Abbildung 8 zeigt die Position der Lötfelder an.

Die

folgende Tabelle enthält die möglichen Einstellungen.

6. Stecken Sie das jeweilige Transceiver-Modul auf die

ursprüngliche Position zurück und befestigen Sie das Modul

mit der dazugehörigen Schraube.

7. Schieben Sie die Platine zurück ins Gehäuse.

8. Drücken Sie die Frontblende an das Gehäuse.

9. Verschrauben Sie die 4 Torx-Schrauben mit der Frontblende

vom Gehäuse.

PCAN-USB X6 – Benutzerhandbuch

17

Abbildung 8:

Lötfelder (rot) und

Transceiver-Module (blau)

auf der Hauptplatine des

PCAN-USB X6

Lötfelder:

CAN1: JP1, JP2

CAN2: JP3, JP4

CAN3: JP5, JP6

CAN4: JP7, JP8

CAN5: JP9, JP10

CAN6: JP11, JP12

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3.4 Verkabelung

3.4.1 Terminierung

Ein High-Speed-CAN-Bus (ISO 11898-2) muss an beiden Enden mit

120 Ohm terminiert sein. Die Terminierung verhindert störende

Signalreflexionen und sorgt für einen ordnungsgemäßen Betrieb

der Transceiver am angeschlossenen CAN-Knoten (CAN-Interfaces,

Steuergeräte).

Der PCAN-USB X6-Adapter hat eine zuschaltbare interne Terminie-

rung mit 120 Ohm. Wie Sie die interne Terminierung aktivieren,

erfahren Sie in Abschnitt 3.3.

3

.4.2 Beispiel einer Verbindung

Abbildung 9: Einfache CAN-Verbindung

Interne Terminierung

D-Sub-/M12-

Anschluss

Lötfelder

Ohne

(Standard)

Aktiv

CAN 1 JP1 und JP2

CAN 2 JP3 und JP4

CAN 3 JP5 und JP6

CAN 4 JP7 und JP8

CAN 5 JP9 und JP10

CAN 6 JP11 und JP12

PCAN-USB X6 – Benutzerhandbuch

19

In diesem Beispiel wird der PCAN-USB X6-Adapter mit einem

Steuergerät durch ein Kabel verbunden, das an beiden Enden mit

120 Ohm terminiert ist.

3.4.3 Maximale Buslänge

Hig

h-Speed-CAN-Netzwerke übertragen bis zu 1 Mbit/s. Die

maximale Buslänge ist vor allem von der Übertragungsrate

abhängig.

Die folgende Tabelle zeigt die maximal mögliche CAN-Buslänge bei

verschiedenen Übertragungsraten:

Übertragungsrate Buslänge

1 Mbit/s 40 m

500 kbit/s 110 m

250 kbit/s 240 m

125 kbit/s 500 m

50 kbit/s 1,3 km

25 kbit/s 2,5 km

Die hier aufgeführten Werte sind anhand eines idealisierten

Systems errechnet worden und können von der Realität abweichen.

Hinweis: Trotz der höheren Datenbitrate bei CAN FD, bleiben

die maximalen Buslängen gleich. Die Abhängigkeit basiert auf

der Bitrate während der Arbitrierung, die Nominal-Bitrate

genannt wird. Diese kann bei CAN FD bis zu 1 Mbit/s

annehmen.

PCAN-USB X6 – Benutzerhandbuch

20

4 Betrieb

4.1 Status-LEDs

4.1.1 CAN-Kanäle

Die Status-LEDs der sechs CAN-Kanäle des PCAN-USB X6 können

folgende Zustände annehmen:

Status Bedeutung

Grün leuchtend Es besteht eine Verbindung zu einem Treiber des

Betriebssystems.

Grün langsam blinkend Eine Software-Anwendung ist mit dem CAN-Kanal

verbunden.

Grün schnell blinkend Es werden Daten über den angeschlossenen CAN-Bus

übertragen.

Rot blinkend Während der Übertragung von CAN-Daten tritt ein

Fehler auf.

Orange schnell blinkend Identifizierung eines Adapters, wenn mehrere Adapter

angesteckt sind (siehe Abschnitt 5.1.3 Seite 28).

4.1.2 USB-Upstream

Die Status-LED vom USB-Upstream kann folgende Zustände

annehmen:

Status Bedeutung

Grün leuchtend Es liegen eine Spannungsversorgung und eine

Verbindung über den USB-Upstream an. Das Gerät ist

betriebsbereit.

Orange leuchtend Es liegt nur eine Verbindung über den USB-Upstream

an. Das Gerät ist nicht betriebsbereit.

Hinweis: Die Status-LED vom USB-Upstream leuchtet nur,

wenn dieser mit einem USB-2.0-Anschluss oder höher

verbunden ist.

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