DISEÑO E IMPLENTACION DE NODOS DE COMUNICACION BASADOS EN EL BUS CAN

1. DISEÑO E IMPLENTACION DE NODOS DE COMUNICACION BASADOS EN EL BUS CAN Y SU APLICACION A UN MOVIL AUTONOMO Autor: Aitor Olarra Director: Javier Portillo Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática

2. ÍNDICE • Objetivos • Introducción • Desarrollo • Nodos de comunicación • Móvil autónomo • Diseño del controlador del móvil • Conclusiones

3. OBJETIVOS • Diseño y construcción de nodos decomunicaciones: Especificaciones: • acceso a la red CAN • soporte de un protocolo de alto nivel • flexibilidad en cuanto a dispositivos de control con los que interactúan • Aplicación en un móvil autónomo • Diseño e implementación de un sistema de control para el móvil

4. INTRODUCCIÓN • La red CAN • El protocolo de alto nivel CANopen

5. CAN CANopen CAMPO DE APLICACION MENSAJES CARACTERISTICAS Automóviles Máquinas Equipamiento científico ... • Debido a sus características Robustez Facilidad para la comunicación por eventos Poca información Tiempos de espera cortos y predecibles • Aplicaciones

6. CAN CANopen A C C B B ... 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 ... ID datos • 2 funciones: • identificar el mensaje • controlar el acceso a la red CAN Longitud entre 0 y 64 bits CAMPO DE APLICACION MENSAJES CARACTERISTICAS A A C B B Trama de bits

7. CAN CANopen niveles OSI ... ENLACE • niveles OSI: físico y enlace FISICO • velocidad 20 Kb/s 1 Mb/s • longitud de la red varios km 40 m • tasa de errores 10-14 • nivel físico dos cables (CANL y CANH) CAMPO DE APLICACION MENSAJES CARACTERISTICAS • acceso a la red: CSMA/CD

8. CAN CAN CANopen CANopen CARACTERISTICAS VENTAJAS niveles OSI APLICACION CANopen LO BASICO ... ENLACE CAN FISICO • Protocolo de alto nivel • Hasta 127 nodos nodeID 1 3 5 127 ... ... 2 4 126 • Establece como utilizar MENSAJES en la red CAN por los • diferentes dispositivos conectados a ella

9. CAN CANopen CARACTERISTICAS VENTAJAS LO BASICO • Sistema abierto: se pueden intercambiar dispositivos • de diferentes fabricantes • Sencilla incorporación de nuevos dispositivos • Proporciona servicios útiles para la gestión de la red

10. CAN CANopen Temperatura del aire acondicionado Lectura sensores del ABS Inicialización de los dispositivos CARACTERISTICAS VENTAJAS LO BASICO AUTOMOVIL PRIORIDAD TIPOS DE MENSAJES: baja • Configuración (SDO) • Control de proceso (PDO) alta • Gestión de red (NMT) máxima

11. DESARROLLO • Los nodos de comunicaciones • El móvil autónomo • El sistema de control

12. NODOS NODOS MOVIL CONTROL DEL MOVIL CONTROL DEL MOVIL SOLUCION HARD Y SOFT CARACTERISTICAS Controlador CAN mControlador Switches configuración y LEDs estado • Conexión • sensores • actuadores Conector CAN 7x5 cm

13. NODOS NODOS NODOS MOVIL CONTROL DEL MOVIL CONTROL DEL MOVIL Controlador CAN Perifericos pines E/S sensores y actuadores red CAN Software comunicaciones Software aplicación Desarrollado y único para todas las aplicaciones Dependiente de la aplicación SOLUCION HARD Y SOFT CARACTERISTICAS mC

14. NODOS NODOS MOVIL CONTROL DEL MOVIL CONTROL DEL MOVIL E/S 15 pines TIMER 1de 16bit y 2 de 8bit PC UART RS232 A/D 5 canales C P U 110100... SOLUCION HARD Y SOFT CARACTERISTICAS P E R I F E R I C O S VELOCIDAD 8-bit 5 MIPS MEMORIA PROGRAMA 10 Kbytes RAM aprox. 250 bytes

15. NODOS NODOS NODOS MOVIL MOVIL CONTROL DEL MOVIL CONTROL DEL MOVIL VISTA GENERAL DISPOSITIVOS: ALIMENTACIÓN SISTEMA COMUNICACIONES INTERFAZ DE USUARIO CONTROL DEL ENTORNO GUIADO MOVIMIENTO

16. NODOS NODOS MOVIL CONTROL DEL MOVIL CONTROL DEL MOVIL Bateria DC/DC Sistema comunicaciones Interfaz usuario VISTA GENERAL DISPOSITIVOS: ALIMENTACIÓN ALIMENTACIÓN ALIMENTACIÓN SISTEMA COMUNICACIONES SISTEMA COMUNICACIONES SISTEMA COMUNICACIONES INTERFAZ DE USUARIO INTERFAZ DE USUARIO CONTROL DEL ENTORNO GUIADO MOVIMIENTO

17. NODOS NODOS MOVIL CONTROL DEL MOVIL CONTROL DEL MOVIL Sonar Distancia IR Seguidor de línea Motores y ruedas VISTA GENERAL DISPOSITIVOS: ALIMENTACIÓN ALIMENTACIÓN ALIMENTACIÓN SISTEMA COMUNICACIONES SISTEMA COMUNICACIONES SISTEMA COMUNICACIONES INTERFAZ DE USUARIO INTERFAZ DE USUARIO INTERFAZ DE USUARIO CONTROL DEL ENTORNO CONTROL DEL ENTORNO CONTROL DEL ENTORNO GUIADO GUIADO GUIADO MOVIMIENTO MOVIMIENTO

18. NODOS NODOS MOVIL MOVIL CONTROL DEL MOVIL CONTROL DEL MOVIL CONTROL DEL MOVIL DISEÑO Y FUNCIONES ARQUITECTURA PC CONDUCTAS CAN GENERACION DE CÓDIGO COMPILACION EJECUTABLE RTF MATLAB • Diseño e implementación DISEÑO diagramas de bloques • Controlador

19. NODOS NODOS MOVIL CONTROL DEL MOVIL CONTROL DEL MOVIL Interfaz CAN Tareas A: conductas (generación movimiento) Tareas B: ponderación DISEÑO Y FUNCIONES ARQUITECTURA CONDUCTAS

20. NODOS NODOS MOVIL CONTROL DEL MOVIL CONTROL DEL MOVIL DISEÑO Y FUNCIONES ARQUITECTURA CONDUCTAS TECLADO LINEA EVITAR OBSTACULOS

21. NODOS NODOS MOVIL CONTROL DEL MOVIL CONTROL DEL MOVIL DISEÑO Y FUNCIONES ARQUITECTURA CONDUCTAS TECLADO LINEA EVITAR OBSTACULOS

22. NODOS NODOS MOVIL CONTROL DEL MOVIL CONTROL DEL MOVIL DISEÑO Y FUNCIONES ARQUITECTURA CONDUCTAS TECLADO LINEA EVITAR OBSTACULOS

23. CONCLUSIONES • Desarrollo de una implementación de la red CAN de bajo coste y con un subconjunto mínimo de protocolo CANopen • Diseño y desarrollo de los nodos de comunicación • Diseño y construcción de un móvil autónomo