Система пожарной защиты самолета Ту-154М

Для дальнейшего снижения энергопотребления большинство интерфейсных микросхем в паузах между активным режимом может быть принудительно переведено в режим покоя, при котором потребляемый ток снижается до 1 мкА. Многие из микросхем автоматически переходят в этот режим при продолжительной неактивности на линии связи или отключении внешнего соединительного кабеля. В этом режиме приемники сигнала с линии находятся в рабочем состоянии, и микросхема сразу же переводится в нормальный рабочий режим при подключении кабеля или при появлении признаков активности на линии связи. Поскольку интерфейсные микросхемы предназначены для передачи сигналов за пределы устройства и приема сигналов извне, они значительно больше других микросхем подвержены риску выхода из строя при случайной подаче на них высокого потенциала или при электростатическом разряде. Чтобы снизить риск повреждения микросхемы, были приняты дополнительные меры электростатической защиты. Результатом этого явился выпуск семейства микросхем с электростатической защитой входов/выходов, обеспечивающей безаварийную работу при электростатических разрядах амплитудой до ±15 кВ. Это позволило полностью отказаться от внешних устройств защиты, что, в свою очередь, дало дополнительную экономию места на печатной плате [6].

 

Рисунок 3.6. Блок-схема МАХ3160 при работе в режимах RS-485/422

 

На рисунке 3.6 изображена микросхема MAX3160. Она представляет собой мультипротокольный приемопередатчик RS-485/422. С помощью этой микросхемы не надо задумываться, какой интерфейс мы хотим использовать, и можем выбирать соответствующие приемопередатчики. Запаяв на плату одну микросхему MAX3160, мы просто выбираем необходимый тип интерфейса или даже программно управляете этим по своему усмотрению. 

 

 

Интерфейс CAN (Controller Area Network - "область, охваченная сетью контроллеров") представляет собой комплекс стандартов для построения распределенных промышленных сетей, который использует последовательную передачу данных в реальном времени с очень высокой степенью надежности и защищенности. Центральное место в CAN занимает протокол канального уровня модели OSI. Первоначально CAN был разработан для автомобильной промышленности, но в настоящее время быстро внедряется в область промышленной автоматизации. Это хорошо продуманный, современный и многообещающий сетевой протокол.

CAN характеризуется следующими основными свойствами:

- каждому сообщению (а не устройству) устанавливается свой приоритет;

- гарантированная величина паузы между двумя актами обмена;

- гибкость конфигурирования и возможность модернизации системы;

- широковещательный прием сообщений с синхронизацией времени;

- непротиворечивость данных на уровне всей системы;

- допустимость нескольких ведущих устройств в сети ("многомастерная сеть");

- способность к обнаружению ошибок и сигнализации об их наличии;

- автоматический повтор передачи сообщений, доставленных с ошибкой, сразу, как только сеть станет свободной;

-автоматическое различение сбоев и отказов с возможностью автоматического отключения отказавших модулей.

К недостаткам можно отнести сравнительно высокую стоимость CAN-устройств, отсутствие единого протокола прикладного уровня, а также чрезмерную сложность и запутанность протоколов канального и прикладного уровня, изложенных в стандартах организации CAN in Automation

Кабель витой пары в сети CAN должен иметь общий (третий) провод; на обоих концах витой пары должны быть согласующие резисторы, сопротивление которых равно волновому сопротивлению кабеля. Максимальная длина кабеля составляет 1 км. Для увеличения длины, количества узлов или гальванической развязки могут быть использованы повторители интерфейса, сетевые мосты и шлюзы. 

Витая пара может быть в экране или без, в зависимости от электромагнитной обстановки. Топология сети должна быть шинной, максимальная длина отвода от шины при скорости передачи 1 Мбит/с не должна превышать 30 см. Длину отвода можно рассчитать по формуле 3.1 

 

  (3.1)

 

где Тф - длительность переднего фронта передатчика. 

 

Основные требования к линии передачи и ее характеристикам близки к RS-485/422, однако в передатчиках CAN есть режим управления длительностью фронтов импульсов. Управление выполняется путем заряда емкостей затворов выходных транзисторов от источников тока, при этом величина тока задается внешним резистором. Увеличение длительности фронта позволяет снизить требования к согласованию линии на низких частотах, увеличить длину отводов и ослабить излучение электромагнитных помех.

Выводы "земли" всех передатчиков сети должны быть соединены (если интерфейсы гальванически не изолированы). При этом разность потенциалов между выводами заземлений не должна превышать 2 В. Гальваническая изоляция рекомендуется при длине линии более 200 м, но не является обязательным требованием стандарта. 

Для электрического соединения устройств с CAN интерфейсом стандарт предусматривает два варианта. Первый вариант состоит в применении Т-образных разветвителей, которые состоят из трех 9-штырьковых разъемов D-sub, расположенных в одном корпусе, одноименные контакты которых соединены между собой. Разветвители имеют один разъем со штырьками и два - с гнездами. 

Второй вариант требует наличия в каждом CAN-устройстве двух разъемов. Для включения устройства в сеть кабель разрезают и на его концах устанавливают ответные части разъемов. Устройство включается буквально в разрыв линии передачи.