Apa itu BISA Bus
CAN bus adalah protokol komunikasi serial yang banyak digunakan di bidang otomotif, otomasi industri, dan bidang lainnya. Hal ini memungkinkan beberapa perangkat untuk berbagi jalur komunikasi untuk transmisi data dan sinyal kontrol. Ada dua versi berbeda dari CAN bus: CAN 2.0A dan CAN 2.0B. CAN 2.0A mendukung pengidentifikasi standar 11-bit, sedangkan CAN 2.0B mendukung pengidentifikasi tambahan 29-bit. Topologi bus CAN mencakup konfigurasi bus, bintang, dan hybrid. Topologi bus adalah yang paling umum, menghubungkan semua perangkat node dan memerlukan penghentian resistor di kedua ujung bus.
Mengapa Perlindungan Surge Diperlukan
Sistem bus CAN rentan terhadap interferensi elektromagnetik (EMI) dan interferensi listrik (EMI), yang dapat menyebabkan kesalahan transmisi dan kegagalan perangkat keras. Perlindungan lonjakan arus memperkenalkan sirkuit pelindung ke dalam sistem bus CAN untuk mencegah gangguan ini. Sirkuit proteksi lonjakan arus pada bus CAN dapat melindungi bus melalui mekanisme penyerapan, refleksi, atau penekanan.
Standar elektronik otomotif saat ini yang melibatkan pengujian EMC terbagi dalam dua kategori:
1: Melakukan pengujian sementara untuk sistem catu daya
2: Pelepasan Listrik Statis (ESD) dan Pengujian Lonjakan untuk Antarmuka Komunikasi
Pengujian catu daya meliputi: Pulsa 1(a) menyimulasikan peristiwa transien yang disebabkan oleh beban induktif ketika daya diputus secara tiba-tiba; Pulsa 2(a) mensimulasikan transien dari beban induktif pada rangkaian kabel akibat gangguan arus mendadak; Pulsa 2(b) mensimulasikan transien dari motor kipas atau wiper ketika daya pengoperasian dihilangkan; Pulsa 3(a)(b) mensimulasikan pulsa transien yang dihasilkan selama proses peralihan. Pulsa 5 mensimulasikan bentuk gelombang transien pembuangan beban selama kehilangan daya baterai.
Pentingnya Desain Perlindungan Surge untuk CAN Bus
Kegagalan pada bus CAN dapat mengakibatkan konsekuensi yang parah, termasuk kerusakan peralatan, insiden keselamatan, dan kehilangan data. Oleh karena itu, desain perlindungan lonjakan arus yang kuat sangat penting untuk memastikan keandalan dan stabilitas sistem. Selain itu, dengan mempertimbangkan lingkungan pengoperasian bus CAN, perlindungan lonjakan arus juga harus memiliki ketahanan terhadap interferensi, toleransi-suhu tinggi, ketahanan terhadap getaran, dan keandalan yang tinggi.
Di lingkungan otomotif, di mana sering terjadi kontak manusia, peristiwa pelepasan muatan listrik statis (ESD), peristiwa tegangan berlebih listrik (EOS), dan peristiwa transien cepat listrik (EFT) sering terjadi selama pengoperasian kendaraan. Hal ini menimbulkan potensi ancaman terhadap kendaraan yang bergerak. Meskipun chip transceiver CAN menggabungkan beberapa kekebalan ESD dalam desainnya, levelnya masih jauh dari persyaratan pengujian-tingkat sistem. Akibatnya, desain pelindung untuk antarmuka komunikasi CAN menjadi sangat penting.
Metode Desain Perlindungan Lonjakan Bus CAN
Metode proteksi lonjakan bus CAN melibatkan komponen seperti resistor, kapasitor, dioda TVS, dan penekan tegangan transien (TVS). Diantaranya, dioda TVS merupakan elemen proteksi yang umum digunakan, menawarkan keunggulan seperti respons cepat, arus bocor rendah, dan penyerapan energi tinggi. Dalam aplikasi praktis, pemilihan metode dan komponen proteksi lonjakan yang tepat memerlukan pertimbangan skenario dan persyaratan aplikasi tertentu.
Penerapan Sirkuit Perlindungan Lonjakan Bus CAN
Sirkuit proteksi lonjakan bus CAN dapat diimplementasikan menggunakan sirkuit komponen diskrit atau sirkuit terintegrasi. Sirkuit komponen diskrit terdiri dari beberapa komponen independen, menawarkan kemampuan penyesuaian yang kuat serta kemudahan pemeliharaan dan peningkatan. Sebaliknya, sirkuit terpadu mengintegrasikan beberapa komponen ke dalam satu chip, sehingga memberikan keuntungan seperti ukuran yang ringkas, konsumsi daya yang rendah, dan-efektivitas biaya. Dalam aplikasi praktis, metode implementasi rangkaian yang tepat harus dipilih berdasarkan skenario dan persyaratan aplikasi spesifik.
Contoh Desain Perlindungan Lonjakan Bus CAN
Artikel ini menyajikan beberapa contoh umum rangkaian perlindungan lonjakan bus CAN untuk membantu pembaca memahami subjek dengan lebih baik. Misalnya, untuk mengatasi masalah interferensi listrik dalam sistem bus CAN, perlindungan lonjakan arus dapat dicapai dengan menggunakan rangkaian filter kapasitif atau rangkaian filter RC. Sebaliknya, untuk masalah interferensi elektromagnetik, komponen seperti dioda TVS dan penekan tegangan transien dapat digunakan untuk perlindungan lonjakan arus.
Rekomendasi Penempatan Perangkat ESD
a) Posisikan perangkat sedekat mungkin dengan terminal input atau konektor.
b) Minimalkan panjang jalur antara perangkat dan jalur yang dilindungi.
c) Minimalkan jalur sinyal paralel.
d) Hindari menjalankan konduktor berpelindung sejajar dengan konduktor tidak berpelindung.
e) Minimalkan semua loop konduktif pada papan sirkuit tercetak (PCB), termasuk loop daya dan ground.
f) Meminimalkan panjang jalur balik sementara ke tanah.
g) Hindari penggunaan jalur kembali sementara bersama ke titik-titik kesamaan.
h) Memanfaatkan ground plane,-PCB multi-lapisan, dan ground vias bila memungkinkan.
Ringkasan
Artikel ini merangkum pentingnya, metode desain, dan pendekatan implementasi untuk perlindungan lonjakan bus CAN. Dokumen ini diharapkan dapat membantu pembaca lebih memahami perlindungan lonjakan bus CAN dan meningkatkan keandalan dan stabilitas sistem dalam aplikasi praktis. Perlu dicatat bahwa ketika merancang proteksi lonjakan bus CAN, lingkungan pengoperasian sistem dan skenario aplikasi harus sepenuhnya dipertimbangkan, dan metode serta komponen proteksi lonjakan yang sesuai harus dipilih.