¿Se necesita una conexión a tierra/común para una comunicación de bus CAN adecuada?

Dado que CAN Bus es un sistema de señalización diferencial, ¿cuál es el significado de la señal GND/COM? ¿Puedo pasar sin él?

Tengo un sistema de 2 nodos muy simple que tiene algunos sucesos extraños. (ver aquí para ese problema, si está interesado) Los dos nodos son mi dispositivo y un monitor USB-CAN; ambos tienen resistencias de terminación de 120 ohmios y el recorrido del cable entre ellos es <1 m.

Acabo de recordar que en mis pruebas anteriores solo tenía las señales CAN_H y CAN_L conectadas entre los nodos; No tenía nada que conectara el CAN_COM de mi dispositivo al pin de tierra en el monitor USB-CAN.

Un (¿el?) punto de la señalización diferencial debe ser mucho menos (¿no?) afectado por el ruido de modo común. Entonces, al no tener la conexión a tierra, supongo que perdemos la referencia absoluta para CAN_H y CAN_L... pero, ¿eso hace alguna diferencia?

incluso con comunicación de par diferencial se necesita una referencia común. Simplemente porque los terrenos flotantes en ambos extremos pueden tener un potencial muy diferente, cuya diferencia simplemente hará estallar su sistema.
La respuesta corta es sí. A menos que tenga un aislamiento óptico o magnético completo, SIEMPRE necesita una conexión a tierra común para básicamente cualquier circuito. El acoplamiento capacitivo también puede solucionar este problema de necesitar una conexión a tierra, aunque aún necesita algún punto de referencia o estará por encima de la clasificación de voltaje en la tapa.
¿Hay alguna forma de cuantificar lo que hará no tener un suelo?
El problema es que casi siempre tienes algo (capacitancia, inducción, otras conexiones) que establece los niveles de tierra relativos de tus dos extremos. Si no tienes un fundamento explícito, estás a merced de lo que sea. Dado que bien puede involucrar tapas de filtro conectadas a la red eléctrica, podría haber voltajes bastante grandes involucrados. Debe conectar el CANbus como se supone que debe estar conectado (terminación adecuada, cable adecuado, conexión a tierra adecuada) y no tratar de adivinar qué trucos en particular tendrán éxito.
Por supuesto. No estoy tratando de hacer trampa. Solo quiero entender para poder confiar en que he resuelto mi problema (o no)
Bueno, los síntomas de quedarse sin rango serían primero que el sistema no podría diferenciar de manera confiable un estado de otro, lo que podría generar todo tipo de comportamientos extraños con CAN, luego, si las cosas fueran peores, comenzaría a dañar los transceptores.
"Nunca vi un dispositivo en red CAN con un tercer cable, solo CANH, CANL". ¿Qué pasa en un CANBus automotriz, gnd es común a todas las unidades en el autobús? Como ha señalado @Lundin.

Respuestas (4)

Un sistema diferencial teórico perfecto puede funcionar sin conexión a tierra, porque la entrada siempre puede hacer (AB) sin preocuparse por los valores absolutos de A o B.

Desafortunadamente, CAN no es un sistema de este tipo, y el receptor tendrá límites en su capacidad de 'modo común', más allá de los cuales se dañará. Por lo tanto, debe tener una conexión a tierra para mantener los voltajes de modo común dentro de los límites. El 'modo común' solo se refiere a cosas (voltaje, en este caso) que son comunes a ambos cables.

Hay otras formas de construir receptores que están mucho más libres de este tipo de restricciones; por ejemplo, un optoaislador puede realizar la detección (AB) con tal vez miles de voltios de compensación de modo común. También se utilizan a menudo transformadores (p. ej., en Ethernet de par trenzado, que no tiene conexión a tierra). Pero para CANbus normal, necesita una conexión a tierra.

"Modo común" es una buena frase para incluir en esta conversación.

Sí, un terreno común es la necesidad.

Un transceptor de lata tiene un voltaje de modo común máximo. Si el voltaje de modo común de las señales CAN diferenciales excede el máximo, entonces el transceptor no podrá reconocer los bits. En la práctica, esto significa que las tierras de los nodos CAN tienen que estar conectadas (aunque se pueden tolerar pequeñas diferencias de voltaje entre las tierras).

Caso especial. Algunos dispositivos CAN están aislados galvánicamente. Entonces no hay un terreno común en todas partes.

Depende del sistema que estés construyendo. Si está construyendo en su casa o en su automóvil, es mejor usar un terreno común. Debido a que es una comunicación de tipo de par diferencial, no se requiere la conexión a tierra común, ya que lo que importa es la diferencia de voltaje potencial entre H y L. En realidad, en algunos casos, puede arruinar todo usando una conexión a tierra común, cuando los nodos se alimentan de diferentes fuentes de energía con diferentes referencias de terreno. Siempre estoy construyendo grandes redes CAN industriales sin puntos en común y funciona sin problemas.

Yo diría que no. CAN es diferencial y el voltaje de modo común que soporta es relativamente alto. Una vez que los conecte, el potencial se igualará, para descargas cortas, generalmente se montan diodos transzorb en CANH y CANL para evitar daños. Los nodos están acoplados capacitivamente a tierra, en caso de PSU flotante. Para la versión no aislada, no sería una mala idea hacer referencia a GND a tierra en cada nodo, no habrá tal diferencia en el potencial de tierra para dañar el transceptor.
Nunca vi un dispositivo en red CAN con un tercer cable, solo CANH, CANL.

¿Cómo se igualará exactamente el potencial sin un terreno común? Supongamos, por ejemplo, que el bus CAN de un vehículo, alimentado por una batería de 12 V, se conecta a una PC alimentada por la red eléctrica de 230 V. La diferencia de potencial podría ser cualquier cosa.
¿Se necesita una conexión a tierra/común para una comunicación de bus CAN adecuada?
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