CAN(-FD) und Modbus Touch-Display

1 Funktion

Frei konfigurierbares CAN/CAN-FD HMI Touch-Display. Das CAN-LCD 6 Controller-Board bildet gemeinsam mit einem Nextion-Display eine HMI-Einheit. CAN-Signale lassen sich als Text, Zeiger- oder Balken-Instrument visualisieren. Über Tasten, Drehgeber oder den Touchscreen können CAN-Signale verändert und generiert werden. Diese werden dann ereignis- oder intervallgesteuert als CAN-Nachricht verschickt. Bis zu 254 GUI-Seiten die im Nextion-Editor erstellt wurden, lassen sich in "MHS CAN Studio" importieren, wo die einzelnen Widgets der Seiten mit den entsprechenden CAN-Signalen verknüpft werden. Der Nextion-Editor sowie "MHS CAN Studio" sind kostenlos. Die generierten Image-Dateien (Nextion-Editor & "MHS CAN Studio") werden über den CAN-Bus mithilfe eines Tiny-CANs zur Hardware übertragen.

Anwendungsbeispiele

Features:

1.1 Hardware

1.2 Software

Design und Programmierumgebung – MHS CAN Studio

HMI Editor für Nextion Displays – Nextion Editor

1.3 Downloads

CanLcdQuickStart.pdf
Quick Start Manual (Programmierung / Verdrahtung)
CanProgKabel1.pdf
Datenblatt CAN Adapter-Kabel
TinyCan.pdf
CAN-USB-Adapter – Tiny-CAN Treiber Installation, Hardware Varianten & Software-Tools
CanLcdConnectors.pdf
Steckverbinder Typen & Bezugsquellen
MHS CAN Studio
Tiny-CAN Installationspaket
Nextion Editor
Web Link
canlcd6_manual.pdf
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1.4 Lieferumfang

Achtung: Das zur Programmierung benötigte "Tiny-CAN"-Interface ist nicht im Lieferumfang enthalten. USB-CAN-Adapter von Drittanbietern werden nicht unterstützt.

2 Displays

Die Hardware verwendet die Nextion-Displays der Firma ITEAD, weitere Information finden Sie auf der Website: https://nextion.tech
Die Software zum Erstellen der HMI-Projekte finden Sie unter: https://nextion.tech/nextion-editor

2.1 Displays, die mit dem Controller-Board verwendet werde können

Serie: Nextion Intelligent Series Models

Model Größe Auflösung Touch Panel CPU Flash RAM Artikelnummer
NX4827P043-011R4.3”480*270RTP200MHz128MB512KB6920075776478
NX4827P043-011C4.3”480*270CTP200MHz128MB512KB6920075776508
NX4827P043-011R-Y4.3”480*270RTP200MHz128MB512KB6920075776492
NX4827P043-011C-Y4.3”480*270CTP200MHz128MB512KB6920075776515
NX8048P050-011R5.0”800*480RTP200MHz128MB512KB6920075776522
NX8048P050-011C5.0”800*480CTP200MHz128MB512KB6920075776546
NX8048P050-011R-Y5.0”800*480RTP200MHz128MB512KB6920075776539
NX8048P050-011C-Y5.0”800*480CTP200MHz128MB512KB6920075776553
NX8048P070-011R7.0”800*480RTP200MHz128MB512KBIM190402003
NX8048P070-011C7.0”800*480CTP200MHz128MB512KBIM190402004
NX8048P070-011R-Y7.0”800*480RTP200MHz128MB512KBIM190402001
NX8048P070-011C-Y7.0”800*480CTP200MHz128MB512KBIM190402002
NX1060P101-011R-I10.1”1024*600RTP200MHz128MB512KBIM190411001
NX1060P101-011C-I10.1”1024*600CTP200MHz128MB512KBIM190411002

 

Serie: Nextion Enhanced Series Models

Model Größe Auflösung Touch Panel CPU Flash RAM Artikelnummer
NX3224K0242.4”320*240RTP48MHz16MB3584ByteIM160511002
NX3224K0282.8”320*240RTP48MHz16MB3584ByteIM160511003
NX4024K0323.2”400*240RTP48MHz16MB3584ByteIM160511004
NX4832K0353.5”480*320RTP108MHz32MB8192ByteIM160511005
NX4827K0434.3”480*272RTP108MHz32MB8192ByteIM160511006
NX8048K0505.0”800*480RTP108MHz32MB8192ByteIM160511007
NX8048K0707.0”800*480RTP108MHz32MB8192ByteIM160511008
NX8048K070-011R7.0”800*480RTP108MHz32MB8192ByteIM170428001
NX8048K070-011C7.0”800*480CTP108MHz32MB8192ByteIM170421001

 

Serie: Nextion Discovery Series Models

Model Größe Auflösung Touch Panel CPU Flash RAM Artikelnummer
NX3224F0242.4”320*240RTP64MHz4MB3584Byte6920075776799
NX3224F0282.8”320*240RTP64MHz4MB3584Byte6920075776805
NX4832F0353.5”480*320RTP64MHz16MB3584Byte6920075776812

 

Serie: Nextion Basic Series Models

Model Größe Auflösung Touch Panel CPU Flash RAM Artikelnummer
NX3224T0242.4”320*240RTP48MHz4MB3584ByteIM150416002
NX3224T0282.8”320*240RTP48MHz4MB3584ByteIM150416004
NX4024T0323.2”400*240RTP48MHz4MB3584ByteIM150416005
NX4832T0353.5”480*320RTP48MHz16MB3584ByteIM150918001
NX4827T0434.3”480*272RTP48MHz16MB3584ByteIM150416003
NX8048T0505.0”800*480RTP48MHz16MB3584ByteIM150416006
NX8048T0707.0”800*480RTP48MHz16MB3584ByteIM150416007

3 Anschlüsse/Verdrahtung

Für den CAN-Bus 1 stehen mit X7 und X8 zwei Anschlussvarianten zur Verfügung.

Achtung: Die Baugruppe kann über X1, X6, X7 oder X8 mit Spannung versorgt werden.
Die Anschlüsse dürfen nicht zum Durchleiten der Spannungsversorgung benutzt werden. Nur der CAN-Bus 1 ist "Wake-Up" fähig!

 

X1: RS485-Schnittstelle (Modbus)
Type: XH Stecker 4-pol. RM2,5mm (JST) Pin Signal Beschreibung

0

 1 RS485- RS485 (A)- Datenleitung
2 RS485+ RS485 (B)+ Datenleitung
3 GND
4 V+ Versorgungsspannung 9 – 42 V

 

X2: Eingänge IN0-2 (Taster 0 – 2, Drehgeber 0)
Type: XH Stecker 4-pol. RM2,5mm (JST) Pin Signal Beschreibung

0

 1 GND
2 IN0 Taster 0 / Drehgeber 0-A
3 IN1 Taster 1 / Drehgeber 0-B
4 IN2 / BOOT2 Taster 2 / Drehgeber 0-TA

 

X3: Eingänge IN3-5 (Taster 3 – 5, Drehgeber 1)
Type: XH Stecker 4-pol. RM2,5mm (JST) Pin Signal Beschreibung

1 GND
2 IN3 Taster 3 / Drehgeber 1-A
3 IN4 Taster 4 / Drehgeber 1-B
4 IN5 Taster 5 / Drehgeber 1-TA


Eingänge IN0 – IN5:

 

X4: Debug/Prog. (Wird nicht benutzt, MHS-Eektronik intern)
Type: Micro-MaTch 6-pol. (AMP) Pin Signal Beschreibung

1 SWDCLK
2 NC
3 /RESET Reset, Low aktiv
4 SWDIO
5 VCC33 +3,3 V
6 GND Masse

 

X5: Nextion-Display
Type: XH Stecker 4-pol. RM2,5mm (JST) Pin Signal Beschreibung

1 GND Masse
2 RXD Nextion RxD
3 TXD Nextion TxD
4 VCC +5V

 

Hinweis: Das Display-Anschlusskabel sollte nicht länger als 20 cm sein.
Die Signalübertragung erfolgt als TTL-Pegel und kann sehr leicht gestört werden. Verwenden Sie das mitgelieferte Originalkabel.

 

X6: CAN 2
Type: Mini-Fit Jr. Stecker 6-pol. (Molex) Pin Signal Beschreibung

1 GND Masse
2 CAN-H CAN-Bus Signal High
3 CAN-L CAN-Bus Signal Low
4 -
5 GND Masse
6 V+ Versorgungsspannung 9 – 42 V
Die Verdrahtung entspricht dem CiA-DS102-1 Standard.

 

X7: CAN 1
Type: Mini-Fit Jr. Stecker 6-pol. (Molex) Pin Signal Beschreibung

1 GND Masse
2 CAN-H CAN-Bus Signal High
3 CAN-L CAN-Bus Signal Low
4 -
5 GND Masse
6 V+ Versorgungsspannung 9 – 42 V
Die Verdrahtung entspricht dem CiA-DS102-1 Standard.

 

X8: CAN 1
Type: Steckbare Reihenklemme 5-pol. RM 3,81 Pin Signal Beschreibung

  GND Masse
2 CAN-L CAN-Bus Signal Low
3 GND Masse
4 CAN-H CAN-Bus Signal High
5 V+ Versorgungsspannung 9 – 42 V
Die Verdrahtung entspricht dem CiA-DS102-1 Standard.

4 Jumper

JP1: Power-Down disable
offenPower-Down-Funktion freigegeben. Die Hardware muss über den CAN-Bus1 (X7/X8) aufgeweckt werden.
geschlossenPower-Down-Funktion abgeschaltet. Die Hardware wird stets mit Spannung versorgt.

 

Achtung: Im Auslieferungszustand ist der Jumper JP1 gesteckt, die Power-Down-Funktion ist abgeschaltet.

 

JP2: BOOT-Eingänge
Jumper 1BOOT
Jumper 2BOOT2

Weitere Informationen über die Funktion von BOOT/BOOT2 in Kapitel: 5.5 Die BOOT-Eingänge.

5 Programmierung

5.1 Erforderliche Hardware

5.2 Verdrahtung der Baugruppe zur Programmierung

Zur Programmierung steht ausschließlich die CAN-Schnittstelle 1 zur Verfügung. Die Verbindung kann über X7 oder X8 hergestellt werden.

5.3 Installation/Vorbereitung

  1. Installieren Sie das "Tiny-CAN"-Software-Paket, "TinyCan_xxx.exe" auf dem PC, wählen Sie als Installations-Typ "Vollständig".
  2. Folgen Sie den Installationsanweisungen.
  3. Verbinden Sie die "Tiny-CAN"-Hardware mit dem PC.
  4. Zum Abschluss installiert das Tool "Tiny-CAN Check" den FTDI-Systemtreiber und überprüft die Firmware-Version des USB-CAN-Adapters.
  5. Installieren Sie den Nextion-Editor von der Nextion-Homepage:
    6. https://nextion.tech/nextion-editor

5.4 Die Kommunikation

Die Kommunikation erfolgt nach unten abgebildetem Schema über den CAN-Bus mit dem PC.

Das CAN-LCD 6 Controller-Board verwendet zur Kommunikation mit dem PC 2 CAN Identifier eine Device-ID, auf dem Kommandos vom PC empfangen werden, sowie eine ACK-ID auf dem Antworten an den PC gesendet werden.

Die Konfiguration/Programmierung der Hardware erfolgt mit dem PC-Tool:
"MHS CAN Studio".

Konfiguration der Kommunikationsparameter im Auslieferungszustand (Default Setup):

Konfiguration Defaut Werte
CAN KonfigurationEnabled*
CAN Übertragungsgeschwindigkeit500k Bit/s
Frame FormatStandard Identifier
CAN Devie ID0x7FE
CAN ACK ID0x7FF

Alle Übertragungsparameter lassen sich über die PC-Software ändern.

* Es ist auch möglich, die CAN-Konfiguration zu disablen. Die Kommunikation muss dann über die BOOT-Eingänge wieder freigegeben werden.

5.5 Die BOOT-Eingänge

Funktion der BOOT-Eingänge:
BOOT J2-1 BOOT2 IN2 / J2-2  
offenoffenNormale Funktion der Hardware.
Der Eingang "BOOT2/IN2" wird nur ausgewertet, wenn der Eingang "BOOT" aktiv ist. Beim "Power Up" wird für ca. zwei Sekunden der "BOOT"-Eingang ausgewertet, ist der Eingang in dieser Zeit "aktiv", so startet der Bootloader.
geschlossenoffenEmergency Flash Mode
Die "CAN-LCD 6"-Baugruppe startet mit der im EEPROM gespeicherten Konfiguration in den Bootloader. Der CAN-Bus ist jedoch aktiv unabhängig der gespeicherten Konfiguration.
geschlossengeschlossen aktiv, GNDEmergency Boot Mode
Die "CAN-LCD 6"-Baugruppe startet mit der Default-Konfiguration in den Bootloader. Diese Verbindung sollte exklusiv ohne andere CAN-Teilnehmer am Bus hergestellt werden.

Erfolgt im "Emergency Flash Mode/Emergency Boot Mode" innerhalb von 16 Sekunden keine Kommunikation mit dem PC, löst der Bootloader einen Software-Reset aus.

In den beiden "Emergency Modi" muss "MHS CAN Studio" die Kommunikation über den Menüpunkt "Device" -> "Firmware Emergency Download ..." aufbauen. Neben einem Firmware-Update ermöglicht der "Emergency Download"-Dialog auch das Löschen des EEPROMs. Das Default-Setup ist dann wieder aktiv. Ist die Hardware über die Standard- "Verbinden"-Funktion nicht mehr erreichbar, muss das EEPROM gelöscht werden, um wieder ein neues Image programmieren zu können.

6 Montage

Ansicht von oben
Alle Maßangaben in Millimeter (mm)

Die Leiterplattengröße sowie die Befestigungsbohrungen entsprechen exakt dem 2,8-Zoll-Nextion-Display, Type: NX3224F028. Display und Leiterplatte lassen sich über Distanzabstandshalter direkt miteinander verschrauben.

7 Technische Daten

Betriebsspannung9–42 V DC
Stromaufnahme39 mA @24 V mit 3,5 Zoll Display
Ruhestrom (Power-Down Mode)Nom. 20 µA, max. 50 µA
Überspannungsschutz> 47 V
CAN Interface 1High Speed CAN FD (ISO 11898-2:2016)
Treiber: TJA1043T
CAN-Anschluss Interface 1X7: Mini-Fit Jr. Stecker 6-pol. (Molex)
X8: Steckbare Reihenklemme RM 3,81, 5-pol.
Belegung entsprechend CiA-DS102-1
CAN Interface 2High Speed CAN FD (ISO 11898-2:2016)
Treiber: TJA1051T/3
CAN-Anschluss Interface 2X6: Mini-Fit Jr. Stecker 6-pol. (Molex)
Belegung entsprechend CiA-DS102-1
Übertragungsraten40 kBit/s – 1 MBit/s (FD: Max. 5 MBit/s)
Benutzerdefinierte CAN-Übertragungsraten möglichJa
CAN-Spezifikation2.0A (11-Bit ID) und 2.0B (29-Bit ID)
Classical CAN und CAN-FD
RS485-Schnittstelle
  • Übertragungsgeschwindigkeit: 1.200–115.200 Baud
  • Protokoll: Modbus RTU
  • Treiber: SP3072EEN-L, MaxLinear
  • ESD geschützt
    Display
    • Nextion, bis 10,1 Zoll
    • Versorgungsspannung: 5 V / max. 1,8 A
    • RX/TX 3,3 V Pegel, ESD geschützt
    Tag/Nacht-ModusJa
    Digital-Eingänge IN 0 – 5
    • LOW aktiv
    • 2,2 k Pull-Up auf 5V VCC
    • Dauer reverse spannungsfest bis 48 V
    • ESD-geschützt
    Drehgeber2*
    Taster6*
    Watchdog
    Überwachung des Prozessors    		Software Watchdog
    ProzessorARM CORTEX M4F, Microchip ATSAME51J20A
    (32-Bit/96MHz, 1024 kB Flash, 265 kB RAM)
    Temperaturbereich-20 – +70 °C
    Abmessungen85 x 50 x 25 mm
    Gewicht (ohne Nextion Display)35 g
    PrüfzeichenCE

    * = Eingänge können wahlweise belegt werden, ein Drehgeber benötigt drei Eingänge, es können maximal zwei Drehgeber angeschlossen werden.