Robuste Einkabeltechnologie für Sensor/Aktor-Systeme

Intelligenter vernetzt

Vor 20 Jahren eingeführt, erweist sich BiSS mit der jüngsten Weiterentwicklung BiSS Line einmal mehr als zukunftsgerichteter Open-Source-Schnittstellenstandard, der Fehler bei der Datenübertragung unter rauen Industriebedingungen zuverlässig korrigiert und flexibel erweiterte Sensorinhalte integriert. Mit einem neuen Brückenbaustein von IC-Haus können nun beliebige Sensoren einfach in BiSS Line eingebunden werden.
Bild: iC-Haus GmbH

Seit IC-Haus BiSS im Jahre 2002 als Open-Source-Schnittstelle eingeführt hat, hat sich der BiSS-C-Standard bei über 600 Lizenznehmern weltweit etabliert. Ausgelegt insbesondere für die schnelle, isochrone Datenübertragung mit bis zu 10MBit/s in Motor-Feedback-Systemen erfreut sich BiSS weiterhin steigender Beliebtheit, u.a. bei Herstellern von Sensoren, Drehgebern sowie Antrieben und Mikrocontrollern. Mit BiSS Safety wurde 2016 bereits ein TÜV-zertifiziertes Profil für die Implementierung der BiSS-Schnittstelle in sicherheitskritischen Anwendungen bei kurzen Zykluszeiten ab 31,25µs eingeführt.

 Applikationsbeispiele mit BiSS-C-Sensor und einem zusätzlichem I2C-Temperatursensor 
bzw. SPI-Beschleunigungssensor für die Zustandsüberwachung.
Applikationsbeispiele mit BiSS-C-Sensor und einem zusätzlichem I2C-Temperatursensor bzw. SPI-Beschleunigungssensor für die Zustandsüberwachung.Bild: iC-Haus GmbH

Einkabeltechnologie mit Fehlerkorrektur

Nun ist auch die Einkabeltechnologie BiSS Line offengelegt, mit der für die Übertragung von Energie und Daten durch Modulation anstelle von sechs nur noch zwei oder wahlweise vier Adern benötigt werden. Die Datenübertragung mit 12,5MBit/s erfolgt dabei über bereits vorhandene Infrastrukturen unter Verwendung des etablierten Physical Layer RS-485 (halb-duplex). Übertragungsstrecken von bis zu 100m sind hierbei möglich. Die neben der Einkabeltechnologie vielleicht wichtigste Neuerung gegenüber BiSS C ist die Forward Error Correction, welche die Kommunikation via BiSS Line nun noch deutlich robuster macht.

Mehr Sicherheit

Mit BiSS Line wird der in BiSS C bereits etablierte Schutzmechanismus der zyklischen Redundanzprüfung um die ausgeklügelte Reed-Solomon-Fehlerkorrektur erweitert. Damit kann die Datenübertragung unter schwierigsten Umgebungsbedingungen sichergestellt werden. BiSS Line ist weitgehend immun gegen elektromagnetische Störfelder, die durch Motoren bzw. durch die im gleichen Kabel übertragenen PWM-Signale zur Ansteuerung von Motoren erzeugt werden. Selbst Burstfehler mit einer blockweisen Störung von bis zu vier Symbolen können korrigiert werden. Damit ermöglicht BiSS Line eine sichere Datenübertragung für ein breites Spektrum an industriellen Anwendungen. Durch die Forward Error Correction erhöht sich darüber hinaus die Datenverfügbarkeit.

Vollständige Kompatibilität

BiSS Line ist vollständig kompatibel zu allen Features der BiSS-Schnittstelle inklusive der bidirektionalen Control Communication, die einen Registerzugriff auf den Speicher des Slaves ermöglicht, z.B. zur Sensorkalibrierung oder zum Auslesen eines elektronischen Datenblatts. Dadurch lassen sich bestehende BiSS-C-Komponenten sehr einfach in BiSS Line integrieren. Die Kompatibilität geht so weit, dass sich ein komplettes BiSS-C-System ohne großen Aufwand auf eine 2-Draht-Kommunikation mit BiSS Line umrüsten lässt. Durch die Kompatibilität kann auf bereits bestehende BiSS-C-Komponenten zurückgegriffen werden. Weniger Adern bedeuten weniger Material, was die Kosten letztendlich weiter reduziert und zusätzlich zu kompakteren Übertragungsstrecken und Systemen führt. Dies ist ein entscheidender Faktor u.a. für Robotik-Anwendungen und Motorregelkreise.

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