Im Datenblatt steht "CAN-Bus". Im Forum schreibt jemand "das ist doch nur J1939". Der Händler sagt, der Traktor hat ISOBUS. Das kann alles gleichzeitig stimmen: Es sind Schichten, die aufeinander aufbauen, keine konkurrierenden Normen. Hier steht der Unterschied zwischen ISOBUS, CAN-Bus und J1939 so, wie man ihn in der Werkstatt braucht, und warum "CAN-Bus-kompatibel" in einem Angebot weniger aussagt, als es klingt.
Die Kurzfassung: CAN ist die Leitung. J1939 ist die Sprache, die Lkw und Motoren über diese Leitung sprechen. ISOBUS ist dieselbe Sprache mit zusätzlichen Kapiteln für die Landtechnik: die genormten Steckdosen, das Virtual Terminal, AUX-N und der Task Controller.
CAN-Bus: das Netz auf Leitungsebene
CAN (Controller Area Network) besteht aus zwei Leitungen, CAN_H und CAN_L, miteinander verdrillt und von Gerät zu Gerät geführt. Ein Bit wird als Spannungsunterschied zwischen den beiden Leitungen übertragen, nicht als Spannung gegen Masse. Wegen dieser differenziellen Übertragung hält CAN neben Lichtmaschine, Anlasser und langen Kabelwegen an einer Maschine durch.
Einen Master gibt es am CAN-Bus nicht. Jedes Gerät darf senden, sobald der Bus frei ist. Fangen zwei im selben Moment an, setzt sich die Nachricht mit dem niedrigeren Identifier durch, und das andere Gerät wartet und versucht es erneut. Es geht nichts verloren, und es kommt zu keiner Kollision. Diese Arbitrierung über den Identifier ist der Kern von CAN.
CAN legt weder fest, was eine Nachricht bedeutet, noch wie schnell der Bus läuft. Zwei CAN-Geräte können an einem Kabel hängen und sich trotzdem nichts zu sagen haben. Die Bedeutung kommt aus der Schicht darüber.
J1939: die Fahrzeugschicht auf CAN
SAE J1939 gibt CAN eine gemeinsame Sprache für schwere Fahrzeuge: Lkw, Dieselmotoren und die internen Netze in vielen Traktoren. In der klassischen Form läuft J1939 mit 250 kbit/s. Es bringt mit:
- 29-Bit-Identifier (das erweiterte CAN-Format), lang genug, um in jedem Frame Priorität, Nachrichtentyp und Absenderadresse unterzubringen.
- PGNs (Parameter Group Numbers). Sie sagen jedem Empfänger, was eine Nachricht ist: Motordrehzahl, Kühlmitteltemperatur, eine Diagnosemeldung.
- SPNs (Suspect Parameter Numbers). Die einzelnen Werte innerhalb einer Nachricht. Dieselben SPNs bezeichnen auch Fehlercodes.
- NAME und Address Claim. Jedes Gerät trägt einen 64-Bit-NAME, der sagt, was es ist und wer es gebaut hat. Beim Einschalten beansprucht es eine Adresse. Wollen zwei Geräte dieselbe, entscheidet der NAME.
- Transportprotokolle für Nachrichten, die länger sind als die acht Datenbytes eines einzelnen CAN-Frames.
Motor- und Getriebesteuergerät eines Traktors kommunizieren oft über so einen Bus, gemischt mit herstellereigenen Nachrichten. Dieser Bus bleibt im Traktor.
ISOBUS: J1939 plus die landwirtschaftlichen Schichten
ISOBUS ist ISO 11783. Es steht auf derselben Grundlage wie J1939: CAN mit 250 kbit/s, 29-Bit-Identifier, PGNs, Address Claim und derselbe Aufbau der Fehlercodes (welche Teile J1939 folgen). Was ISOBUS ergänzt, ist das, was ein Anbaugerät vom Traktor braucht:
- Genormte Steckverbinder. Die ISOBUS-Steckdose außen am Heck und die Steckdose in der Kabine, beide 9-polig und bei jeder Marke gleich. Pins und Verdrahtung stehen im ISOBUS-Stecker-Pinout-Guide.
- Busabschluss mit einem versorgten Terminating Bias Circuit an jedem Ende, erklärt im Beitrag ISOBUS-Abschlusswiderstand (TBC) erklärt.
- Das Virtual Terminal. Das Anbaugerät lädt seine Bedienmasken hoch, und das Terminal im Traktor stellt sie dar.
- AUX-N. Funktionen des Anbaugeräts auf den Joystick- und Armlehnentasten des Traktors.
- Der Task Controller für Auftragsdokumentation, Applikationskarten und Teilbreitenschaltung.
- Nachrichten der Traktor-ECU (TECU). Fahrgeschwindigkeit, Zapfwellendrehzahl, Hubwerksstellung.
Die Antwort auf "Ist ISOBUS ein CAN-Bus?" lautet also ja. Die Antwort auf "Ist jeder CAN-Bus ISOBUS?" lautet nein.
ISOBUS, CAN-Bus und J1939 im direkten Vergleich
| CAN-Bus | J1939 | ISOBUS (ISO 11783) | |
|---|---|---|---|
| Bitübertragungsschicht | Differenzieller Zweidrahtbus, CAN_H und CAN_L | CAN | CAN, dazu festgelegtes Kabel und versorgter Busabschluss |
| Steckverbinder | Nicht festgelegt | Diagnosebuchse am Fahrzeug festgelegt; kein Stecker für Anbaugeräte | Genormte 9-polige Steckdosen in der Kabine und außen am Heck |
| Bitrate | Von CAN selbst nicht festgelegt | 250 kbit/s in der klassischen Form | 250 kbit/s, fest |
| Identifier | 11 Bit oder 29 Bit | 29 Bit | 29 Bit |
| Adressierung | Keine, nur Identifier | NAME und Address Claim | Wie J1939 |
| Was übertragen wird | Rohe Frames mit bis zu acht Byte | Motor-, Getriebe- und Fahrzeugdaten, Diagnose | Daten nach J1939-Muster plus VT-Masken, AUX-N, Task Controller, Traktordaten |
| Wo Sie es antreffen | Überall, wo Elektronik kommuniziert | Lkw, Motoren, interner Bus im Traktor | Zwischen Traktor, Terminal und Anbaugerät |
Warum ein Traktor mit CAN-Bus nicht automatisch ein ISOBUS-Traktor ist
Fast jeder moderne Traktor hat CAN-Busse im Inneren. Ein ISOBUS-Traktor ist er deshalb noch nicht. Der interne Bus verbindet Motor, Getriebe und Armlehne. Er ist nicht der Gerätebus. Er hat keine 9-polige Steckdose am Heck, kein Virtual Terminal, auf dem ein Anbaugerät seine Masken darstellen kann, und kein AUX-N-Menü.
Ein ISOBUS-Traktor hat einen eigenen Gerätebus, der zur Steckdose am Heck und zur Steckdose in der Kabine führt, und ein Terminal, das das VT-Protokoll spricht. Wo sich die beiden Busse treffen, entscheidet ein Gateway im Traktor, was von einem zum anderen durchgeht. Wie Sie prüfen, was Ihr Traktor hat, steht im ISOBUS-Kompatibilitätsleitfaden.
Umgekehrt gilt dasselbe. Ein ISOBUS-Anbaugerät funktioniert nicht an einer J1939-Diagnosebuchse. Das ist ein Serviceanschluss mit anderem Stecker und anderer Belegung, ohne Versorgung für das Anbaugerät, ohne Terminating Bias Circuit und ohne Terminal am anderen Ende, das die Masken des Anbaugeräts darstellen könnte.
Was "CAN-Bus-kompatibel" aussagt und was nicht
In einem Angebot heißt "CAN-Bus-kompatibel": Das Gerät kann Frames auf zwei Leitungen legen. Mehr nicht. Es sagt Ihnen nicht:
- mit welcher Bitrate es läuft und ob sie sich auf 250 kbit/s einstellen lässt,
- ob es wie ein ISOBUS-Gerät eine Adresse beansprucht,
- ob es eine Bedienmaske für das Virtual Terminal schickt,
- ob es AUX-N-Funktionen für Ihren Joystick anbietet.
Ein CAN-Gerät ist kein ISOBUS-Gerät, solange es diese Schichten nicht spricht. Steht in einem Angebot nur "CAN", fragen Sie den Verkäufer drei Dinge: Erscheint es auf einem ISOBUS-Terminal, bietet es AUX-N-Funktionen an, und welchen Stecker hat es? Spricht ein Gerät ein anderes CAN-Protokoll und soll trotzdem auf das Terminal, ist das die Aufgabe eines ISOBUS-Gateways.
CAN-Mitschnitt und Fehlercodes in der Werkstatt lesen
Hängen Sie einen CAN-Logger mit 250 kbit/s an eine ISOBUS-Steckdose, sehen Sie einen Strom von 29-Bit-Identifiern mit jeweils bis zu acht Datenbytes. Zerlegen Sie den Identifier in Priorität, PGN und Absenderadresse. Die PGN sagt Ihnen, was die Nachricht ist. So finden Sie ein Gerät, das nie eine Adresse beansprucht, oder ein Terminal, das nie antwortet.
Fehlercodes folgen auf beiden Bussen dem Aufbau aus J1939. Eine SPN sagt, was betroffen ist, und ein FMI, wie es ausgefallen ist. SPN 168 FMI 1 heißt also Batteriespannung unter dem Normalbereich, egal ob ein Lkw-Motor oder eine Feldspritze den Code meldet. Die häufigsten Codes erklärt der ISOBUS-Fehlercodes-Leitfaden, die Abkürzungen stehen im ISOBUS-Glossar.
Was das für Zusatzgeräte bedeutet
Ein Gerät, das nur "CAN spricht", erscheint nicht auf dem Terminal des Traktors. Masken und Tasten gehören zur VT-Schicht, die Joystick-Belegung zu AUX-N. Ohne diese Schichten hat der Traktor nichts anzuzeigen.
ISOBUS Block spricht die VT- und die AUX-N-Schicht. Es wird an die 9-polige ISOBUS-Steckdose in der Kabine oder außen angeschlossen, beansprucht seine Adresse und lädt seine Bedienmaske auf das Terminal. Seine Tasten erscheinen auf jedem ISOBUS-Terminal, jede schaltet einen Relaiskanal, CH1 bis CH8, im Modus TOG oder MOM. Seine Funktionen erscheinen im AUX-N-Menü, so dass Sie einen Arbeitsscheinwerfer oder ein Umschaltventil auf eine Joystick-Taste legen können. Ein Task-Controller-Client ist es nicht.
Häufige Fragen
Ist ISOBUS dasselbe wie CAN-Bus?
Nein. Der CAN-Bus ist das Zweidrahtnetz darunter. ISOBUS läuft mit 250 kbit/s auf CAN und ergänzt Address Claim, Virtual Terminal, AUX-N, Task Controller und die genormten Steckverbinder. Jedes ISOBUS-Netz ist ein CAN-Bus, aber die meisten CAN-Busse sind kein ISOBUS.
Basiert ISOBUS auf J1939?
Ja. ISOBUS ist aus SAE J1939 hervorgegangen und teilt damit die 29-Bit-Identifier, PGNs, NAME und Address Claim sowie die Fehlercodes aus SPN und FMI. Die landwirtschaftlichen Schichten wie Virtual Terminal, AUX-N und Task Controller sind eigene Teile von ISOBUS.
Kann ich ein ISOBUS-Anbaugerät an einen Traktor mit J1939 anschließen?
Nicht direkt. Ein Traktor, der nur einen internen J1939-Bus hat, hat keine ISOBUS-Steckdose, kein VT-Terminal und kein AUX-N. Sie brauchen einen Traktor mit ISOBUS oder eine Nachrüstung, die Steckdose, Gerätebus und Terminal mitbringt.
Mit welcher Geschwindigkeit läuft ISOBUS?
Mit 250 kbit/s, fest. Ein Gerät, das auf eine andere CAN-Geschwindigkeit eingestellt ist, kommuniziert in einem ISOBUS-Netz nicht.
Hat ein Traktor mit CAN-Bus automatisch ISOBUS?
Nicht unbedingt. Die meisten modernen Traktoren nutzen intern CAN, aber ISOBUS braucht einen Gerätebus, eine 9-polige Steckdose am Heck oder in der Kabine und ein VT-Terminal. Achten Sie auf die Steckdose und auf einen Menüpunkt ISOBUS oder UT im Terminal.
Was ist das ISOBUS-Protokoll?
ISO 11783, die Norm für die Kommunikation zwischen Traktor, Anbaugerät und Terminal in der Kabine. Sie legt die Steckverbinder fest, das CAN-Netz mit 250 kbit/s, wie Geräte ihre Adresse beanspruchen, das Virtual Terminal, AUX-N, den Task Controller und die Diagnose.
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