VERFAHREN ZUR ORTSGENAUEN AUTOMATISCHEN ADRESSIERUNG VON BUS-TEILNEHMERN IN EINEM DIFFERENTIELLEN ZWEIDRAHTDATENBUSSYSTEM UND DIFFERENTIELLES ZWEIDRAHTDATENBUSSYSTEM

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Elektrotechnik und der Elektronik und betrifft ein Verfahren zur ortsgenauen automatischen Adressierung von Bus-Teilnehmern in einem differentiellen Zweidrahtdatenbussystem sowie ein differentielles Zweidrahtdatenbussystem. Das vorgeschlagene Verfahren und differentielle Zweidrahtdatenbussystem kann beispielsweise für die Steuerung von intelligenten LED-Ketten in Fahrzeugen oder in anderen technischen Einrichtungen angewandt werden.

[0002] Zum Ansteuern von intelligenten LED-Ketten gibt es verschiedene Möglichkeiten. Unter einer intelligenten LED-Kette wird eine Aneinanderreihung von LEDs (light emitting diode) verstanden, die jeweils über einen LED-Treiber-Schaltkreis, d.h. einen LED-Controller, angesteuert werden. Dabei kann ein LED-Controller als Teilnehmer in der LED-Kette eine oder mehrere LEDs ansteuern. Durch eine zentrale Steuereinheit in der LED-Kette ist es möglich beispielsweise die Abstrahlintensität (Trimmen), Farbe usw. einzelner LEDs oder LED-Gruppen in der Kette individuell über die LED-Treiber-Schaltkreise anzusteuern und einzustellen.

[0003] Für die Ansteuerung einer solchen LED-Kette können Daten z. B. über eine Schiebekette (Daisy-Chain) einfach von einem Teilnehmer zum nächsten gesendet werden. Für eine Antwort wird dafür allerdings ein Rückkanal von dem letzten LED-Controller, der die letzte LED oder letzten LEDs in der Kette steuert, zur zentralen Steuereinheit benötigt. Um also die Antwort an der zentralen Steuereinheit zu erhalten, muss die ganze Kette eine Runde durchgeschoben werden.

[0004] Wird statt der Schiebekette ein Bussystem zur Ansteuerung genutzt, so kann ein Teilnehmer direkt angesprochen werden und direkt eine Antwort zurückmelden. Ebenso können Aufforderungen an alle Teilnehmer gesendet werden (Broadcast). Damit diese Systeme funktionieren, benötigt jeder Teilnehmer eine Adresse, die ihm in Abhängigkeit von seinem Ort in der Kette zugewiesen werden muss.

[0005] WO 2018/114937 A2 offenbart ein verkettetes differentielles Zweidrahtdatenbussystem und ein Verfahren zur Initialisierung eines solchen differentiellen Zweidrahtdatenbusses.

[0006] In der WO 2015/066745 A2 ist ein Verfahren zum Adressieren/Reihen zumindest einer Steuerkomponente aus einer Gruppe mehrerer über eine Daisy-Chain-Auswahlleitung linear verketteter Steuerkomponenten angegeben. Die einzelnen Steuerkomponenten sind dabei jeweils mit ihren Vorgängern verbunden, wobei die Datenübertragung von einem Teilnehmer zum nächsten und anschließend über eine zusätzliche Rückleitung zurück an eine zentrale Steuereinheit erfolgt (Daisy-Chain).

[0007] Die CA 02717450 C offenbart ein Verfahren zur Adressierung von Geräten (Slaves), die mit einer Steuereinheit (Master) verbunden sind. Dabei wird mittels gesendeter und empfangener Pulse eines Kommunikationsprozessors eine Kodierung vorgenommen, die es ermöglicht die Anzahl der Geräte zu ermitteln, die mit der Steuereinheit verbunden sind. Die Geräte sind in Reihe in einer Kommunikationskette miteinander verbunden, wobei die Kommunikation zwischen den Geräten und der Steuereinheit über eine Kommunikationsschleife erfolgt. Die Kommunikationsschleife ist über einen End-of-Line (EOL)-Verbinder geschlossen, die das Rücksenden der Antworten der Geräte zur zentralen Steuereinheit erlaubt. Für die Steuerung der einzelnen Geräte ist eine zusätzliche Rückleitung bzw. Adressleitung notwendig, was die Systemkosten erhöht. Ein weiterer Nachteil ist, dass die Anzahl der angeschlossenen Geräte begrenzt und somit die Leistungsfähigkeit für viele Anwendungen nicht ausreichend ist, insbesondere in Bezug auf die Bandbreite und die zu übertragene Datenrate, um z. B. lange LED-Ketten mit nur einer Steuereinheit ansteuern zu können. Jeder Teilnehmer in der Kommunikationskette empfängt Daten, die er bewertet und anschließend zur Steuereinheit weiterleitet, wodurch das System nur sehr langsam arbeitet.

[0008] In der EP 3 070 999 A1 ist ein System zur Steuerung von miteinander verbundenen LED-Streifen offenbart, wobei das System Steuerungsmodule, Mikrocontroller, elektronische Treiber und LED-Streifen umfasst. Die Steuerungsmodule und LED-Streifen können in unterschiedlichen Topologien zusammengeschaltet werden, die eine Netzinfrastruktur bilden. Jede LED auf einem LED-Streifen kann über diese Netzinfrastruktur adressiert werden. Die unidirektionale Kommunikation erfordert einen Rückkanal zum Master, was die Systemkosten erhöht. Der Nachteil dieses Systems liegt daher in einem sehr hohen Hardwareaufwand und den damit verbundenen Kosten.

[0009] Die US 8,492,983 B1 offenbart ein Verfahren zur Adressierung und Steuerung einzelner LEDs oder Gruppen von LEDs (LED-Einheiten), die durch einen seriellen Datenbus miteinander verbunden sind und durch Datenpakete gesteuert werden, die von einem Master-Controller über den Bus übertragen werden. Die Datenpakete, die von dem Master-Controller über den Bus übertragen werden, enthalten ein Adressfeld, das die LED-Einheit identifiziert, für die das Paket bestimmt ist. Jede LED-Einheit testet beim Empfang eines Pakets das Adressfeld, um festzustellen, ob es zu der Menge von einer oder mehreren Adressen gehört, auf die die LED-Einheit berechtigt ist, zu antworten. Wenn dies der Fall ist, reagiert die LED-Einheit auf den im Paket kodierten Befehl. Jede LED-Einheit sendet alle Pakete an die LED-Einheit, die sich als nächstes weiter vom Master-Controller entfernt befindet. Bei der erneuten Übertragung von Paketen ändern die LED-Einheiten normalerweise das Adressfeld, so dass sich das Adressfeld an jedem Knoten ändert, wenn das Paket den Bus durchläuft. Die Adresse, mit der das Paket die Übertragung auf dem Bus beginnt, wird vom Master-Controller so gewählt, dass, wenn das Paket an der vorgesehenen LED-Einheit ankommt, seine Adresse von den dazwischenliegenden LED-Einheiten so geändert wurde, dass sie mit dem Satz von Adressen übereinstimmt, auf den die vorgesehene LED-Einheit reagiert. Auf diese Weise kann jede LED-Einheit adressiert werden, ohne dass ihre Adresse über Schalter oder andere Mittel vorab zugewiesen werden muss, da die Adresse jeder LED-Einheit automatisch durch ihre Position auf dem seriellen Datenbus bestimmt wird. Für das offenbarte Verfahren ist es notwendig, dass die LEDs vorab so programmiert sein müssen, dass diese nur auf einen Satz von einer oder mehrerer Adressen reagieren. Jede LED-Einheit bewertet die zuvor empfangenen Daten und leitet diese anschließend in Richtung Master-Controller weiter. Dies macht das System sehr langsam/träge.

[0010] In der DE 10 2010 032 760 A1 wird ein ähnliches Verfahren, wie das soeben beschriebene, von einer Steuervorrichtung zur Ansteuerung einer Leuchte genutzt.

[0011] Aus der DE 10 2018 104 852 A1 ist ein Verfahren zum Adressieren von Busknoten eines seriellen, bidirektionalen, differentiellen Zweidraht-Kommunikationsbusses bekannt mit einem Busmaster, einem von dem Busmaster ausgehenden seriellen, bidirektionalen, differentiellen Zweidraht-Kommunikationsbus und mit mehreren adressierbaren Busknoten, die an dem seriellen, bidirektionalen, differentiellen Zweidraht-Kommunikationsbus angeschlossen sind, wobei der serielle, bidirektionale, differentielle, Zweidraht-Kommunikationsbus aus einem ersten Eindrahtbus und einem zweiten Eindrahtbus besteht und wobei bei dem Verfahren jeder noch nicht adressierte Busknoten der Busknoten zum Identifizieren einen Adressierungsstrom in zumindest einen Eindrahtbus der Eindrahtbusse einspeist. Alle anderen noch nicht adressierten Busknoten speisen ebenfalls in den Adressierungs-Eindrahtbus einen Adressierungsstrom ein. Sämtliche Adressierungsströme fließen durch den seriellen, bidirektionalen, differentiellen Zweidraht-Kommunikationsbus (DB) in Richtung auf den Busmaster, wobei jeder noch nicht adressierte Busknoten den durch den Adressierungs-Eindrahtbus des seriellen, bidirektionalen, differentiellen Zweidraht-Kommunikationsbusses fließenden Strom detektiert und lediglich derjenige noch nicht adressierte Busknoten, der keinen Strom oder lediglich einen Strom detektiert, der betragsmäßig kleiner als ein vorgebbarer erster Schwellwert ist, als ein noch nicht adressierter Busknoten identifiziert wird und dem so identifizierten Busknoten zwecks Adressierung eine Adresse als gültige Busknotenadresse zugeordnet wird. Die zuvor genannten Schritte werden ohne den jeweils zuletzt adressierten Busknoten durchgeführt, bis sämtliche noch nicht adressierten Busknoten adressiert sind.

[0012] Aus dem Stand der Technik sind somit einige Verfahren bekannt, die es ermöglichen über einen Bus verbundene Teilnehmer automatisch zu adressieren. Es gibt jedoch keine Möglichkeit zur automatischen Adressierung z. B. von LED-Ketten, welche nur über eine schnelle differenzielle Busschnittstelle (z. B. CAN) verfügen. Für moderne, schnelle und EMC-gerechte differentielle Bussysteme wie CAN fehlen entsprechende Verfahren.

[0013] Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur ortsgenauen automatischen Adressierung von Bus-Teilnehmern in einem differentiellen Zweidrahtdatenbussystem und ein differentielles Zweidrahtdatenbussystem anzugeben, mit denen eine ortsgenaue automatische Adressierung von Busteilnehmern respektive die Erfassung einer physischen Reihenfolge derselben flexibel durchgeführt werden kann, die in einer Kette über ein differentielles Bussystem verschaltet sind und jeweils nur über eine einzige differentielle Bus-Schnittstelle verfügen, ohne dass eine zusätzliche Adressleitung und/oder andere Schnittstellen benötigt werden und damit insbesondere die Nachteile aus dem Stand der Technik vermieden werden.

[0014] Die Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche, wobei die Erfindung auch Kombinationen der einzelnen abhängigen Patentansprüche im Sinne einer Und-Verknüpfung einschließt, solange sie sich nicht gegenseitig ausschließen.

[0015] Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur ortsgenauen automatischen Adressierung von Bus-Teilnehmern in einem differentiellen Zweidrahtdatenbussystem angegeben, wobei die Bus-Teilnehmer längs eines Zweidrahtdatenbusses linear angeordnet sind und jeweils mit einem ersten Anschluss mit einem ersten Eindrahtdatenbus oder einer ersten Versorgungsleitung und mit einem zweiten Anschluss mit einem zweiten Eindrahtdatenbus des Zweidrahtdatenbusses oder einer zweiten Versorgungsleitung verbunden sind und ein Bus-Master am Anfang des Zweidrahtdatenbusses und mindestens am Ende des Zweidrahtdatenbusses ein Terminierungswiderstand angeordnet sind, wobei der Bus-Master und der Terminierungswiderstand den ersten Eindrahtdatenbus und den zweiten Eindrahtdatenbus jeweils miteinander verbinden, das Verfahren weist folgende Schritte auf:

• Signalisieren eines Autoadressierungsmodus durch den Bus-Master an die Bus-Teilnehmer, die den Autoadressierungsmodus einstellen;
• Einspeisen eines ersten Adressierungsstromes in den ersten Eindrahtdatenbus oder in die erste Versorgungsleitung;
• Messen eines ersten kontinuierlichen Spannungsabfalls längs des ersten Eindrahtdatenbusses oder längs der ersten Versorgungsleitung vom Bus-Master bis zum Terminierungswiderstand;
• Erfassen eines Differenzspannungswertes aus dem ersten Spannungsabfall gegenüber einem Bezugspotential lokal am Ort der Bus-Teilnehmer durch den jeweiligen Bus-Teilnehmer; und
• Übermitteln des Differenzspannungswertes an den Bus-Master, wobei mittels des Differenzspannungswerts eine Position der Bus-Teilnehmer lokal entlang des Zweidrahtdatenbusses bestimmt wird und eine Zuordnung jeweils einer Busknotenadresse durch den Bus-Master an die jeweiligen Bus-Teilnehmer erfolgt.

[0016] Vorteilhaft ist es, wenn das Bezugspotential Masse ist oder das Bezugspotential ein gleichzeitig zum ersten Spannungsabfall gemessener zweiter kontinuierlicher Spannungsabfall längs des zweiten Eindrahtdatenbusses oder längs der zweiten Versorgungsleitung ist.

[0017] Ebenfalls vorteilhaft ist es, wenn der Bus-Master die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte wiederholt, bis allen Bus-Teilnehmern eine gültige Busknotenadresse zugeordnet ist.

[0018] Auch ist es vorteilhaft, wenn der Bus-Master das Verfahren zur ortsgenauen automatischen Adressierung mit einem Beendigungssignal beendet, sobald allen Bus-Teilnehmern eine gültige Busknotenadresse zugeordnet wurde.

[0019] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zur ortsgenauen automatischen Adressierung von Bus-Teilnehmern übermitteln die Bus-Teilnehmer aus dem Differenzspannungswert eine provisorische Adresse mittels einer monotonen Abbildung der Differenzspannungswerte auf einen zur Verfügung stehenden diskreten Adressraum erzeugen und diese nach Aufforderung durch den Bus-Master an den Bus-Master.

[0020] Auch ist es vorteilhaft, wenn das Verfahren mit einem zweiten Adressierungsstrom durchgeführt wird, der höher als der erste Adressierungsstrom ist.

[0021] Weiterhin ist vorteilhaft, wenn die Bus-Teilnehmer für die Kommunikation mit dem Bus-Master eine differentielle Schnittstelle nutzen.

[0022] Vorteilhaft ist auch, wenn der kontinuierliche Spannungsabfall längs des ersten Eindrahtdatenbusses oder längs der ersten Versorgungsleitung durch parasitäre Widerstände in dem ersten Eindrahtdatenbus oder in der ersten Versorgungsleitung erzeugt wird.

[0023] Vorteilhafterweise wird der kontinuierliche Spannungsabfall längs des zweiten Eindrahtdatenbusses oder längs der zweiten Versorgungsleitung durch parasitäre Widerstände in dem zweiten Eindrahtdatenbus oder in der zweiten Versorgungsleitung erzeugt wird.

[0024] Auch vorteilhafterweise wird der kontinuierliche Spannungsabfall längs des ersten Eindrahtdatenbusses oder längs der ersten Versorgungsleitung durch zusätzlich eingebrachte Leitungswiderstände zwischen den jeweils ersten Anschlüssen von zwei aufeinanderfolgenden Bus-Teilnehmern in dem ersten Eindrahtdatenbus oder in der ersten Versorgungsleitung erzeugt.

[0025] Vorteilhaft ist es auch, wenn der kontinuierliche Spannungsabfall längs des zweiten Eindrahtdatenbusses oder längs der zweiten Versorgungsleitung durch zusätzlich eingebrachte Leitungswiderstände zwischen den jeweils zweiten Anschlüssen von zwei aufeinanderfolgenden Bus-Teilnehmern in dem zweiten Eindrahtdatenbus oder in der zweiten Versorgungsleitung erzeugt wird.

[0026] Zudem ist es vorteilhaft, wenn die zusätzlich eingebrachten Leitungswiderstände unterschiedlich groß ausgebildet sind.

[0027] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zur ortsgenauen automatischen Adressierung von Bus-Teilnehmern werden die letzten 20 % der Bus-Teilnehmer über eine physisch schmalere Busleitung versorgt.

[0028] Auch vorteilhafterweise ist das differentielle Zweidrahtdatenbussystem ein CAN-Bus.

[0029] Weiterhin vorteilhafterweise sind die Bus-Teilnehmer LED-Treiber-Schaltkreise, die eine oder mehrere LEDs steuern.

[0030] Erfindungsgemäß wird auch ein differentielles Zweidrahtdatenbussystem zur ortsgenauen automatischen Adressierung von Bus-Teilnehmern angegeben, wobei die Bus-Teilnehmer längs eines Zweidrahtdatenbusses linear angeordnet sind und jeweils mit einem ersten Anschluss mit einem ersten Eindrahtdatenbus des Zweidrahtdatenbusses oder mit einer ersten Versorgungsleitung und mit einem zweiten Anschluss mit einem zweiten Eindrahtdatenbus des Zweidrahtdatenbusses der mit einer zweiten Versorgungsleitung verbunden sind und ein Bus-Master am Anfang des Zweidrahtdatenbusses angeordnet ist und mindestens am Ende des Zweidrahtdatenbusses en Terminierungswiderstand angeordnet ist, wobei der Bus-Master und der Terminierungswiderstand den ersten Eindrahtdatenbus und den zweiten Eindrahtdatenbus jeweils miteinander verbinden, wobei die Bus-Teilnehmer eine differentielle Schnittstelle aufweisen, über die jeder Bus-Teilnehmer mit dem Bus-Master über einen CAN-Bus kommunizierend verbunden ist, wobei parasitäre Leitungswiderstände in dem ersten und zweiten Eindrahtdatenbus oder der ersten und zweiten Versorgungsleitung zwischen den jeweiligen Anschlüssen von zwei aufeinanderfolgenden Bus-Teilnehmern genutzt werden, um einen kontinuierlichen Spannungsabfalls längs des ersten und zweiten Eindrahtdatenbusses oder der ersten und zweiten Versorgungsleitung zu messen, um daraus mittels eines erzeugten Differenzspannungswertes an jedem Bus-Teilnehmer, den jeweiligen Bus-Teilnehmern eine gültige Busknotenadresse durch den Bus-Master zuzuweisen.

[0031] Von Vorteil ist es, wenn zwischen zwei ersten und/oder zwei zweiten Anschlüssen von zwei aufeinanderfolgenden Bus-Teilnehmern mindestens ein zusätzlicher Leitungswiderstand angeordnet ist.

[0032] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird es erstmals möglich, ein Verfahren zur ortsgenauen automatischen Adressierung von Bus-Teilnehmern in einem differentiellen Zweidrahtdatenbussystem und ein differentielles Zweidrahtdatenbussystem anzugeben, mit denen eine ortsgenaue automatische Adressierung von Busteilnehmern respektive die Erfassung einer physischen Reihenfolge derselben flexibel durchgeführt werden kann, die in einer Kette über ein differentielles Bussystem verschaltet sind und jeweils nur über eine einzige differentielle Bus-Schnittstelle verfügen, ohne dass eine zusätzliche Adressleitung und/oder andere Schnittstellen benötigt werden.

[0033] Erreicht wird dies durch das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem die Bus-Teilnehmer längs eines Zweidrahtdatenbusses eines Zweidrahtdatenbussystems linear angeordnet sind und jeweils mit einem ersten Anschluss mit einem ersten Eindrahtdatenbus oder einer ersten Versorgungsleitung und mit einem zweiten Anschluss mit einem zweiten Eindrahtdatenbus des Zweidrahtdatenbusses oder einer zweiten Versorgungsleitung verbunden sind. Die Reihenfolge der Verbindung der ersten Anschlüsse der Bus-Teilnehmer mit dem ersten Eindrahtdatenbus längs des Zweidrahtdatenbusses von einem Bus-Master hin zu einem Terminierungswiderstand ist gleich der Reihenfolge der Verbindung der zweiten Anschlüsse der Bus-Teilnehmer mit dem zweiten Eindrahtdatenbus längs des Zweidrahtdatenbusses vom Bus-Master hin zum Terminierungswiderstand. Gleiches gilt für die Verbindung mit der ersten und zweiten Versorgungsleitung. Ein Zweidrahtdatenbussystem umfasst u. a. einen ersten Eindrahtdatenbus und einen zweiten Eindrahtdatenbus, wobei der erste Eindrahtdatenbus auf einem High- (z. B. VDD) Potential und der zweite Eindrahtdatenbus auf einem Low- (z. B. GND) Potential liegen kann. Ebenso kann die erste Versorgungsleitung auf einem High- (z. B. VDD) Potential und die zweite Versorgungsleitung auf einem Low- (z. B. GND) Potential liegen. Ein Bus-Master ist am Anfang des Zweidrahtdatenbusses und ein Terminierungswiderstand mindestens am Ende des Zweidrahtdatenbussystems angeordnet, wobei der Bus-Master und der Terminierungswiderstand den ersten Eindrahtdatenbus und den zweiten Eindrahtdatenbus jeweils miteinander verbinden.

[0034] Das erfindungsgemäße Verfahren weist folgende Schritte auf:
In einem ersten Schritt signalisiert der Bus-Master allen Bus-Teilnehmern (Bus-Slaves), dass eine Autoadressierung stattfindet, woraufhin die Bus-Teilnehmer einen Autoadressierungsmodus einstellen, d .h. die Auto-Adressierung wird in jedem Bus-Teilnehmer initialisiert und der Auftrag zur Messung der im folgenden beschriebenen Differenzspannung wird von jedem Bus-Teilnehmer ausgeführt.

[0035] Im Folgenden wird ein erster elektrischer Adressierungsstrom in den ersten Eindrahtdatenbus (High-Potential, z. B. CAN-High) oder in die erste Versorgungsleitung eingespeist.

[0036] Daraufhin wird ein erster kontinuierlicher Spannungsabfall längs des ersten Eindrahtdatenbusses oder längs der ersten Versorgungsleitung vom Bus-Master bis zum Terminierungswiderstand gemessen. Dieser erste kontinuierliche Spannungsabfall wird durch die parasitären Widerstände in dem ersten Eindrahtdatenbus oder in der ersten Versorgungsleitung bis zum Terminierungswiderstand am Ende des Eindrahtdatenbusses aufgrund des Adressierungsstromes erzeugt. Ein Terminierungswiderstand befindet sich mindestens am Ende des differentiellen Zweidrahtdatenbusses, der aus dem ersten und dem zweiten Eindrahtdatenbus gebildet wird. Der Bus-Master befindet sich am Anfang des differentiellen Zweidrahtdatenbusses. Die Zuordnung des Anfangs und des Endes des Zweidrahtdatenbusses sind sprachlich so gewählt, dass damit der Beginn und das Ende eines sich linear erstreckenden Bussystems gekennzeichnet wird, wobei entscheidend ist, dass der Bus-Master einen Adressierungsstrom in den Zweidrahtdatenbus einleitet und der Terminierungswiderstand an dem Ort angeordnet ist, der am weitesten vom Bus-Master entfernt ist und den Stromkreis zurück zum Bus-Master schließt.

[0037] Aus dem gemessenen ersten Spannungsabfall gegenüber einem Bezugspotential wird sodann lokal am Ort der Bus-Teilnehmer durch den jeweiligen Bus-Teilnehmer ein Differenzspannungswert erfasst/ermittelt. Das bedeutet, der Bus-Teilnehmer misst die Differenzspannung zwischen dem Potenzial am ersten Anschluss des Bus-Teilnehmers, der mit dem ersten Eindrahtdatenbus oder der ersten Versorgungsleitung verbunden ist und dem Bezugspotential. Das Bezugspotential kann entweder Masse (GND) oder das Potential am zweiten Anschluss des Bus-Teilnehmers, der mit dem zweiten Eindrahtdatenbus oder der zweiten Versorgungsleitung verbunden ist, sein. Wichtig ist die Ermittlung des Differenzspannungswertes, deren Größe ein Maß für die physische Position bzw. Reihenfolge der jeweiligen Bus-Teilnehmer in dem Bussystem ist.

[0038] Dieser Differenzspannungswert wird an den Bus-Master übermittelt, wobei mittels des Differenzspannungswertes eine Positionierung der Bus-Teilnehmer lokal entlang des Zweidrahtdatenbusses bestimmt wird. Die Differenzspannungswerte werden dabei als temporäre Adresse verwendet, um die Bus-Teilnehmer anzusprechen und ihnen in einem nachfolgenden Schritt eine Adresse über die Buskommunikation zuzuordnen.

[0039] In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt eine Zuordnung jeweils einer Busknotenadresse durch den Bus-Master an die jeweiligen Bus-Teilnehmer.

[0040] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, über eine einzige Messung der jeweiligen Differenzspannung über jedem Bus-Teilnehmer entlang des Zweidrahtdatenbusses alle Bus-Teilnehmer zu adressieren. Damit unterscheidet sich das erfindungsgemäße Verfahren deutlich z. B. von LIN-Auto-Adressierungsverfahren, wo pro Messung nur ein Teilnehmer adressiert werden kann. In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Bezugspotential Masse (GND); das Bezugspotential kann aber auch ein gleichzeitig zum ersten Spannungsabfall gemessener zweiter kontinuierlicher Spannungsabfall längs des zweiten Eindrahtdatenbusses oder längs der zweiten Versorgungsleitung sein. Entweder es wird ein Differenzspannungswert aus dem ersten Spannungsabfall entlang des ersten Eindrahtdatenbusses gegenüber Masse oder gegenüber einem zweiten Spannungsabfall entlang des zweiten Eindrahtdatenbusses ermittelt oder der Differenzspannungswert wird aus dem ersten Spannungsabfall entlang der ersten Versorgungsleitung gegenüber Masse oder gegenüber einem zweiten Spannungsabfall entlang der zweiten Versorgungsleitung ermittelt.

[0041] In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es auch möglich, dass der Bus-Master das oben beschriebene Verfahren solange wiederholt, bis allen Bus-Teilnehmern eine gültige Busknotenadresse zugeordnet ist. Wenn sich ein Bus-Teilnehmer in einem vorangegangenen Schritt gemeldet hat und der Bus-Master nicht aus einer anderen Quelle Kenntnis erlangt hat, dass alle Bus-Teilnehmer eine gültige Busknotenadresse erhalten haben, wiederholt der Bus-Master das erfindungsgemäße Verfahren von Beginn an. Alle Bus-Teilnehmer, die dann bereits eine gültige Busknotenadresse erhalten haben, nehmen an den weiteren Durchläufen nicht mehr teil und schweigen bis zum Erhalt eines Beendigungssignals durch den Bus-Master.

[0042] In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beendet der Bus-Master das Verfahren mit einem Beendigungssignal, sobald allen Bus-Teilnehmern eine gültige Busknotenadresse zugeordnet wurde. Von diesem Moment an nutzen alle Bus-Teilnehmer die erhaltene und gültige Busknotenadresse für den normalen Betrieb des Zweidrahtdatenbussystems.

[0043] In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugen die Bus-Teilnehmer aus dem Differenzspannungswert eine provisorische Adresse mittels einer monotonen Abbildung der Differenzspannungswerte auf einen zur Verfügung stehenden diskreten Adressraum und übermitteln diese nach Aufforderung durch den Bus-Master an den Bus-Master. Die Abbildungsfunktion ist frei wählbar. Allen Bus-Teilnehmern wird gleichzeitig durch den Bus-Master signalisiert, dass sie ihm ihren Differenzspannungswert ergo die provisorische Adresse übermitteln sollen. Stellen niederrangige Bus-Teilnehmer bei der Übermittlung an den Bus-Master dabei eine Bus-Kollision fest, unterbrechen sie die Übermittlung. Daher setzt sich der jeweils höchstrangige Bus-Teilnehmer mit der höchstrangigen, provisorischen, durch die Differenzspannungsmessung erzeugten Adresse durch. Der Bus-Master kann eine gültige Busknotenadresse durch Signalisierung der Gültigkeit vergeben. Gegebenenfalls kann die durch den Bus-Master vergebene Adresse von der provisorischen Busknotenadresse abweichen.

[0044] In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das beschriebene Verfahren mit einem zweiten Adressierungsstrom durchgeführt, der höher als der erste Adressierungsstrom ist. Je nach Aufbau des Zweidrahtdatenbussystems und der Anzahl der Stromverbraucher (Bus-Teilnehmer) ist es vorteilhaft, das Verfahren mit einem höheren Adressierungsstrom zu wiederholen, um auch den Bus-Teilnehmern am Ende der Kette/des Zweidrahtdatenbusses sicher eine Busknotenadresse zuweisen zu können.

[0045] In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens nutzen die Bus-Teilnehmer für die Kommunikation mit dem Bus-Master eine differentielle Schnittstelle. Die meisten Bus-Teilnehmer weisen eine differentielle Schnittstelle auf. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann allein diese Schnittstelle für die Adressierung der Bus-Teilnehmer genutzt werden, ohne dass Änderungen an der Hardware vorgenommen werden müssen.

[0046] In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der kontinuierliche Spannungsabfall längs des ersten Eindrahtdatenbusses oder längs der ersten Versorgungsleitung durch parasitäre Widerstände in dem ersten Eindrahtdatenbus oder in der ersten Versorgungsleitung erzeugt.

[0047] In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der kontinuierliche Spannungsabfall längs des zweiten Eindrahtdatenbusses oder längs der zweiten Versorgungsleitung durch parasitäre Widerstände in dem zweiten Eindrahtdatenbus oder in der zweiten Versorgungsleitung erzeugt.

[0048] Die parasitären Leitungswiderstände zwischen den einzelnen Bus-Teilnehmern erzeugen unterschiedliche Differenzspannungen, die sich in Abhängigkeit von dem Abstand der Bus-Teilnehmer vom Bus-Master unterscheiden, so dass sich daraus eine physische Reihenfolge der Bus-Teilnehmer in der Kette/dem linearen Zweidrahtdatenbus ableiten lässt. Die Bestimmung der Differenzspannungswerte erfolgt zu einem fest definierten Zeitpunkt. Damit kann verhindert werden, dass eventuelle Abweichungen in den Bezugspotentialen (z. B. GND) negative Auswirkungen auf die Adressierung haben.

[0049] In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der kontinuierliche Spannungsabfall längs des ersten Eindrahtdatenbusses oder längs der ersten Versorgungsleitung durch zusätzlich eingebrachte Leitungswiderstände zwischen den jeweils ersten Anschlüssen von zwei aufeinanderfolgenden Bus-Teilnehmern in dem ersten Eindrahtdatenbus oder in der ersten Versorgungsleitung erzeugt.

[0050] In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der kontinuierliche Spannungsabfall längs des zweiten Eindrahtdatenbusses oder längs der zweiten Versorgungsleitung durch zusätzlich eingebrachte Leitungswiderstände zwischen den jeweils zweiten Anschlüssen von zwei aufeinanderfolgenden Bus-Teilnehmern in dem zweiten Eindrahtdatenbus oder in der zweiten Versorgungsleitung erzeugt.

[0051] Durch das Einfügen zusätzlicher Leitungswiderstände werden die differentiellen Spannungswerte, die sich in Abhängigkeit von dem Abstand der Bus-Teilnehmer vom Bus-Master unterscheiden, künstlich erhöht, so dass sich daraus sicher eine physische Reihenfolge der Bus-Teilnehmer in der Kette/dem linearen Zweidrahtdatenbus ableiten lässt. Die eingebrachten Leitungswiderstände können unterschiedlich groß ausgebildet sein, d. h. verschiedene Widerstandswerte aufweisen.

[0052] In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das differentielle Zweidrahtdatenbussystem ein CAN-Bussystem oder ein FLEXRAY-Bussystem. Die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei diesen Bussystemen ist vorteilhaft, weil keine zusätzlichen Leitungen benötigt werden, so dass die Systemkosten gering sind. Die Kosten innerhalb des Schaltkreises sind ebenfalls gering, da alle benötigten Komponenten in typischen Systemen enthalten sind und somit kaum/keine zusätzliche Fläche benötigt wird.

[0053] In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die Bus-Teilnehmer LED-Treiber-Schaltkreise, die eine oder mehrere LEDs steuern. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Adressierung von LED-Ketten anhand des Spannungsabfalls der Versorgungsleitungen der LED-Treiber-Schaltkreise. Diese Lösung ist unabhängig vom gewählten Bussystem und benötigt keine zusätzlichen Komponenten, wie Leitungen, Pins, externe Bauelemente usw. So können auch schnelle Bussysteme ohne Autoadressierung für diese Anwendung/dieses Verfahren verwendet werden. Man benötigt keine Adressleitung oder Vorprogrammierung, um den Teilnehmer der LED-Kette eine Adresse zuweisen zu können. Einzige Voraussetzung ist die Buskommunikation.

[0054] Die Aufgabe der Erfindung wird ebenfalls durch ein differentielles Zweidrahtdatenbussystem zur ortsgenauen automatischen Adressierung von Bus-Teilnehmern gemäß dem unabhängigen Anordnungsanspruch gelöst.

[0055] In dem differentiellen Zweidrahtdatenbussystem sind die Bus-Teilnehmer längs eines Zweidrahtdatenbusses linear angeordnet und jeweils mit einem ersten Anschluss mit einem ersten Eindrahtdatenbus des Zweidrahtdatenbusses oder mit einer ersten Versorgungsleitung und mit einem zweiten Anschluss mit einem zweiten Eindrahtdatenbus des Zweidrahtdatenbusses oder mit einer zweiten Versorgungsleitung verbunden und ein Bus-Master ist am Anfang des Zweidrahtdatenbusses angeordnet und ein Terminierungswiderstand ist mindestens am Ende des Zweidrahtdatenbusses angeordnet, wobei der Bus-Master und der Terminierungswiderstand den ersten Eindrahtdatenbus und den zweiten Eindrahtdatenbus jeweils miteinander verbinden. Die Bus-Teilnehmer weisen eine differentielle Schnittstelle auf, über die jeder Bus-Teilnehmer mit dem Bus-Master über einen CAN-Bus kommunizierend verbunden ist, wobei parasitäre Leitungswiderstände in dem ersten und zweiten Eindrahtdatenbus oder der ersten und zweiten Versorgungsleitung zwischen den jeweiligen Anschlüssen von zwei aufeinanderfolgenden Bus-Teilnehmern genutzt werden, um einen kontinuierlichen Spannungsabfalls jeweils längs des ersten und zweiten Eindrahtdatenbusses oder der ersten und zweiten Versorgungsleitung zu messen, um daraus mittels eines erzeugten Differenzspannungswertes an jedem Bus-Teilnehmer, den jeweiligen Bus-Teilnehmern eine gültige Busknotenadresse durch den Bus-Master zuzuweisen.

[0056] In einer Ausgestaltung des differentiellen Zweidrahtdatenbussystems zur ortsgenauen automatischen Adressierung von Bus-Teilnehmern ist zwischen zwei ersten und/oder zwei zweiten Anschlüssen von zwei aufeinanderfolgenden Bus-Teilnehmern mindestens ein zusätzlicher Leitungswiderstand angeordnet.

[0057] Es ist möglich, dass ein zusätzlicher Leitungswiderstand zwischen zwei ersten Anschlüssen und/oder zwei zweiten Anschlüssen von zwei aufeinanderfolgenden Bus-Teilnehmer angeordnet ist, unabhängig von der physischen Lage der zwei aufeinanderfolgenden Bus-Teilnehmer entlang des ersten und zweiten Eindrahtdatenbusses. Es kann auch zwischen jedem ersten und/oder zweiten Anschluss von allen aufeinanderfolgenden Bus-Teilnehmern ein zusätzlicher Leitungswiderstand angeordnet sein. Es ist auch möglich nur zwischen den ersten und zweiten Anschlüssen der letzten, z. B. 20 %, in der Kette/des Zweidrahtdatenbusses angeordneten Bus-Teilnehmer einen zusätzlichen Leitungswiderstand anzuordnen.

[0058] Die Erfindung soll nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

[0059] Die Zeichnungen zeigen

Fig. 1

Bus-Teilnehmern (Bus-Slaves) in einem Zweidrahtdatenbussystem, das das erfindungsgemäße Verfahren nutzt;

Fig. 2

Messschaltung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 3

Schaltbild einer LED-Kette, deren Teilnehmer mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens adressiert werden;

Fig. 4

Auswertung der Messwerte zur Bestimmung der Position der Bus-Teilnehmer (LED-Controller) in einer LED-Kette.

[0060] Die Figur 1 zeigt ein Zweidrahtdatenbussystem 1, welches einen Zweidrahtdatenbus 2 umfasst, der aus einem ersten Eindrahtdatenbus 3 und einem zweiten Eindrahtdatenbus 4 gebildet ist. Zwischen dem ersten Eindrahtdatenbus3 und dem zweiten Eindrahtdatenbus 4 sind die Bus-Teilnehmer 5 längs des Zweidrahtdatenbusses 2 linear angeordnet und jeweils mit einem ersten Anschluss 15 mit dem ersten Eindrahtdatenbus 3 und mit einem zweiten Anschluss 16 mit dem zweiten Eindrahtdatenbus 4 des Zweidrahtdatenbusses 2 verbunden. Die Reihenfolge der Verbindung der ersten Anschlüsse 15 der Bus-Teilnehmer mit dem ersten Eindrahtdatenbus 3 längs des Zweidrahtdatenbusses 2 von einem Bus-Master 10 hin zu einem Terminierungswiderstand 11 ist gleich der Reihenfolge der Verbindung der zweiten Anschlüsse 16 der Bus-Teilnehmer 5 mit dem zweiten Eindrahtdatenbus 4 längs des Zweidrahtdatenbusses 2 vom Bus-Master 10 hin zum Terminierungswiderstand 11. Der erste Eindrahtdatenbus 3 liegt auf einem High- (z. B. VDD) Potential und der zweite Eindrahtdatenbus 4 auf einem Low- (z. B. GND) Potential. Ein Bus-Master 10 am Anfang des Zweidrahtdatenbusses 2 und ein Terminierungswiderstand 11 mindestens am Ende des Zweidrahtdatenbusses 2 sind angeordnet, wobei der Bus-Master 10 und der Terminierungswiderstand 11 den ersten Eindrahtdatenbus 3 und den zweiten Eindrahtdatenbus 4 jeweils miteinander verbinden. Der in Figur 1 dargestellte zweite Terminierungswiderstand R_TL spielt für das erfindungsgemäße Verfahren keine Rolle.

[0061] Das erfindungsgemäße Verfahren zur ortsgenauen automatischen Adressierung von Bus-Teilnehmern wird anhand der Figur 2 erläutert.

[0062] Sobald die Bus-Teilnehmer (Slaves) 5 in einem Adressierungsmodus sind, speist der Bus-Master 10 mit seinem High-Side-Treiber 17 einen elektrischen Adressierungsstrom in den ersten Eindrahtdatenbus 3 ein. Dieser Adressierungsstrom erzeugt durch die parasitären Widerstände 12 in dem ersten Eindrahtdatenbus 3 einen kontinuierlichen Spannungsabfall längs des ersten Eindrahtdatenbusses 3 bis zum Terminierungswiderstand 11 am Ende des ersten Eindrahtdatenbusses 3. Der Bus-Master 10 entnimmt mit seinem Low-Side-Treiber 18 den elektrischen Adressierungsstrom aus dem zweiten Eindrahtdatenbus 4. Dieser Adressierungsstrom erzeugt durch die parasitären Widerstände 12 in dem zweiten Eindrahtdatenbus 4 einen kontinuierlichen Spannungsabfall längs des zweiten Eindrahtdatenbusses 4 vom Terminierungswiderstand 11 am Ende des zweiten Eindrahtdatenbusses 4 hin zum Bus-Master 10.

[0063] Aus dem ersten und dem zweiten Spannungsabfall, die gleichzeitig gemessen/bestimmt werden, wird lokal am Ort der Bus-Teilnehmer 5 durch den jeweiligen Bus-Teilnehmer 5 ein Differenzspannungswert erfasst. Das bedeutet, der Bus-Teilnehmer 5 misst die Differenzspannung zwischen dem Potenzial an seinem ersten Anschluss 15, der mit dem ersten Eindrahtdatenbus 3 verbunden ist und einem Bezugspotential, z. B. dem Potential an seinem zweiten Anschluss 16, der mit dem zweiten Eindrahtdatenbus 4 verbunden ist.

[0064] Die so gemessenen Differenzspannungswerte werden als temporäre Adresse verwendet, um die Bus-Teilnehmer 5 anzusprechen und ihnen die gewünschte Adresse über die Buskommunikation zuzuweisen. Dieses Ansprechen und Adressieren erfolgt sequentiell vom höchstrangigen Bus-Teilnehmer 5 zum niederrangigsten Bus-Teilnehmer 5, bis alle Bus-Teilnehmer 5 eine Busknotenadresse zugewiesen bekommen haben. Die Adressierung aller Bus-Teilnehmer 5 ist mit einer einzigen Spannungsmessung möglich.

[0065] Je nach Aufbau des Zweidrahtdatenbussystems 1 und der Anzahl der Stromverbraucher (Slaves) 5 wird das Verfahren in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit einem erhöhten Adressierungsstrom wiederholt, um auch den Bus-Teilnehmern 5 am Ende der Kette/des linearen Zweidrahtdatenbussystems 1 sicher eine Adresse zuweisen zu können.

[0066] Figur 3 zeigt einen Beispiel-LED-Strang mit einem CAN-Bus als ein Ausführungsbeispiel, der das erfindungsgemäße Verfahren nutzt. Die Bus-Teilnehmer 5 sind LED-Controller, die eine oder mehrere LEDs ansteuern. Die LED-Controller sind parallel zueinander zwischen dem ersten CAN-High-Bus als ersten Eindrahtdatenbus 3 und dem zweiten CAN-Low-Bus als zweiter Eindrahtdatenbus 4 angeordnet. Das Beispiel umfasst 25 LED-Controller, die jeweils vier LEDs ansteuern. Bei einem Adressierungsstrom von 40 mA ergibt sich der in Figur 5a dargestellte Spannungsabfall bei 6V-Versorgungsspannung für die einzelnen LED-Controller. Figur 5b zeigt die erzeugten Digitalwerte, die sich aus dem verwendeten Analog-Digital-Umsetzer aus den gemessenen Spannungswerten ergeben.

[0067] Grundsätzlich reicht der Spannungsabfall aus, um eine Adressierung zu ermöglichen. Die ersten LED-Controller, die sich nah am Bus-Master 10 befinden, sind gut unterscheidbar. Um auch die LED-Controller, die sich weiter weg vom Bus-Master 10 befinden gut unterscheiden zu können, wird das erfindungsgemäße Verfahren in einer zweiten Stufe durchgeführt. Das bedeutet, in einer ersten Stufe wird ein deutlich geringerer erster Adressierungsstrom verwendet, um die LED-Controller zu adressieren und in einer zweiten Stufe wird ein hoher zweiter Adressierungsstrom, der höher als der erste Adressierungsstrom ist, verwendet, um die restlichen LED-Controller in der Kette zu adressieren. Die schon adressierten LED-Controller erzeugen keine Stromlast mehr und halten somit den Gesamtspannungsabfall gering.

[0068] Vorzugsweise ist es empfehlenswert, die letzten 20% der LED-Controller, also im Ausführungsbeispiel der Figuren 3 und 4 die letzten fünf LED-Controller, mit einer schmaleren Busleitung zu versehen, um den Anstieg im letzten Bereich des LED-Strangs noch etwas zu erhöhen.

Bezugszeichenliste

[0069] 

1.

Zweidrahtdatenbussystem

2.

Zweidrahtdatenbus

3.

Erster Eindrahtdatenbus, CAN-High

4.

Zweiter Eindrahtdatenbus, CAN-Low

5.

Bus-Teilnehmer, LED-Treiber-Schaltkreis

6.

LED

9.

Differentielle Schnittstelle

10.

Bus-Master

11.

Terminierungswiderstand

12.

Parasitärer Leitungswiderstand

13.

Zusätzlicher Leitungswiderstand

14.

Daisy-Chain

15.

Erster Anschluss eines Bus-Teilnehmers

16.

Zweiter Anschluss eines Bus-Teilnehmers

17.

High-Side-Treiber

18.

Low-Side-Treiber

19.

Lokale Differenzspannungsmessung an einem Bus-Teilnehmer

20.

Differenzspannungsmessung

21.

CAN-Bus

22.

Erste Versorgungsleitung

23.

Zweite Versorgungsleitung

Ansprüche

1. Verfahren zur ortsgenauen automatischen Adressierung von Bus-Teilnehmern in einem differentiellen Zweidrahtdatenbussystem (1), wobei die Bus-Teilnehmer (5) längs eines Zweidrahtdatenbusses (2) linear angeordnet sind und jeweils mit einem ersten Anschluss (15) mit einem ersten Eindrahtdatenbus (3) oder einer ersten Versorgungsleitung (22) und mit einem zweiten Anschluss (16) mit einem zweiten Eindrahtdatenbus (4) des Zweidrahtdatenbusses (2) oder einer zweiten Versorgungsleitung (23) verbunden sind und ein Bus-Master (10) am Anfang des Zweidrahtdatenbusses (2) und mindestens am Ende des Zweidrahtdatenbusses (2) ein Terminierungswiderstand (11) angeordnet sind, wobei der Bus-Master (10) und der Terminierungswiderstand (11) den ersten Eindrahtdatenbus (3) und den zweiten Eindrahtdatenbus (4) jeweils miteinander verbinden, das Verfahren weist folgende Schritte auf:

- Signalisieren eines Autoadressierungsmodus durch den Bus-Master (10) an die Bus-Teilnehmer (5), die den Autoadressierungsmodus einstellen;

- Einspeisen eines ersten Adressierungsstromes in den ersten Eindrahtdatenbus (3) oder in die erste Versorgungsleitung (22);

- Messen eines ersten kontinuierlichen Spannungsabfalls längs des ersten Eindrahtdatenbusses (3) oder längs der ersten Versorgungsleitung (22) vom Bus-Master (10) bis zum Terminierungswiderstand (11);

- Erfassen eines Differenzspannungswertes (19) aus dem ersten Spannungsabfall gegenüber einem Bezugspotential lokal am Ort der Bus-Teilnehmer (5) durch den jeweiligen Bus-Teilnehmer; und

- Übermitteln des Differenzspannungswertes (19) an den Bus-Master (10), wobei mittels des Differenzspannungswerts (19) eine Position der Bus-Teilnehmer (5) lokal entlang des Zweidrahtdatenbusses (2) bestimmt wird und eine Zuordnung jeweils einer Busknotenadresse durch den Bus-Master (10) an die jeweiligen Bus-Teilnehmer (5) erfolgt.

2. Verfahren zur ortsgenauen automatischen Adressierung von Bus-Teilnehmern (5) nach Anspruch 1, wobei das Bezugspotential Masse ist oder das Bezugspotential ein gleichzeitig zum ersten Spannungsabfall gemessener zweiter kontinuierlicher Spannungsabfall längs des zweiten Eindrahtdatenbusses (4) oder längs der zweiten Versorgungsleitung (23) ist.

3. Verfahren zur ortsgenauen automatischen Adressierung von Bus-Teilnehmern (5) nach Anspruch 1, wobei der Bus-Master (10) die Verfahrensschritte nach Anspruch 1 wiederholt, bis allen Bus-Teilnehmern (5) eine gültige Busknotenadresse zugeordnet ist.

4. Verfahren zur ortsgenauen automatischen Adressierung von Bus-Teilnehmern (5) nach Anspruch 3, wobei der Bus-Master (10) das Verfahren zur ortsgenauen automatischen Adressierung mit einem Beendigungssignal beendet, sobald allen Bus-Teilnehmern (5) eine gültige Busknotenadresse zugeordnet wurde.

5. Verfahren zur ortsgenauen automatischen Adressierung von Bus-Teilnehmern nach Anspruch 1, wobei die Bus-Teilnehmer (5) aus dem Differenzspannungswert (19) eine provisorische Adresse mittels einer monotonen Abbildung der Differenzspannungswerte auf einen zur Verfügung stehenden diskreten Adressraum erzeugen und diese nach Aufforderung durch den Bus-Master (10) an den Bus-Master (10) übermitteln.

6. Verfahren zur ortsgenauen automatischen Adressierung von Bus-Teilnehmern (5) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verfahren mit einem zweiten Adressierungsstrom durchgeführt wird, der höher als der erste Adressierungsstrom ist.

7. Verfahren zur ortsgenauen automatischen Adressierung von Bus-Teilnehmern (5) nach Anspruch 1, wobei die Bus-Teilnehmer (5) für die Kommunikation mit dem Bus-Master (10) eine differentielle Schnittstelle (9) nutzen.

8. Verfahren zur ortsgenauen automatischen Adressierung von Bus-Teilnehmern (5) nach Anspruch 1, wobei der kontinuierliche Spannungsabfall längs des ersten Eindrahtdatenbusses (3) oder längs der ersten Versorgungsleitung (22) durch parasitäre Widerstände (12) in dem ersten Eindrahtdatenbus (3) oder in der ersten Versorgungsleitung (22) erzeugt wird.

9. Verfahren zur ortsgenauen automatischen Adressierung von Bus-Teilnehmern (5) nach Anspruch 2, wobei der kontinuierliche Spannungsabfall längs des zweiten Eindrahtdatenbusses (4) oder längs der zweiten Versorgungsleitung (23) durch parasitäre Widerstände (12) in dem zweiten Eindrahtdatenbus (4) oder in der zweiten Versorgungsleitung (23) erzeugt wird.

10. Verfahren zur ortsgenauen automatischen Adressierung von Bus-Teilnehmern (5) nach Anspruch 1, wobei der kontinuierliche Spannungsabfall längs des ersten Eindrahtdatenbusses (3) oder längs der ersten Versorgungsleitung (22) durch zusätzlich eingebrachte Leitungswiderstände (13) zwischen den jeweils ersten Anschlüssen (15) von zwei aufeinanderfolgenden Bus-Teilnehmern (5) in dem ersten Eindrahtdatenbus (3) oder in der ersten Versorgungsleitung (22) erzeugt wird.

11. Verfahren zur ortsgenauen automatischen Adressierung von Bus-Teilnehmern (1) nach Anspruch 2, wobei der kontinuierliche Spannungsabfall längs des zweiten Eindrahtdatenbusses (4) oder längs der zweiten Versorgungsleitung (23) durch zusätzlich eingebrachte Leitungswiderstände (13) zwischen den jeweils zweiten Anschlüssen (16) von zwei aufeinanderfolgenden Bus-Teilnehmern (5) in dem zweiten Eindrahtdatenbus (4) oder in der zweiten Versorgungsleitung (23) erzeugt wird.

12. Verfahren zur ortsgenauen automatischen Adressierung von Bus-Teilnehmern (5) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei die zusätzlich eingebrachten Leitungswiderstände (13) unterschiedlich groß ausgebildet sind.

13. Verfahren zur ortsgenauen automatischen Adressierung von Bus-Teilnehmern (5) nach Anspruch 1, wobei die letzten 20 % der Bus-Teilnehmer (5) über eine physisch schmalere Busleitung versorgt werden.

14. Verfahren zur ortsgenauen automatischen Adressierung von Bus-Teilnehmern (5) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das differentielle Zweidrahtdatenbussystem ein CAN-Bus (21) ist.

15. Verfahren zur ortsgenauen automatischen Adressierung von Bus-Teilnehmern (5) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Bus-Teilnehmer (5) LED-Treiber-Schaltkreise sind, die eine oder mehrere LEDs (6) steuern.

16. Differentielles Zweidrahtdatenbussystem (1) zur ortsgenauen automatischen Adressierung von Bus-Teilnehmern (5), wobei die Bus-Teilnehmer (5) längs eines Zweidrahtdatenbusses (2) linear angeordnet sind und jeweils mit einem ersten Anschluss (15) mit einem ersten Eindrahtdatenbus (3) des Zweidrahtdatenbusses (2) oder mit einer ersten Versorgungsleitung (22) und mit einem zweiten Anschluss (16) mit einem zweiten Eindrahtdatenbus (4) des Zweidrahtdatenbusses (2) oder mit einer zweiten Versorgungsleitung (23) verbunden sind und ein Bus-Master (10) am Anfang des Zweidrahtdatenbusses (2) angeordnet ist und mindestens am Ende des Zweidrahtdatenbusses (2) ein Terminierungswiderstand (11) angeordnet ist, wobei der Bus-Master (10) und der Terminierungswiderstand (11) den ersten Eindrahtdatenbus (3) und den zweiten Eindrahtdatenbus (4) jeweils miteinander verbinden, wobei die Bus-Teilnehmer (5) eine differentielle Schnittstelle (9) aufweisen, über die jeder Bus-Teilnehmer (5) mit dem Bus-Master (10) über einen CAN-Bus (21) kommunizierend verbunden ist, wobei parasitäre Leitungswiderstände (12) in dem ersten (3) und zweiten (4) Eindrahtdatenbus oder der ersten (22) und zweiten (23) Versorgungsleitung zwischen den jeweiligen Anschlüssen von zwei aufeinanderfolgenden Bus-Teilnehmern (5) genutzt werden, um einen kontinuierlichen Spannungsabfalls längs des ersten (3) und zweiten (4) Eindrahtdatenbusses oder der ersten (22) und zweiten (23) Versorgungsleitung zu messen, um daraus mittels eines erzeugten Differenzspannungswertes (19) an jedem Bus-Teilnehmer (5), den jeweiligen Bus-Teilnehmern (5) eine gültige Busknotenadresse durch den Bus-Master (10) zuzuweisen.

17. Differentielles Zweidrahtdatenbussystem (1) zur ortsgenauen automatischen Adressierung von Bus-Teilnehmern (5) nach Anspruch 16, wobei zwischen zwei ersten (15) und/oder zwei zweiten (16) Anschlüssen von zwei aufeinanderfolgenden Bus-Teilnehmern (5) mindestens ein zusätzlicher Leitungswiderstand (13) angeordnet ist.

Claims

1. Method for the positionally accurate automatic addressing of bus subscribers in a differential two-wire data bus system (1), wherein the bus subscribers (5) are linearly arranged along a two-wire data bus (2) and are respectively connected to a first single-wire data bus (3) or to a first supply line (22) by way of a first connection (15) and are connected to a second single-wire data bus (4) of the two-wire data bus (2) or to a second supply line (23) by way of a second connection (16), and a bus master (10) is arranged at the start of the two-wire data bus (2) and a termination resistor (11) is arranged at least at the end of the two-wire data bus (2), wherein the bus master (10) and the termination resistor (11) respectively connect the first single-wire data bus (3) and the second single-wire data bus (4) to one another, the method having the following steps of:

- signalling, by means of the bus master (10), an auto addressing mode to the bus subscribers (5) which set the auto addressing mode;

- feeding a first addressing current into the first single-wire data bus (3) or into the first supply line (22);

- measuring a first continuous voltage drop along the first single-wire data bus (3) or along the first supply line (22) from the bus master (10) to the termination resistor (11); and

- capturing, by means of the respective bus subscriber, a differential voltage value (19) from the first voltage drop with respect to a reference potential locally at the location of the bus subscribers (5), and

- transmitting the differential voltage value (19) to the bus master (10), wherein the differential voltage value (19) is used to determine a position of the bus subscribers (5) locally along the two-wire data bus (2) and the bus master (10) assigns a respective bus node address to the respective bus subscribers (5).

2. Method for the positionally accurate automatic addressing of bus subscribers (5) according to Claim 1, wherein the reference potential is earth or the reference potential is a second continuous voltage drop, measured at the same time as the first voltage drop, along the second single-wire data bus (4) or along the second supply line (23).

3. Method for the positionally accurate automatic addressing of bus subscribers (5) according to Claim 1, wherein the bus master (10) repeats the method steps according to Claim 1 until a valid bus node address has been assigned to all bus subscribers (5) .

4. Method for the positionally accurate automatic addressing of bus subscribers (5) according to Claim 3, wherein the bus master (10) terminates the method for the positionally accurate automatic addressing with a termination signal as soon as a valid bus node address has been assigned to all bus subscribers (5).

5. Method for the positionally accurate automatic addressing of bus subscribers according to Claim 1, wherein the bus subscribers (5) use the differential voltage value (19) to generate a provisional address by monotonously mapping the differential voltage values to an available discrete address space and transmit it to the bus master (10) upon request by the bus master (10).

6. Method for the positionally accurate automatic addressing of bus subscribers (5) according to one of the preceding claims, wherein the method is carried out using a second addressing current which is higher than the first addressing current.

7. Method for the positionally accurate automatic addressing of bus subscribers (5) according to Claim 1, wherein the bus subscribers (5) use a differential interface (9) to communicate with the bus master (10).

8. Method for the positionally accurate automatic addressing of bus subscribers (5) according to Claim 1, wherein the continuous voltage drop along the first single-wire data bus (3) or along the first supply line (22) is produced by parasitic resistors (12) in the first single-wire data bus (3) or in the first supply line (22).

9. Method for the positionally accurate automatic addressing of bus subscribers (5) according to Claim 2, wherein the continuous voltage drop along the second single-wire data bus (4) or along the second supply line (23) is produced by parasitic resistors (12) in the second single-wire data bus (4) or in the second supply line (23).

10. Method for the positionally accurate automatic addressing of bus subscribers (5) according to Claim 1, wherein the continuous voltage drop along the first single-wire data bus (3) or along the first supply line (22) is produced by additionally introduced line resistors (13) between the respective first connections (15) of two successive bus subscribers (5) in the first single-wire data bus (3) or in the first supply line (22).

11. Method for the positionally accurate automatic addressing of bus subscribers (5) according to Claim 2, wherein the continuous voltage drop along the second single-wire data bus (4) or along the second supply line (23) is produced by additionally introduced line resistors (13) between the respective second connections (16) of two successive bus subscribers (5) in the second single-wire data bus (4) or in the second supply line (23).

12. Method for the positionally accurate automatic addressing of bus subscribers (5) according to either of Claims 10 and 11, wherein the additionally introduced line resistors (13) have different sizes.

13. Method for the positionally accurate automatic addressing of bus subscribers (5) according to Claim 1, wherein the last 20% of the bus subscribers (5) are supplied via a physically narrower bus line.

14. Method for the positionally accurate automatic addressing of bus subscribers (5) according to one of the preceding claims, wherein the differential two-wire data bus system is a CAN bus (21).

15. Method for the positionally accurate automatic addressing of bus subscribers (5) according to one of the preceding claims, wherein the bus subscribers (5) are LED driver circuits which control one or more LEDs (6).

16. Differential two-wire data bus system (1) for the positionally accurate automatic addressing of bus subscribers (5), wherein the bus subscribers (5) are linearly arranged along a two-wire data bus (2) and are respectively connected to a first single-wire data bus (3) of the two-wire data bus (2) or to a first supply line (22) by way of a first connection (15) and are connected to a second single-wire data bus (4) of the two-wire data bus (2) or to a second supply line (23) by way of a second connection (16), and a bus master (10) is arranged at the start of the two-wire data bus (2) and a termination resistor (11) is arranged at least at the end of the two-wire data bus (2), wherein the bus master (10) and the termination resistor (11) respectively connect the first single-wire data bus (3) and the second single-wire data bus (4) to one another, wherein the bus subscribers (5) have a differential interface (9) which is used to communicatively connect each bus subscriber (5) to the bus master (10) via a CAN bus (21), wherein parasitic line resistors (12) in the first single-wire data bus (3) and the second single-wire data bus (4) or the first supply line (22) and the second supply line (23) between the respective connections of two successive bus subscribers (5) are used to measure a continuous voltage drop along the first signal-wire data bus (3) and the second single-wire data bus (4) or the first supply line (22) and the second supply line (23) in order to assign a valid bus node address to the respective bus subscribers (5) by means of the bus master (10) using a differential voltage value (19) produced at each bus subscriber (5).

17. Differential two-wire data bus system (1) for the positionally accurate automatic addressing of bus subscribers (5) according to Claim 16, wherein at least one additional line resistor (13) is arranged between two first connections (15) and/or two second connections (16) of two successive bus subscribers (5) .

Revendications

1. Procédé d'adressage automatique avec localisation précise de périphériques de bus dans un système de bus de données bifilaire (1) différentiel, les périphériques de bus (5) étant disposés linéairement le long d'un bus de données bifilaire (2) et respectivement reliés par une première borne (15) à un premier bus de données unifilaire (3) ou une première ligne d'alimentation (22) et par une deuxième borne (16) à un deuxième bus de données unifilaire (4) du bus de données bifilaire (2) ou une deuxième ligne d'alimentation (23) et un maître de bus (10) étant disposé au début du bus de données bifilaire (2) et une résistance de terminaison (11) au moins à l'extrémité du bus de données bifilaire (2), le maître de bus (10) et la résistance de terminaison (11) reliant respectivement l'un à l'autre le premier bus de données unifilaire (3) et le deuxième bus de données unifilaire (4), le procédé comprenant les étapes suivantes :

- signalisation d'un mode d'adressage automatique par le maître de bus (10) aux périphériques de bus (5) qui règlent le mode d'adressage automatique ;

- injection d'un premier courant d'adressage dans le premier bus de données unifilaire (3) ou la première ligne d'alimentation (22) ;

- mesure d'une première chute de tension continuelle le long du premier bus de données unifilaire (3) ou le long de la première ligne d'alimentation (22) entre le maître de bus (10) et la résistance de terminaison (11) ;

- acquisition d'une valeur de tension différentielle (19) résultant de la première chute de tension par rapport à un potentiel de référence localement à l'endroit du périphérique de bus (5) par le périphérique de bus respectif ; et

- communication de la valeur de tension différentielle (19) au maître de bus (10), une position du périphérique de bus (5) localement le long du bus de données bifilaire (2) étant déterminée au moyen de la valeur de tension différentielle (19) et une attribution respectivement d'une adresse de nœud de bus au périphérique de bus (5) respectif étant effectuée par le maître de bus (10).

2. Procédé d'adressage automatique avec localisation précise de périphériques de bus (5) selon la revendication 1, le potentiel de référence étant la masse ou le potentiel de référence étant une deuxième chute de tension continuelle, mesurée simultanément avec la première chute de tension, le long du deuxième bus de données unifilaire (4) ou le long de la deuxième ligne d'alimentation (23).

3. Procédé d'adressage automatique avec localisation précise de périphériques de bus (5) selon la revendication 1, le maître de bus (10) répétant les étapes du procédé selon la revendication 1 jusqu'à ce qu'une adresse de nœud de bus valide soit attribuée à tous les périphériques de bus (5).

4. Procédé d'adressage automatique avec localisation précise de périphériques de bus (5) selon la revendication 3, le maître de bus (10) cessant le procédé d'adressage automatique avec localisation précise avec un signal de cessation dès qu'une adresse de nœud de bus valide a été attribuée à tous les périphériques de bus (5) .

5. Procédé d'adressage automatique avec localisation précise de périphériques de bus selon la revendication 1, les périphériques de bus (5) générant, à partir de la valeur de tension différentielle (19), une adresse provisoire au moyen d'une représentation monotone des valeurs de tension différentielle sur un espace d'adresses discret disponible et communiquant celle-ci au maître de bus (10) après demande par le maître de bus (10) .

6. Procédé d'adressage automatique avec localisation précise de périphériques de bus (5) selon l'une des revendications précédentes, le procédé étant mis en œuvre avec un deuxième courant d'adressage qui est plus élevé que le premier courant d'adressage.

7. Procédé d'adressage automatique avec localisation précise de périphériques de bus (5) selon la revendication 1, les périphériques de bus (5) utilisant une interface différentielle (9) pour la communication avec le maître de bus (10).

8. Procédé d'adressage automatique avec localisation précise de périphériques de bus (5) selon la revendication 1, la chute de tension continuelle le long du premier bus de données unifilaire (3) ou le long de la première ligne d'alimentation (22) étant générée par des résistances parasites (12) dans le premier bus de données unifilaire (3) ou dans la première ligne d'alimentation (22).

9. Procédé d'adressage automatique avec localisation précise de périphériques de bus (5) selon la revendication 2, la chute de tension continuelle le long du deuxième bus de données unifilaire (4) ou le long de la deuxième ligne d'alimentation (23) étant générée par des résistances parasites (12) dans le deuxième bus de données unifilaire (4) ou dans la deuxième ligne d'alimentation (23).

10. Procédé d'adressage automatique avec localisation précise de périphériques de bus (5) selon la revendication 1, la chute de tension continuelle le long du premier bus de données unifilaire (3) ou le long de la première ligne d'alimentation (22) étant générée par des résistances de ligne (13) supplémentaire introduites entre les premières bornes (15) respectives de deux périphériques de bus (5) successifs dans le premier bus de données unifilaire (3) ou dans la première ligne d'alimentation (22).

11. Procédé d'adressage automatique avec localisation précise de périphériques de bus (5) selon la revendication 2, la chute de tension continuelle le long du deuxième bus de données unifilaire (4) ou le long de la deuxième ligne d'alimentation (23) étant générée par des résistances de ligne (13) supplémentaire introduites entre les deuxièmes bornes (16) respectives de deux périphériques de bus (5) successifs dans le deuxième bus de données unifilaire (4) ou dans la deuxième ligne d'alimentation (23).

12. Procédé d'adressage automatique avec localisation précise de périphériques de bus (5) selon l'une des revendications 10 ou 11, les résistances de ligne (13) supplémentaire introduites étant configurées avec des tailles différentes.

13. Procédé d'adressage automatique avec localisation précise de périphériques de bus (5) selon la revendication 1, les derniers 20 % des périphériques de bus (5) étant alimentés par le biais d'une ligne de bus physiquement plus étroite.

14. Procédé d'adressage automatique avec localisation précise de périphériques de bus (5) selon l'une des revendications précédentes, le système de bus de données bifilaire différentiel étant un bus CAN (21).

15. Procédé d'adressage automatique avec localisation précise de périphériques de bus (5) selon l'une des revendications précédentes, les périphériques de bus (5) étant des circuits de pilotage de LED qui commandent une ou plusieurs LED (6).

16. Système de bus de données bifilaire (1) différentiel pour l'adressage automatique avec localisation précise de périphériques de bus (5), les périphériques de bus (5) étant disposés linéairement le long d'un bus de données bifilaire (2) et respectivement reliés par une première borne (15) à un premier bus de données unifilaire (3) du bus de données bifilaire (2) ou à une première ligne d'alimentation (22) et par une deuxième borne (16) à un deuxième bus de données unifilaire (4) du bus de données bifilaire (2) ou à une deuxième ligne d'alimentation (23) et un maître de bus (10) étant disposé au début du bus de données bifilaire (2) et une résistance de terminaison (11) étant disposée au moins à l'extrémité du bus de données bifilaire (2), le maître de bus (10) et la résistance de terminaison (11) reliant respectivement l'un à l'autre le premier bus de données unifilaire (3) et le deuxième bus de données unifilaire (4), les périphériques de bus (5) possédant une interface différentielle (9) par le biais de laquelle chaque périphérique de bus (5) est relié en communication avec le maître de bus (10) par le biais d'un bus CAN (21), des résistances de ligne parasites (12) étant utilisées dans le premier (3) et le deuxième (4) bus de données unifilaire ou la première (22) et la deuxième (23) ligne d'alimentation entre les bornes respectives de deux périphériques de bus (5) successifs afin de mesurer une chute de tension continuelle le long du premier (3) et du deuxième (4) bus de données unifilaire ou de la première (22) et de la deuxième (23) ligne d'alimentation et, à partir de celle-ci, au moyen d'une valeur de tension différentielle (19) générée à chaque périphérique de bus (5), attribuer aux périphériques de bus (5) respectifs une adresse de nœud de bus valide par le maître de bus (10) .

17. Système de bus de données bifilaire (1) différentiel pour l'adressage automatique avec localisation précise de périphériques de bus (5) selon la revendication 16, au moins une résistance de ligne (13) supplémentaire étant disposée entre deux premières (15) et/ou deux deuxièmes (16) bornes de deux périphériques de bus (5) successifs.

Zeichnung