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Informationsübertragung, 25.01.2017

ISOBUS: DIE GRUNDLAGEN

ECU, UT, CAN-Bus und so weiter – wer mit Isobus umgeht, muss sich mit vielen Fachbegriffen auseinandersetzen. Dabei ist das Ganze weniger kompliziert als man denkt. Wir erklären die Isobus-Grundlagen.
Sichtbar ist meist nur das Terminal, doch Isobus ist mehr. Damit die Bedienung funktioniert, müssen mehrere Komponenten zusammenarbeiten. Die Grundlage bilden der Jobrechner auf der Maschine und das Terminal (UT) auf dem Schlepper.
Der Jobrechner steuert die Funktionen: Ausbringmenge, Klappung, Teilbreitenschaltung, usw. Ist er per Isobus- Stecker mit einem Terminal  verbunden, das eine UT-Funktion unterstützt, meldet er sich dort an und sagt dem Terminal, welche Funktionen zur Verfügung stehen und wie die Benutzeroberfläche aussehen soll. Der Fahrer kann die Funktionen des Jobrechners über das Terminal nutzen.
 
Die Funktionsweise des Isobus basiert auf dem CAN-Bus (Controlled Area Network). Jeder angeschlossene Teilnehmer (UT, Jobrechner. etc.) erhält eine Bus-Adresse und kann mit den anderen Teilnehmern kommunizieren.
Der Austausch findet über Datenpakete statt, die maximal 8 Byte groß sein können.
Die Besonderheit beim Isobus ist aber, das im Vergleich zu anderen CAN-Bus-Systemen auch größere Datenmengen übertragen werden können.
 
Einen zentralen Manager gibt es im Bus-System nicht. Jeder Teilnehmer darf zu jeder Zeit Datenpakete senden, die dann von allen anderen Teilnehmern empfangen werden. Ein Identifier im Datenpaket legt fest für welchen Bus-Teilnehmer die Nachricht interessant ist und welche Priorität sie hat. Sendet der Jobrechner zum Beispiel die Warnung „Tank leer“, wird das UT diese Nachricht empfangen, aufgrund der Inhaltskennzeichnung als relevant einstufen und eine Meldung anzeigen. Die Priorität legt dabei fest, ob die Nachricht Vorrang vor anderen Datenpaketen hat, die gesendet werden sollen.
 
Traktor zum Beispiel sein Geschwindigkeitssignal oder die Position des Hubwerks auf dem Isobus bereitstellt, kann es von allen anderen Teilnehmern genutzt werden. Zusätzliche Sensoren an der Maschine werden eingespart.
 
Da der Bus mit Adressen und Nachrichtenpaketen arbeitet, reichen maximal zwei Leitungen für die Kommunikation aus. Sie sind bezeichnet mit CAN-L und CAN-H. Im Ruhezustand liegen an beiden Leitungen etwa 2,5 Volt Spannung an. Die Übertragung findet durch den Wechsel des Spannungslevels und Rückkehr zur Grundspannung statt. Der Wert auf CAN-H steigt dabei an, der auf CAN-L fällt ab.
Es ergibt sich eine Diff erenz von etwa 2 Volt. Ist die Diff erenz vorhanden, steht
das für ein dominantes Bit (0), ist sie nicht vorhanden, wird ein rezessives Bit (1) gesendet. Restriktionen wie die Priorität im Identifi er stellen sicher, dass die Busteilnehmer ihre Datenpakete nacheinander senden. Das geht nach dem Motto: Wer die wichtigste Nachricht hat, darf auch zuerst senden.
 
Der Aufbau eines Bus-Systems ist denkbar einfach: Jeder Teilnehmer ist mit den zwei Busleitungen verbunden. Die Isobus-Verkabelung zwischen Schlepper und Maschine umfasst aber acht Leitungen. Zu den zwei CAN-Dantenleitungen kommen dabei noch drei weitere zur Terminierung (Abschluss am Ende) des Bus-Signals:
TBC_DIS, TBC_PWR und TBC_RTN.
Für die Stromversorgung stehen zwei 12-Volt-Stromkreise (je zwei Pole) zur Verfügung. Die zwei größeren liefern bis zu 60 Ampere für große Verbraucher wie Zellradantriebe oder Beleuchtung. Der kleinere Stromkreis ist mit 30 Ampere
abgesichert und stellt die elektrische Versorgung der Jobrechner sicher.
 
Technisch gesehen ist die Zahl der Busteilnehmer zwar begrenzt, die maximale Anzahl liegt aber so hoch, dass sie für den landwirtschaftlichen Bereich keine Einschränkungen mit sich bringt. Jede weitere Isobus-Funktion bedeutet auch neue Bus-Teilnehmer. Mit der Traktor-ECU (T-ECU) wird der Schlepper teil des Isobus-Systems, der Task-Controller (TC) dokumentiert und ein Joystick (AUX) bringt weitere Bedienelemente.
 
Übersicht 1: Traktor-CAN-Bus und Isobus sind über die TECU verbunden

Bisher liefert die TECU Informationen über den Traktor an den Isobus. In Zukunft wird der Isobus auch Befehle an den Traktor senden können.
 
 

WAS MUSS DER SCHLEPPER LIEFERN?

Damit Isobus funktioniert, ist eine feste Verkabelung im Schlepper nicht unbedingt erforderlich. Schon Terminal und Jobrechner können unter sich eine Verbindung aufbauen. Dazu braucht es lediglich Strom, den muss der Schlepper zur Verfügung stellen. Dafür gibt es einfache Isobus-Kabelsätze, mit denen sich auch bestehende
Schlepper nachrüsten lassen. Werden diese fest verbaut, gibt es im Heck eine Isobus-Steckdose und in der Kabine den neunpoligen InCab-Connector.
Der Traktor ist dann aber noch kein Bus-Teilnehmer.
 
Dazu braucht es die Traktor-ECU (T-ECU). Damit stellt auch der Schlepper Daten bereit. Dies kann zum Beispiel die Motordrehzahl, die Fahrgeschwindigkeit oder die Hubwerkposition sein. Andere Isobus-Geräte können diese Informationen nutzen.
Der Jobrechner der Pfl anzenschutzspritze zum Beispiel für die geschwindigkeitsabhängige Mengensteuerung. Das Kabel von der Signalsteckdose des Schleppers zum Terminal entfällt.
 
Bei neuen Schleppern unterscheiden sich die Ausstattungen häufig zwischen der Isobus-Verkabelung und der wirklichen Integration des Schleppers über die  Traktor-ECU. Manche Traktoren mit Isobus-Kabelsatz können auch mit der ECU nachgerüstet werden. Unsere Empfehlung: Wählen Sie bei einem Neuschlepper Kabelsatz und TECU. Damit sind Sie für die Zukunft gut ausgerüstet.
Außerdem könnte sich das fehlen der TECU in einigen Jahren, ähnlich wie eine fehlende Klimaanlage, auf den Wiederverkaufswert auswirken. Lassen Sie sich die Ausstattungsvarianten beim Isobus von Ihrem Händler genau erklären. Ein Blick in die AEF-Datenbank gibt die Sicherheit, dass die versprochenen Funktionen auch zertifiziert sind und funktionieren.
Bei einer kompletten Isobus-Ausrüstung sollte der Schlepper neben der großen Steckdose im Heck auch über den kleineren InCab-Connector verfügen. An diese 9-polige Dose können Sie Terminals und AUX-Bedienelemente direkt an den Isobus anschließen. Sie sollte gut zugänglich auf der rechten Kabinenseite verbaut sein.
 
Anbaugerät: Der klassische Isobus- Teilnehmer ist das Anbaugerät mit seinem Jobrechner (ECU). Es muss aber nicht bei einem Rechner pro Gerät bleiben. Bereits jetzt geht der Trend zu einem modularen System. Je mehr abgegrenzte Funktionen ein Anbaugerät bietet, desto eher sind zwei oder mehr Isobus-Teilnehmer möglich. Ein Gülletanker kann zum Beispiel einen Jobrechner für die Funktionen am Fass
(Klappen, Saugarm etc.) und weitere für die Dosierung, Beleuchtung und  Inhaltsstoffmessung haben.
 
Denkbar wären dann zwei Szenarien:
Entweder übernimmt ein Jobrechner die Führung und integriert die Funktitonen der anderen in seine Maske oder jeder meldet sich selbst auf dem Bus an und lädt seine Funktionen auf das Terminal. Der modulare Aufbau wird auch variablen Gerätekombinationen gerecht. Kann eine Drillmaschine zum Beispiel mit normaler Säschiene oder Aggregaten zur Einzelkornsaat ausgestattet werden, sind unterschiedliche Busteilnehmer sinnvoll. Der Saattank gilt als ein Gerät im Isobus und die jeweilige Sätechnik dahinter als ein weiteres. Um den schnellen Tausch zu ermöglichen, ist am Saattank eine Isobus-Steckdose angebracht. Die Sätechnik wird eingesteckt und meldet sich auch am Isobus an.
 
Neben dem Anbaugerät sind auch andere Busteilnehmer denkbar. Eine Isobus-Wetterstation gibt es zum Beispiel bereits. Sie ermöglicht die Dokumentation der Wetterbedingungen beim Pflanzenschutz. Ein Traktor mit ECU stellt auch Signale wie „Licht an“, „Blinker links/Rechts“, „Bremslicht“ auf den Bus. Kann das Anbaugerät die Signale über einen entsprechenden Jobrechner umsetzen, ist kein 7-poliges Beleuchtungskabel mehr nötig. Auch das Schalten von Arbeitsscheinwerfern ist über den Bus möglich.
 

ISOBUS-BELEGUNG UND DIAGNOSE

Übersicht 2: So ist der Stecker verkabelt


In der Grafik und der Tabelle sehen Sie die Belegung des Isobus-Steckers. Die Belegung der Dose ist gespiegelt. Achtung: Acht Adern sind angeschlossen. Pin 5 ist gebrückt.
 
Am Bus lassen sich mit einem Multimeter bereits einfache Diagnosen stellen. In den meisten Fehlerfällen kommt kein Strom an. Messen Sie zur Kontrolle bei eingeschalteter Zündung die Spannung zwischen Pin 1 und 3 sowie zwischen 4 und 2. In beiden Fällen sollten 12 Volt anliegen.Ob die Terminierung arbeitet, zeigt eine Messung zwischen Pin 6 und 7. Auch hier sollten 12 Volt anliegen.
 
Die Datenleitungen sollten beim Messen folgende Spannungen aufweisen: Pin 8 (CAN_H) gegen Pin 7 rund 3,8 Volt und Pin 9 (CAN_L) gegen Pin 7 rund 1,2 Volt. Die Spannung zwischen Pin 8 und 9 sollte bei ca. 2 Volt liegen.
 
Nach dem Abschalten der Zündung kann es übrigens noch einige Zeit dauern bis kein Strom mehr an der Isobus-Steckdose ankommt. Der Geräte-Jobrechner kann über den Bus weiter Strom anfordern, um runterzufahren. Der Schlepper lässt dies
eine Zeit lang zu, bleibt die Anforderung aber zu lange erhalten, schaltet er ab. So wird das unkontrollierte Entladen der Batterie verhindert.
 

SCHNELL GELESEN

  • Isobus basiert auf einem CAN-Bus-System.
  • Grundlage für die Normierung ist die Iso-Norm 11783.
  • Moderne Traktoren sollten heute mit einer Isobus-Verkabelung samt Traktor-ECU ausgestattet sein.
  • Der Bus ist nicht auf Gerät und Traktor begrenzt. Weitere Teilnehmer sind möglich.

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