Décodeur de trames CANopen : NMT, SDO, PDO, heartbeat et DS402

Une trace CANopen brute n’est qu’une suite d’identifiants et d’octets en hexadécimal. L’outil la traduit : collez des lignes copiées depuis candump, il reconnaît le type de chaque trame (NMT, SYNC, urgence, PDO, SDO, heartbeat), le nœud concerné et décode le contenu. Les deux autres onglets construisent une requête SDO prête à envoyer et décodent le mot d’état d’un variateur au profil DS402.

Le COB-ID, ou qui parle à qui

Sans configuration particulière, CANopen attribue les identifiants selon le predefined connection set : les 4 bits de poids fort de l’identifiant de 11 bits donnent la fonction, les 7 bits de poids faible le numéro de nœud (1 à 127). Plus l’identifiant est petit, plus la trame est prioritaire sur le bus.

Objet	COB-ID	Sens
NMT	0x000	maître → nœuds
SYNC	0x080	producteur SYNC → tous
EMCY	0x080 + nœud	nœud → tous
TIME	0x100	producteur → tous
TPDO1 à TPDO4	0x180, 0x280, 0x380, 0x480 + nœud	émis par le nœud
RPDO1 à RPDO4	0x200, 0x300, 0x400, 0x500 + nœud	reçus par le nœud
SDO réponse	0x580 + nœud	serveur (nœud) → client
SDO requête	0x600 + nœud	client → serveur (nœud)
Heartbeat, node guarding	0x700 + nœud	nœud → tous

TPDO et RPDO sont nommés du point de vue du nœud : le TPDO1 d’un variateur est ce que le maître reçoit, et c’est dans le RPDO1 du variateur que le maître écrit.

L’octet de commande SDO

Une trame SDO fait toujours 8 octets : un octet de commande, l’index de l’objet sur 2 octets (poids faible en premier), le sous-index, puis 4 octets de donnée. Pour les objets de 4 octets au plus, le transfert « accéléré » (expedited) tient en un seul échange :

Octet	Signification
0x40	requête de lecture
0x4F, 0x4B, 0x47, 0x43	réponse de lecture avec 1, 2, 3 ou 4 octets de donnée
0x2F, 0x2B, 0x27, 0x23	requête d’écriture de 1, 2, 3 ou 4 octets
0x60	écriture acceptée
0x80	abandon : les 4 derniers octets donnent le code d’erreur

Dans l’octet de commande, les 3 bits de poids fort donnent le type de requête, les bits 3 et 2 le nombre d’octets inutilisés, le bit 1 indique un transfert accéléré et le bit 0 que la taille est précisée. Les objets plus longs (chaînes, tableaux) passent par un transfert segmenté, 7 octets à la fois, avec un bit de bascule qui alterne à chaque segment.

NMT et heartbeat

Commande NMT (octet 0)	Effet
0x01	Start : passage en Operational, les PDO circulent
0x02	Stop : seuls NMT et heartbeat restent actifs
0x80	Pre-operational : SDO autorisés, PDO coupés
0x81	Reset node
0x82	Reset communication

Le second octet est le numéro du nœud visé, 0 pour tous. Chaque nœud publie ensuite son état en heartbeat (0x700 + nœud) : 0x00 au démarrage, 0x04 Stopped, 0x05 Operational, 0x7F Pre-operational. La période est réglée par l’objet 0x1017, en millisecondes.

Pour aller plus loin

La machine d’états DS402 et une mise en œuvre complète sous LabVIEW sur Raspberry Pi sont détaillées dans l’article CANopen sous LabVIEW avec un Raspberry Pi.