21 sierpnia 2021

Półinteligentny Projekt Darwin - Sezon 2 - Sieć nowego pokolenia

Opinie o tym, czy nowoczesna elektronika ułatwia, czy utrudnia nam codzienne życie, mogą być podzielone. Jednak w żeglarstwie morskim pływanie po szkierach, czy zatłoczonych akwenach bez nowoczesnych instrumentów nawigacyjnych, zdaje się być dzisiaj odmianą masochizmu.

Idąc za tym trendem postanowiłem i ja upgrejdować urządzenia dzięki, którym będę miał więcej odwagi wyjść w morze. No i więcej pewności, że do portu bezpiecznie wrócę.

TOTALNE
SPIĘCIE

Tym razem postawiłem, na znany w świecie morskich wilków system NMEA 2000. Jest on odpowiednikiem znanego z motoryzacyjnego świata CANBUSa.

Jak już wiecie z poprzednich odcinków, spośród kilku liczących się na świecie producentów elektroniki jachtowej wybrałem firmę Raymarine, a zakupy robiłem w firmie Eljacht. Implementacją systemu NMEA 2000 jest w przypadku tej marki sieć o nazwie SeaTalkNG. 

Sieć SeaTalkNG/NMEA2k budowana jest w topologii magistrali. Do głównego przewodu BACKBONE  (zakończonego po obu stronach odpowiednimi terminatorami) dołączane są, za pomocą trójników (zdarzają się również piątniki) i przewodów SPUR odpowiednie, komunikujące się ze sobą urządzenia.

Po zapoznaniu się z dokumentacją producenta przeanalizowałem koncepcję połączeń pomiędzy urządzeniami w sieci, ze względu na dystrybucję energii elektrycznej. Chodziło o to, aby zasilać sieć w takim punkcie, by obciążenie odbiorników (LEN) rozłożone było symetrycznie po obu stronach sieci.


Kiedy miałem już gotowy schemat, wtedy doczytałem, że przy sieciach o długości jaką zamierzałem zmajstrować (dużo mniejsza od 60m), nie ma to zupełnie znaczenia i zasilanie można podłączyć gdziekolwiek  - byle do sieci.

Zająłem się więc czym prędzej innym rysunkiem. Okazał się on o wiele bardziej pomocnym - szczególnie przy zamawianiu potrzebnych elementów okablowania i złączek. Kable SeaTalkNG są zarabiane fabrycznie terminatorami i aby odnieść sukces w budowaniu takiej sieci należy dość dokładnie określić ich rodzaje i długości. 


UKŁONY DLA
STERNIKA

Na schemacie wszystko wygląda zawsze na proste i łatwe. W świecie rzeczywistym (a szczególnie na jachcie) sprawy nie były już tak oczywiste.

Konieczność przeprowadzania kabli przez niezliczone ilości grodzi i jachtowych zakamarków, znacznie urozmaicało montaż okablowania.


Niektóre elementy zabudowy zostały nawet tymczasowo zdemontowane.

Odsłoniły w ten sposób styl stoczniowej elektryki lat słusznie minionych, jak i kreatywny bałagan poprzednich armatorów-ulepszaczy.

Sieć NMEA 2000 ma taką zaletę, że za jej pomocą można bezboleśnie wprowadzić nowy ład.


Montaż sieci postarałem się zrobić w taki sposób, aby o każdej porze dnia i nocy mieć dostęp do wszystkich jej elementów. Można więc odłączyć dowolną wtyczkę w celach serwisowych lub przyłączyć nowe urządzenie do sieci - w każdym węźle zainwestowałem w nadmiarowy (zapasowy) port.

Półko-maskownice w tym modelu jachtu okazały się być świetnym rozwiązaniem i umożliwiały dostęp do instalacji, jednocześnie dyskretnie ukrywając to co trzeba przed ludźmi wrażliwymi na widok jakiegokolwiek okablowania.

Na drugiej burcie odbyła się podobna akcja, również zakończona sukcesem.

Przed montażem rozważałem zakup przewodów z wtyczkami kątowymi, ale głębokość wnęki (maskownicy) okazała się idealnie pasować do moich potrzeb. Miejsca jest akurat tyle, że przewody nie podlegają silnym odkształceniom i w miarę wygodnie można dosięgnąć dowolnej wtyczki.

Pomimo, że kupowałem plotter o 7-calowym (najmniejszym) ekranie, okazał się on na tyle duży, że maskownica nie ogarnęła całości, zdradzając nieco sekrety mojego montażu. Szczegół  ten nie ograniczył jednak zdolności żeglugowych jachtu, więc nie rozpaczałem zbyt długo.

Przy okazji tego fragmentu robót wspomnieć należy o tym co działo się po drugiej stronie grodzi.

Wycinanie otworów w laminacie pod instrumenty nawigacyjne ma tylu zwolenników, co przeciwników.

Znam osobiście wielu żeglarzy armatorów, których zakończone sukcesami rejsy regatowe bądź turystyczne ogarniane są w całości przy pomocy instrumentów nawigacyjnych zainstalowanych w kabinie.

Ja jednak trwam w przekonaniu odnośnie stylu żeglugi i względów potencjalnych sytuacji awaryjnych, w którym to sternik (często żeglarz samotnik) siedzący przy rumplu ma mieć dostępne wszystkie elementy systemu nawigacyjnego.
Nie znaczy to, że rżnę grodzie idąc po rekordy wyciętych powierzchni. Staram się zaadaptować istniejące już otwory w taki sposób, aby ubytki materiału były najmniejsze i estetyka kokpitu nie ucierpiała nadto.


Zadbać należało też o dobrej jakości narzędzia i ograniczenie wpływu wykonywanych prac na ekosystem, znajdującej się poniżej, psiej koi.


Tym sposobem chartplotter Element 7 wraz z panelem sterującym autopilota i70p mogły w końcu wyjść z pudełka i ujrzeć świat.
 
Efekt prac był dla mnie zadowalający. Pozostały tylko małe otwory mocujące po poprzednim instrumencie, które wypełniłem później szpachlówką żelkotową Dry Fast marki Sea-Line.


Z powodów potencjalnych zakłóceń elektromagnetycznych od chartplottera, kompas analogowy z lewej burty został przeniesiony na prawą. Założyłem, że wyświetlacz i70s będzie miał znacznie mniejszy  (znikomy) wpływ na poprawne wskazania kompasu. 
A tak po prawdzie - póki elektronika będzie działać, to mało kto w dzisiejszych czasach będzie używać kompasu. A jak już się elektronika popsuje, to wtedy zakłóceń nie będzie.

Przy okazji przeprowadzki, stary dobry kompas Silva 1000 wyposażony został w nową uszczelkę i diodowe, czerwone podświetlenie.


Chciałbym zaznaczyć przy okazji, że przy realizacji remontu nie ucierpiało żadne urządzenie elektroniczne.

Wysłużone elementy technologii kosmicznej lat ubiegłych zostały co prawda usunięte z pokładu s/y Darwin, ale w drodze odsprzedaży lub koleżeńskiego rozdawnictwa zyskały nowe życie na innych jednostkach pływających.


GWARANCJA
ŁĄCZNOŚCI

Standard komunikacji sieciowej SeaTalkNG jest w pełni kompatybilny z NMEA 2000. Ale aby nie ułatwiać życia armatorom jachtowym, zastosowano w nim dedykowane wtyczki.

Stąd zakup transpondera AIS em-trak B953 przysporzył mi dodatkowego wyzwania podczas montażu.


Podłączenie urządzenia nienoszącego loga Raymarine do sieci SeaTalkNG wymagało specjalnego kabla-adaptera. 

Jednak zalety jakie posiada ten kombajn do AIS były tego warte. Przede wszystkim jest to urządzenie znacznie tańsze od Raymarinowego odpowiednika, a przy tym równie solidnie wykonane. Model, który wybrałem wyposażony był w splitter antenowy, dzięki temu mógł współdzielić antenę masztową pomiędzy AIS i radio VHF i przy tym nie tracić na zasięgu.

Najważniejszą cechą tego modelu była dla mnie zastosowana w nim nowa technologia SOTDMA. Oprócz lepszego zasięgu (moc 5W), gwarantowała ona przydział pasma na bardziej zatłoczonych obszarach (podobnie jak komercyjne urządzenia klasy A), dzięki czemu pozycja naszego jachtu nigdy nie powinna tymczasowo znikać z ekranów innych jednostek. znajdujących się w pobliżu.


Nadajnik AIS znalazł dla siebie miejsce w jednej z szafek na prawej burcie. Została ona już wcześniej po części wykorzystana jako rozdzielnia. Teraz stała się nią już oficjalnie.


Na grodzi rozdzielni, po dostosowaniu starej ramki adaptacyjnej, zamontowane zostało nowe radio VHF RAY63.


Bliskość burtowego okienka, w słoneczny dzień, nie pozwala w wygodny sposób korzystać z wyświetlacza radia i potrzeba jest zasłonięcia okienka przynajmniej firanką. 
Takie niefortunne miejsce zostało wybrane zapewne przez któregoś z poprzednich właścicieli jachtu, a mi nie chciało się już tego zmieniać.


Nie było to jednak dużym problemem, ponieważ w kokpicie zaplanowałem drugą stację radiową, z której prawdopodobnie będę korzystał w większości.

Wymagało to jedynie dwugodzinnej gimnastyki porannej z przeciągnięciem kabla z jednej bury na drugą i umieszczeniem gniazda w dość ciasnym miejscu.

Od tamtej pory cieszyć się mogłem bardzo poręczną i w pełni funkcjonalną stacją radiową RAYMIC w kokpicie.


KIERUNEK
ZWIEDZANIA

Opisywany już w jednym z poprzednich odcinków montaż siłownika autopilota uzupełnić należało o elementy sterowania.

Na miejsce montażu jednostki sterującej ACU 200 wybrałem czeluście psiej koi. Znajdowała się już tam ręczna pompa zęzowa, więc wystroju tego pokoju i tak nie można było bardziej zepsuć.
Wnętrze jachtu to natomiast dobra ochrona elektronicznych podzespołów przed wilgocią. A do tego zapewniony był tam w miarę wygodny dostęp serwisowy - chyba, że zawalimy hundkę 50-kilogramowym pontonem i gitarą.


Urządzenie, oprócz zawieszenia na grodzi, wymagało podłączenia zasilania z sieci 12V, sterowania z sieci SeaTalkNG, sygnału z czujnika wychylenia steru, a także podpięcia elementu wykonawczego (siłownika).
Wszystkie terminale zostały jednak przez producenta czytelnie oznaczone, więc prace montażowe nie wymagały wchodzenia w obszar elektrycznej filozofii.


Doprowadzenie przewodu BACKBONE wymagało demontażu podsufitki i dołączenia się do istniejącej już magistrali kablowej.


Nauczony wcześniejszym doświadczeniem, nie przykręcałem podsufitki przed całkowitym zakończeniem prac. Zawsze jest jakiś kabelek do dołożenia lub coś do poprawki w ułożeniu kabli.


PRZEWODOWE
DANE

W końcu zorientowałem się, że aby cieszyć się odczytami przyrządów, same ekrany nie wystarczą. Nadszedł wtedy czas na montaż czujników i przetworników.

Najbliżej rozdzielni znalazł się "mózg" autopilota. Był to 9-osiowy czujnik  EV1, w którym technologia pomiaru połączona została z procesorem. To wszystko według producenta ma zapewniać zestawowi autopilota poprawną responsywność dynamiczną i dokładność do 2 stopni kątowych, w każdych warunkach pogodowych.


Jest to czujnik niezwykle wrażliwy na zakłócenia pola elektromagnetycznego i powinien być również umieszczone w miarę możliwości w centralnej części jachtu i w pomieszczeniu wolnym od łatwopalnych czy też wybuchowych oparów. 

Idealne dla niego miejsce znalazło się więc pod koją "elką" w mesie.


Jak już majstrowałem w okolicach jachtowej piwnicy, to w zęzie dziobowej postanowiłem podłączyć nowy czujnik Airmar DST 800. To wysokiej jakości czujnik typu trzy w jednym, który w jednej obudowie ma propeller do pomiaru prędkości względem wody, echosondę do pomiaru głębokości oraz nierzucający się w oczy termometr do pomiaru temperatury wody.

Zgodnie z instrukcją, po zabezpieczeniu czujnika nakrętką, należało zabezpieczyć samą nakrętkę przed samoczynnym odkręceniem, za pomocą kawałka drucika. 

Jak zwykle nie mogłem powstrzymać się przed zostawieniem pętli z zapasem kabla.

I na tym skończyły się łatwe montaże. Kolejne czujniki wymagały wyjścia z piwnicy i sięgnięcia topu masztu. Należało też  doprowadzić na ten top odpowiednie przewody.

Istniejące dławice kabli nie dawały szans na dołożenie nowego kabelka dla czujnika siły i kierunku wiatru. A przy okazji robót wysokościowych zamierzałem też dodać jeszcze jeden przewód do lampy kotwicznej, której dotychczas jacht nie posiadał.


Zacząłem od... demontażu.


Pomysł zdjęcia masztu i inspekcji topu okazał się jak najbardziej słuszny. Wtyczka kabla antenowego okazała się trzymać na kablu już tylko na słowo harcerza.


Nieco nadgorliwie być może postąpiłem, ale wymieniłem kabel antenowy na nowy. Tym razem, ze względu na znaczą swobodę w promieniach gięcia, kupiłem stary ale jary RG-213.
W przeciąganiu przez maszt kabli i oprawianiu końcówek nabyłem już wprawy, więc robota z anteną poszła szybko.


Nieco więcej czasu wymagało dorobienie podpórki pod czujnik wiatru i montaż lampy kotwicznej.


Ale i to poszło w miarę sprawnie.


Bardzo cieszyłem się, że sięgnąłem wtedy szczytu. I mocno wierzę w to, że szczyt też był zadowolony.


W momencie jak maszt wylądował na kobyłkach, dławice w pokładzie zostały tymczasowo zabezpieczone przed deszczem, a ja zacząłem kombinować gdzie dodać kolejne dwie.


Zamiast dorabiać nowe, postanowiłem jednak przerobić to co już istnieje. Znalazłem do tego całkiem funkcjonalny i estetyczny gadżet - dławica SCANSTRUT DS-MULTI.


Istniejące w pokładzie nadbudówki otwory wymagały nieco obróbki.

Sam montaż dławicy był za to niezwykle prosty.


A to, że mieściła się w niej wtyczka kabla antenowego dała mi wielką ulgę - szczególnie, że tego wcześniej nie sprawdziłem.


Przeciąganie kilkudziesięciu metrów kabli przez gumową wkładkę dopiero po użyciu lubrykantu robi się nieco mniej upierdliwe.

A gdy zapomni się (tak jak ja) o wcześniejszym przełożeniu pokrywy dławicy, dochodzi się do zupełnej wprawy, gdyż całą żmudną pracę wykonuje się ponownie.


Finalnie jednak otrzymałem dławicę zajmującą mniejszą powierzchnię od poprzednich trzech i jako posiadacz dużego rozmiaru buta, byłem z tego bardzo zadowolony.


Wewnątrz jachtu pozostało jedynie zamontować nieco większą puszkę przyłączeniową i połączyć kabelki przy pomocy tego, co akurat miało się pod ręką.


Przewód antenowy postanowiłem wykonać w całości, bez złączek pośrednich. Zapewniało to mniejsze ryzyko odbić sygnałowych. Sprawdziło mi się to już na poprzedniej łódce. Wymagało to jednak opracowania systemu szybkiego wyjmowania kabla antenowego, w razie konieczności demontażu masztu (ale nie robi się tego często). 

Ponieważ sygnałowy przewód od czujnika wiatru podąża do rozdzielni tym samym śladem, co antenowy, jego również postanowiłem nie sztukować z kawałków.


Wszystkie kabelki od czujników wiatru, głębokości, prędkości i temperatury podłączyłem w odpowiednie miejsca do konwertera sygnałów analogowych iTC-5.


Ostatnim dodatkiem do mojej jachtowej sieci NMEA 2000 była bramka WiFi.


Nie pamiętam już dlaczego, ale wybrałem urządzenie firmy Yacht Devices.

Po podłączeniu w dowolnym miejscu sieci i konfiguracji adresu IP, uzyskuje się dostęp do danych sieci jachtowej z poziomu komputera lub telefonu.


HELLO
WORLD

Po podłączeniu wszystkich elementów sieci przyszedł czas na podłączenie zasilania, konfigurację i pierwsze procedury testowe.

Do tego celu potrzebowałem jednak PC-ta z Windowsem. Jako, że od ponad dwóch dekad jestem zadowolonym użytkownikiem Linuxa, musiałem pożyczyć od kogoś jakiś laptop z okienkami. Co nie okazało się szczególnie trudne, bo dzięki pirackiej kulturze lat 90tych, OS ten przyjął się w naszym kraju na dobre i złe.

Mając już odpowiedni sprzęt, otworzyłem jedno z okienek programu proAIS2 i skonfigurowałem swojego em-traka B953. Podobnie jak przy setupie stacji radiowej VHF należy uważnym być niesłychanie przy wpisywaniu poprawnego numeru MMSI. Chęć późniejszej zmiany (korekty) tego ustawienia może bowiem wymusić naszą wizytę w serwisie producenta urządzenia.


Po skończonej konfiguracji odpaliłem zakładki z testami GPS i AIS aby potwierdzić, że wszystko gra na zielono.

Ekrany w kokpicie też wypełniły się, zorganizowanymi w czytelny dla człowieka obraz, pikselami. A treść sugerowała, że zarówno połączenie WiFi jak i wszystkie urządzenia w sieci NMEA 2000 działały prawidłowo.


Jedynie czujnik prędkość nie reagował, ale to można było łatwo naprawić po prostu wypływając z portu.


A rejsu morskiego w tamtym czasie wyczekiwałem równie tęsknie jak niektórzy z czytelników wyczekują z tego rejsu relacji.



Postaw mi kawę na buycoffee.to

Jeżeli spodobał Ci się ten wpis i chcesz podziękować mi za czas spędzony przy jego tworzeniu, a także dać mi siłę do dalszej radosnej twórczości, która odbywa się zwykle w późnych godzinach wieczornych, możesz postawić mi kawę - będzie mi niezwykle miło :) Rafał.