Côté technique informatique du yachting

Dans l' article sur l'Espagne, j'ai mentionné l'équipement de navigation électronique du yacht pour le passage en mer. L'un des lecteurs a déclaré: "Il est très intéressant de voir comment cela se fait de manière sérieuse, pour marcher sur la mer."


Je vais essayer de vous dire quel équipement électrique était sur mon yacht et comment il était connecté. L'idée principale du yacht, à mon avis, est le maximum de technologies modernes nécessaires à la survie dans les éléments de la nature. Un tel élément est une tempête, un vent fort, la pluie, le froid, l'humidité ou tous ensemble. Par conséquent, le yacht à l'extérieur devrait être grossier et suffisamment solide pour résister aux éléments, et à l'intérieur, il devrait être confortable pour trouver une personne et gérer et prendre les bonnes décisions lors des tests de nature.



Cette photo montre le haut du mât. Avant que le mât soit installé sur un yacht, qui, en règle générale, a déjà été lancé, tout le nécessaire est installé au sol sur le mât et à l'intérieur du mât.


À l'intérieur du mât, les câbles d'alimentation pour les feux de navigation sur le dessus du mât et le signal d'ancrage passent généralement; en cas d'installation d'une antenne VHF, d'un câble d'antenne, d'un câble de la station météo. Sur mon mât, il n'y avait que des feux de signalisation et de navigation, et les antennes VHF et GPS étaient situées sur les rails à l'arrière du yacht. De plus, des réflecteurs radar actifs et des antennes radar elles-mêmes avec des câbles correspondants à l'intérieur du mât sont installés sur les mâts.


Système d'alimentation électrique


Les panneaux solaires sont le plus souvent situés au-dessus du capot de pulvérisation (minuscules au-dessus de l'entrée de la timonerie) ou sur la superstructure arrière.


Dans les casiers sévères à l'arrière sous les sièges dans le cockpit se trouvent des batteries. Récemment, les batteries lithium-fer-phosphate d'aviation (LiFePO4, LFP) ont été très appréciées des plaisanciers. Ils sont très spacieux et légers. En conséquence, il existe un contrôleur de panneau solaire et un contrôleur de charge de batterie. Il y a aussi un onduleur avec 12 volts d'alimentation à bord jusqu'à 19 volts pour connecter un ordinateur portable et des prises d'allume-cigare comme dans une voiture.


Il y a un système d'alimentation à quai intégré pour 220 volts. Il se compose de fusibles thermiques, de prises conventionnelles et de rallonges avec fiches universelles de deux types, qui sont les plus populaires sur les colonnes reliant le yacht à l'alimentation électrique de la marina (dans le parking). Il existe un chargeur de batterie électrique conventionnel à terre.


En règle générale, un générateur électrique est installé sur un moteur diesel stationnaire. Sur les anciens modèles de moteur, il est structurellement combiné avec un démarreur à moteur électrique.


Parfois, des éoliennes sont installées sur les yachts en cas de couverture nuageuse (les panneaux solaires sont inefficaces dans de telles conditions météorologiques) ou en cas d'absence ou de panne d'un générateur diesel.


Aides à la navigation


L'outil le plus important pour le skipper est l'échosondeur. Cet appareil affiche en temps réel sur l'écran LCD la distance réelle entre le faux yacht et le fond.


La vue de face du sonar Doppler ou de l'échosondeur peut afficher non seulement la vitesse absolue du bateau par rapport au sol, mais également les caractéristiques du terrain devant la proue du yacht. Cet appareil n'est pas sur tous les yachts. En particulier, il peut afficher des poissons, des dauphins et des baleines directement sous le yacht sur un écran de contrôle.


Les vieux yachts ont généralement un décalage électromécanique. En fait, ce n'est qu'une turbine dont les tours sont comptés à l'aide d'un capteur électromagnétique.


Il y a une boussole magnétique avec rétro-éclairage électrique.


La station météo, qui comprend, entre autres équipements, un anémomètre pour mesurer la vitesse du vent. La station vous permet d'enregistrer la direction actuelle du vent et la pression atmosphérique.


Il existe également un outil pour la navigation en étoile d'urgence - le sextan. Mais ils peuvent désormais utiliser un petit nombre de marins. Depuis que cet appareil a réussi à remplacer le récepteur GPS. Et au lieu du sextant d'urgence, ils prennent un GPS manuel alimenté par batterie de rechange. Un ordinateur portable aura besoin d'un GPS USB. Le GPS sur un yacht n'est jamais trop :-)


Un radar est un appareil montrant des obstacles dans un rayon de plusieurs milliers de mètres, mais par mauvais temps avec pluie, sa visibilité laisse beaucoup à désirer. De plus, il ne voit pas de navires venant en sens inverse derrière un rocher ou une cape.


De plus en plus, les gens en mer utilisent l'AIS. Un système d'identification automatique est un appareil numérique qui, via un canal radio, échange les coordonnées et les trajectoires des navires dans un rayon de 3 à 4 milles, selon la puissance des émetteurs. Cet appareil est dépourvu des lacunes du radar, mais seulement si tous les bateaux venant en sens inverse sont équipés d'un appareil similaire. Ce qui se passe n'est pas toujours. De plus, le capitaine peut mettre hors tension cet appareil.


Espot et EPIRB (Emergency Position Indicating Radio Beacon) ainsi que les téléphones satellites vous permettent de transmettre des informations sur la position du yacht au centre de secours ou simplement au service Internet de l'emplacement du yacht via des satellites éloignés de la côte.


Et enfin, un moyen très efficace d'obtenir des coordonnées et des prévisions météorologiques dans l'océan - la station de radio VHF. Il faut attendre l'apparition d'un navire qui passe dans le domaine de la visibilité et demander les informations nécessaires par radio. Il s'agit généralement d'une prévision météorologique pour un avenir proche et des coordonnées actuelles.


À propos des situations extrêmes


En l'absence et en panne du chronomètre du navire, vous pouvez également demander l'heure exacte à l'aide de la radio.


Mais s'il y a un téléphone mobile moderne chargé Samsung Galaxy A10.5 pour 150 $ dans un boîtier étanche avec un logiciel de navigation installé, presque personne n'a un tel besoin.


Quelques mots sur le chronomètre du navire. Il s'agit généralement d'une montre mécanique ou à quartz avec une course exacte placée dans un récipient étanche en verre et en cuivre. Tout cela est conçu pour le cas d'un séjour temporaire de l'appareil dans l'eau, si, à Dieu ne plaise, le yacht roule complètement autour de son axe longitudinal (exagéré).


Lors d'une surpuissance avec un mât chargé de voile, les yachts modernes courent le risque de perdre le mât. Puisqu'au moment de la rotation, le mât à voiles repose sur l'eau. Seule une grosse vague peut renverser un yacht à quille avec le mât baissé, par exemple, dans le scénario «il a été posé par le vent, puis retourné par la vague». Et lorsque le mât se déplace avec des voiles dans la colonne d'eau, il s'avère que l'eau "souffle" dans les voiles, et les forces dans ce cas, bien sûr, sont très importantes, même s'il s'agit d'une petite voile de tempête. De plus, les voiles résistent au passage du mât sous l'eau et à ce moment infructueux, toute la somme des forces du poids du yacht et des vagues peut être appliquée à un endroit quelque part au milieu du mât. En conséquence, un mât léger creux peut se briser.


Quand le yacht embarque sur une quille régulière. Un mât cassé est une menace (en cas de battement de mât lors d'une tempête contre la coque) pour la coque composite fragile d'un yacht moderne, fragile par endroits minces.



Par conséquent, dans une telle situation, il est préférable de couper tous les gars qui tiennent le reste du mât avec un gros coupe-boulon et, si possible, de monter (attacher avec les extrémités) un fragment du mât le long du côté sur le pont du yacht.


Mais si les conditions météorologiques ne le permettent pas, il vaut mieux perdre le mât que d'exposer l'équipage à des risques de blessures. Par exemple, lors d'une tempête, un coureur indien, dans une célèbre régate solitaire, s'est blessé au dos en essayant de manipuler le mât seul. Il est préférable de s'appuyer sur des treuils et des treuils dans une telle situation et non sur la force de votre corset musculaire autour de la colonne vertébrale (c'est un gros risque de rester handicapé à vie), ou de décider d'inonder le fragment de mât.


Une flèche ou une flèche (la partie perpendiculaire du mât sur le mât) n'est généralement pas endommagée et peut être utilisée comme mât temporaire plus tard.


La situation la plus simple avec la perte de stabilité du yacht est le brochage. Quand il semblerait que le yacht a complètement mis le mât sur l'eau sous l'influence des vagues et du vent, mais néanmoins, en raison du ballast et de l'équilibre des forces, il monte sur une quille régulière.



J'aime tout dans les traceurs pour 2000 euros, sauf pour le prix. Si vous ne tenez pas compte des appareils coûteux, c'est-à-dire qu'il existe environ deux options pour équiper un bateau de manière similaire, mais moins cher.


La première option consiste à acheter un Panasonic Toughpad FZ-M1 étanche et protégé ou une tablette similaire ( Hugerock T-70S ). Revue vidéo . Et mettez le programme OSS de navigation de plaisance OpenCPN et quelques vieilles cartes marines électroniques sur cette tablette. Ou, ce qui est préférable, achetez légalement de nouvelles cartes de la région où vous effectuez la transition. Cependant, des cartes du monde entier mais âgées de 10 ans sont également utiles à avoir sous la main. Les informations de base restent pertinentes pour la navigation.


Il existe une option encore moins chère. Un nouveau Ricebury Pie 4 avec OpenCPN dans un boîtier étanche à l'eau et à la poussière (ou un radiateur, une batterie et un buvard pour adsorber le condensat devra encore être ajouté plus cher.) - 100 euros (ou Olimex , il a une prise pour connecter une batterie ou Orange - très bon marché )


Le même moniteur protégé (IP65 / NEMA4) 200 euros (Vous pouvez assembler un moniteur avec un écran tactile qui fonctionne s'il y a de l'eau sur la surface de l'écran pour 145 euros + conservé et scellant étanche). Câbles et connecteurs protégés de l'eau de Chine - 30 euros.


Le plugin OpenCPN pour la météo a été partiellement terminé, mais il convient de mentionner le programme ZyGrib (ou sa fourchette avec le développement ultérieur de XyGrib ). XyGrib a ajouté plus de couches, y compris des vagues de différents types, a ajouté plusieurs modèles prédictifs. OpenCPN n'est pas en mesure de l'afficher. Et avec le téléchargement de la météo, il sera pire. Par conséquent, le téléchargement et l'exploration sont plus pratiques dans Z (X) yGrib, puis les jeter dans OpenCPN, dans lequel, en passant, il existe un plug-in pour calculer la trajectoire optimale en fonction des prévisions de GRIB et du yacht polaire.


OpenCPN peut télécharger les prévisions météo actuelles pour 3 jours à l'avance, s'il a un plug-in installé et se connecte à Internet via WiFi, il peut être téléchargé à partir du serveur météo. Il est important de le faire avant de sortir et uniquement sur la base des prévisions météorologiques et d'autres facteurs (préparation du navire et de l'équipage) à prendre des décisions concernant le départ en mer du yacht. Compte tenu de tous les facteurs, la sécurité d'un yacht dans l'océan dépend de cette décision.


Vous pouvez également construire un récepteur AIS peu coûteux basé sur un module de réception de télévision numérique pour 20 euros (appelé «dongles», «whistles» habr.com/post/149702 habr.com/post/373465), mais la sensibilité d'un tel appareil et sa fiabilité seront douteuses . Il vaut mieux acheter un appareil spécialisé.


Connecter les instruments à notre appareil de navigation



Il s'agit d'une connexion typique du sondeur de pêche Garmin (ou de tout instrument "lent") au système de navigation. Il est clair qu'au lieu de DB-9, ils utilisent un adaptateur USB cp2102 . J'attire votre attention sur le fait que tous les câbles et connecteurs doivent être étanches.


Pilote automatique électrique simple



Cet appareil peut être connecté directement à OpenCPN, comme tout autre outil de yacht. Et il gardera le cap strictement en fonction de votre joint. Mais il faudra surveiller le changement de vent.


En cas de changement de vent, la station météo vous avertira en tant que réveil et vous devrez reconfigurer les voiles sur un autre bord.


À partir d'une batterie rechargeable moderne chargée pendant une journée ensoleillée à partir de 2 panneaux solaires, cet appareil fonctionnera pendant environ 8 heures. Cela vous donnera une chance de dormir. Dans une tempête, un appareil de cette classe n'est malheureusement pas assez solide pour contrôler un yacht. Par conséquent, vous avez besoin d'un partenaire ou vous devez mettre un appareil hydraulique plus puissant. En option, mettez un propulseur mécanique.


Micro-onde


C'est un appareil très utile sur un yacht. Le fait est que lors d'un orage, vous pouvez cacher au micro-ondes tous les appareils électroniques sensibles (tablette, téléphones portables, ordinateur portable). Cela garantit la sécurité de vos appareils de navigation en cas de foudre directe frappant le mât et la décharge de courant électrique à travers la coque du yacht.


De plus, dans la marina, sur le parking, en connectant le four à micro-ondes au réseau 220 volts, vous pouvez cuire les aliments et décongeler rapidement les aliments.


Pour isoler la chambre du four à micro-ondes, une connexion d'étranglement est utilisée, qui ne fonctionne qu'à une fréquence de 2,45 GHz. Même les gammes cellulaires 2,1 GHz (3G) et 2,6 GHz (LTE) venant de dessous et de dessus ne s'affaiblissent presque pas.


Du point de vue du blindage, une casserole en acier inoxydable non émaillée conventionnelle avec le même couvercle (métal solide) sera beaucoup plus efficace qu'un micro - ondes . Il est préférable d'envelopper l'appareil dans du papier d'aluminium ou de le mettre dans un pot non émaillé pour une protection maximale.


Et qu'arrivera-t-il à la personne à l'intérieur si la foudre frappe le mât?


En règle générale, des câbles épais à la quille (souvent en métal), qui agissent comme mise à la terre pour la foudre. De plus, dans certains cas (sur les yachts composites, principalement), une plaque spéciale est installée sur la coque ou la quille du yacht sous la ligne de flottaison, à laquelle ces conducteurs sont connectés et qui sert à éliminer en toute sécurité la charge. Ces plaques sont parfois même peintes avec un gel conducteur spécial, bien qu'un éclair puisse également percer la peinture ordinaire.


Ainsi, la foudre passe à travers le mât, les conducteurs spéciaux et est mise à la terre dans l'eau, sans poser de risques pour les personnes à bord ou dans le yacht. Mais je ne recommanderais pas de toute façon de conserver des pièces métalliques.


Une personne n'est pas très dépendante des changements dans le champ électromagnétique et pendant un orage ne tient pas son mât ou ses câbles et masses d'alimentation à mains nues ou toute autre partie du corps.


Le mât à l'intérieur du yacht, dans lequel la marche se trouve dans la zone de la quille, est généralement enveloppé d'une corde (isolant). Par conséquent, vous pouvez toucher l'isolateur sur le mât. Les panneaux de plancher au sol sont également des isolants (je crois en cela :-). Sur mon yacht, le tapis de marche était sur la timonerie et le mât ne traversait pas du tout la cabine.


Interface NMEA-0183 en RS485


J'utilise l'interface de conception de fer open-source MOD-RS485-ISO et des câbles étanches.



Le logiciel pour le protocole NMEA pour le microcontrôleur PIC16F18324 peut être téléchargé ici . Si vous avez besoin d'une implémentation de protocole plus détaillée, des parties du code peuvent être empruntées sur GitHub .


Je n'ai pas vérifié les performances. Le microcontrôleur que j'utilise est de 8 bits et, par conséquent, je devrai probablement casser les paquets du GPS à la réception.


Vous pouvez faire de même sur RPi , mais j'aime les solutions PIC plus économiques et indépendantes.


Schéma de câblage général pour talkie-walkie VHF, pilote automatique et navigateur



Dans le schéma, les câbles NMEA-0183 sont marqués en bleu et RS232 en rouge. J'avais une sortie NMEA sur mon talkie-walkie sur mon talkie-walkie - vous pouvez obtenir des datagrammes du talkie-walkie pour le reste du fer.


Regardez la feuille de triche qui est nécessaire sur le yacht .

Source: https://habr.com/ru/post/fr484018/


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