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glowntiger

Bootsmann

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Freitag, 1. November 2019, 08:40

Raspberry Schnitstellen Openplotter / signalk >>MarineControlServer

Moin zusammen,
möchte hier mal ein neues Projekt von mir vorstellen.
Ich habe eine Adapterboard für den Raspberry gebaut:
index.php?page=Attachment&attachmentID=236024
index.php?page=Attachment&attachmentID=236025

Was kann das ganze?:
Das MCS-Board (MarineControlServer) kann einen Raspberry aufnehmen und bietet diverse Schnitstellen:
-CAN (NMEA2000 Kompatibel) mit einem MCP2515
-6x RS422/485 (NMEA0183) Kompatibel mit einem SC16IS752
-1x echtes 1-wire mit einem DS2482-100
-5x Digitale Eingängen (1er mit Zeit Verzögerung zum runterfahren) 8-28V Kompatibel
- Mit Spannungsversorgung an Bord (8-28V)
-I²C Schnittstelle (5V Kompatibel) zum anbieten von I/O boards (in Bearbeitung) sowie externer Sensoren

Durch den Zeitverzögerten Eingang kann der Pi kontrolliert runtergefahren werden: Wenn der Eingang eingeschaltet wird, z.b. Anlegen von 12V, wird der Spannungsteil aktiv geschaltet. Zusätzlich wird ein Eingang am Pi auf high gezogen. Beim wegnehmen der Spannung wird der eingang am pi auf low geschaltet, der Pi wird dann über ein Script runtergefahren. Nach einer Verzögerung von 30-40s wird die komplette Spannungsversorgung des Bord´s automatisch komplett abgeschaltet. Nach wieder anlegen der Spannung (Schalter) startet der Pi wieder automatisch.

-Eine APP für OpenPlotter 2 ist in der beta….Wird die kommenden Tage vom OP-Team mit übernommen:
https://github.com/Thomas-GeDaD/openplotter-MCS

Zusätzlich gibt es für das Bord ein Gehäuse in IP65:
index.php?page=Attachment&attachmentID=236023

Weiter Infos gibt's auch noch hier im OpenPlotter Forum:
http://forum.openmarine.net/showthread.php?tid=1807

Was ich auf diesem Wege suche sind 2-3 Tester. Würde dafür die Module vergünstigt abgeben und auf ein paar Erfahrungen und Eindrücke hoffen.
Bei Nichtgefallen kann das Bord natürlich zurückgegeben werden

Das Bord soll ab Anfang kommenden Jahres für etwa 75€ (ohne Gehäuse) auf den Markt kommen.
Hier ein Paar Eindrücke mit einem B&G Vulcan 7 und Signalk:
index.php?page=Attachment&attachmentID=236026
index.php?page=Attachment&attachmentID=236027

Anschlussbeschreibungen gibt es hier:
https://drive.google.com/file/d/1ne89Fx9…tKAuFRHfMm/view

glowntiger

Bootsmann

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kannix

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Freitag, 1. November 2019, 08:58

Hübsch!

Vielleicht ist das ja was für Dich:
DIY Gemeinschaftsstand auf der Boot 2020

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4

Freitag, 1. November 2019, 11:46

@glowntiger:

Hallo Thomas,

ich glaube wir hatten vor einiger Zeit schon einmal miteinander telefoniert. Dein Projekt sieht sehr spannend aus was Du da gemacht hast. Wir wollen auf der kommenden Boot 2020 unsere DIY-Projekte von einigen Leuten vorstellen. Da würde sowas prima reinpassen, wenn Du Lust dazu hättest. Steht bei Dir der kommerzielle Gedanke im Vordergrund oder eher OpenSource und Open Hardware? Wir wollen dort gerne offene Projekte vorstellen. Für kreative Ideen sind wir immer offen.

Ich sehe da auf Deiner Platine ein CE-Zeichen. Ist das wirklich schon CE abgenommen?

Du schreibst auch was von NMEA2000 mit Raspi. Funktioniert die NMEA2000-Anbindung auf dem Raspi? Das ist eines unserer wichtigsten Themen.

Du würdest den Messestand mit Deinem Projekt durchaus bereichern.

Viele Grüße

Norbert

glowntiger

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5

Freitag, 1. November 2019, 12:37

Moin norbert-walter,
das mit dem opensource ist so eine Sache....
Von mir als Person, also die Konstruktion als solches ist eher offen.
Wen jemand die Schaltpläne haben möchte, gebe ich die wohl raus.
Mein Primäres Ziel von GeDaD als Firma ist eher ein kommerzielles..
Wer sich aber die Preise anschaut und weiß was so etwas an Entwicklung und Herstellung kostet wird feststellen das da die Kostenrechnung nicht passt. ;-)
Ich bin jemand der sich Lücken sucht die er selber hat und dann ein entsprechendes Produkt entwickelt. Das versuche ich dann anderen zugänglich zu machen. DIY ist gut aber nicht für jeden umsetzbar da die Möglichkeiten fehlen...
Das ganze läuft so hobbykommerziell ;-)

Nichts desto trotz, wenn man es von außen betrachtet ist es eher kommerziell.

Natürlich hätte ich spaß daran sowas auszustellen, könnte mir aber vorstellen das es mit euerm DIY aneckt.... und da will ich kein Ärger. :O
Die Software ist komplett opensource. Ich verkaufe Hardware auch grundsätzlich ohne Software und Softwaresupport … Was nicht heißt das ich diese nicht erstelle und bei Problemen behilflich bin...


NMEA2000 läuft problemlos. Der MCP wird von openplotter 2 direkt unterstützt. Auch ohne OP kann er einfach integriert werden.
Sieht man ja auch in den Screenshots. Da ist der MCS mit einem B&G Vulcan7, DST200 und einem Seatlak1-Seatlakng Adapter (Raymarine ST60+ Wind und ST4000+) und einem KNS Tanksensor verbunden.

Wenn Du Interesse hast kann ich dir ein Bord zum testen zusenden? Die ersten gebe ich für die Herstellkosten weiter. Bin immer für Verbesserungsvorschläge und Kritik offen.

An der CE Zertifizierung bin ich grade dran. Ohne darf ich es ja auch nicht verkaufen. Bedienungsanleitung (deutsch) ist auch fast fertig...
FCC werd ich mir wohl sparen und nur Europaweit versenden. FCC ist schon deutlich aufwendiger.

Gruß
Thomas

6

Freitag, 1. November 2019, 14:32

Moin Thomas,

Hat das Board auch nen kleines Pufferakku?

Ich habe meinen Pi letztes Jahr mit ner USV versehen, weil er beim Mototstart immer mal eben runter gefahren ist.

Welchen Treiber verwendest du für die Nmea0183 Anschlüsse? Mein RO4800 zieht hin und wieder meine RS485 USB Dongles so runter, dass ich nur durch einen Reboot wieder die Connection aufbauen kann.

Würde dein Board gern testen, leider aber erst im Frühjahr. Die oben genannten Problemchen treten erst im Lifebetrieb auf, oft erst nach 5 oder 6 Stunden. Im Laborbetrieb habe ich das alles nie gehabt.

Schöne Grüße
Markus

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Moeritsen

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7

Freitag, 1. November 2019, 16:13

Moin Thomas,

hätte Interesse, das Board zu testen, auch wenn gerade schicke Serial-USB-Bausteine aus China bei mir eingetroffen sind. Ich bin kein Ingenieur, von mir würdest du also ein Feedback aus Anwendersicht bekommen.
Für mich ist wichtig, dass man zwischen deine Platine und den Raspberry noch ein Board für eine SSD bekommt.

Dann kann das losgehen...

Michael


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glowntiger

Bootsmann

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8

Samstag, 2. November 2019, 08:48

Moin zusammen,

@bonobo:
Die Bords haben kein Pufferakku. Ich bin auch kein Freund von Akkus, ist aber Wahrscheinlich Einstellungssache. Die Dropdown-Regler auf dem Bord liefern bis zu einer Eingangsspannung von ca 6,8V stabile 5V am Pi. Daher sollte solch ein Verhalten eig. ausgeschlossen sein...? Was für Regler verwendest Du aktuell? Habe mich ausgiebig mit dem Thema Akku auseinander gesetzt. Allerdings eher im Hinblick auf gesteuertes runterfahren bei Abschaltung. Dabei habe ich mich für die Methodik mit der Zeit Verzögerung entschieden. BytheWay: Eig. gehört sowas auch an die Verbraucherbatterie und nicht an die Starter... ;-)
Für die NMEA0183 Schnittstellen nutze ich SC16IS752 mit MAX3485 und entsprechendem Eingangsschutz...
Ich habe auch ein Furuno RO4800 mit AIS und habe bisher keinerlei Probleme? Das RO4800 hat auch RS232, kann aber auch angeschlossen werden...

@Michael:
Genau die Anwendersicht Interessiert mich ja. Man wird schnell Betriebsblind und erkennt die Probleme nicht ;-) Nichtsdestotrotz sollte ein Grundverständnis da sein: Was ist ein Pi, was ist NMEA usw... ;-)
Was genau für eine SSD nutzt Du? Prinzipiell können weiter HAT´s angeschlossen werden. Wir müssen nur aufpassen das wir uns mit den Schnittstellen (elektrisch) nicht in die Quere kommen.

- ich beantworte nachher die Pn´s... :P
Gruß
Thomas

Moeritsen

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9

Samstag, 2. November 2019, 09:54

Moin Thomas,
dann passt das ja. Deine Fragen kann ich beantworten, habe zB hier ins Forum Links zu 2 Erklärvideos zu NodeRed eingestellt. Und ich kann einen Lötkolben von der richtigen Seite anfassen.
Bevor ich dein Board im den Händen habe: ist auch eine RS232 drauf? Ich habe zB ein Garmin GPSMap 60CSx als Backup. Das läuft nur an RS232. Und ich habe den Eindruck, dass einige Funkgeräte für die AIS-Ausgabe über NMEA 0183 RS232 brauchen.
Ich habe in den letzten Monaten mit bestimmt 5 verschiedenen Schnittstellenbausteinen herumexperimentiert, verschiedene Hersteller, verschiedene Typen. Manche Geräte laufen an allen Schnittstellen, manche sind zickig.
Wenn sich deine Platine bewährt, würde ich meine bisherigen Schnittstellen weglassen. Die Möglichkeit, alle Möglichkeiten maritimer Schnittstellen auf einer Platine zu haben finde ich sehr gut.
Ich benutze eine Mini-SSD mit 120gb von Weijinto. Die sitzt auf einer für den raspi 4 ausgelegten Platine dann besser unter dem raspi. Ich warte noch, dass man den Raspi 4 direkt von der SSD booten kann, ist wohl noch nicht soweit.

Gruß Michael

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glowntiger

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Samstag, 2. November 2019, 10:35

Moin Michael,
wenn ich das richtig sehe nutzt die SSD nur die 4 Anschraubpunkte und wird dann über USB angeschlossen? dann ist das kein Problme. ggf. Brauchst du längere Anschraubadapter....
Die Meisten geräte nutzten meiner Erfahrung nach RS232 , wie zb. das RO4800 usw.. Diese an dem Bord an zu schließen ist kein Problem, da der max3485 weiter Spannungsbereiche abdecken kann. Andersrum ist es vom "Empfänger" abhängig ob dem die Pegel der 485/422 Schnittstelle reichen.... Muss ich zugeben habe ich noch nicht ausprobiert. Bisher Sammel ich über die Schnittstell bei mir nur Daten und gebe Sie dasn über Wlan (UDP) oder NMEA2000 wieder aus.

chrhartz

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11

Samstag, 2. November 2019, 17:14

Hallo Thomas,

cooles Projekt! Ich finde, dass das durchaus zum Messestand mit den DIY Projekten passt.

Es geht ja um den Do it Yourself-Gedanken und nicht darum, sein know how komplett gemeinfrei
ins Netz zu stellen. Auch bei Deiner Platine hat man noch genügend eigene Arbeit, die man leisten
muss.

Beim Thema Stromversorgung bin ich einen anderen Weg gegangen. Ich habe mir das Verhalten der
Raspberry-Portpins zunutze gemacht, die nämlich inaktiv werden, sobald der Prozessor in den Standby-
Modus geht.

Eingeschaltet wird per Taster oder mit dem Alarm-Ausgang vom Uhrenbaustein. Man kann also den
Raspi auch zeitgesteuert einschalten und er kann sich selber die Stromversorgung komplett abschalten.

Realisiert ist das mit einem FlipFlop, welches über den fallenden Pegel vom Portpin zurückgesetzt
wird. Mit einem zusätzlichen Transistor kann man das Rücksetzen des FlipFlops auch unterbinden,
damit man beispielsweise einen Reset mit Neustart durch führen, ohne dass die Stromversorgung
gekappt wird.

Viele Grüße,
Christian
»chrhartz« hat folgende Datei angehängt:
  • RPi power.jpg (456,04 kB - 43 mal heruntergeladen - zuletzt: 7. Februar 2020, 01:06)
Neptun 20, Segelnummer 950, Honda 5BFU, Liegeplatz Bernau/Chiemsee

glowntiger

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Montag, 4. November 2019, 08:14

Moin Christian,
danke für die Infos. Ich hatte mir das Thema auch angesehen als ich mich damit beschäftigt habe. Mein letzter Kentnissstand war seinerzeit aber das nicht sichergestellt ist das die Pins zwingend als letztes abschalten. Somit wäre ein Ordnungsgemäßes runterfahren nicht sichergestellt. Zusätzlich nutze ich auch z.b. Asus Tinker Rechner, und da sieht das schon wieder anders aus. Das war der Grund warum ich mich für die Zeitverzögerung entschieden habe. Es ist halt universell. Einziger Nachteil ist das man ca 20-30s warten muss bevor man wieder starten kann. Ich schalte übrigens auch den gesamte Dropdown Regler aus. Entsprechend liegt die standby Last im unteren uA bereich....
Gruß
Thomas

Dieser Beitrag wurde bereits 2 mal editiert, zuletzt von »glowntiger« (4. November 2019, 09:06)


glowntiger

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Montag, 4. November 2019, 08:39

Zusätzlich kahm die Frage per PN warum 4 Eingänge auf dem Bord sind und keine Ausgänge:
Das hat folgenden Hintergrund, den ich oben vergessen habe aufzuführen:
Das Board hat eine I2C Schnittstelle an bord. Für diese gibt es Erweiterungsbords als 16fach Eingangsmodul, 16fach Ausgangsmodul, 4Fach Analog Eingnagsmodul, 16Fach PWM Modul sowie 4 Fach RGBW Modul. Von den 16fachen Ein/Ausgangsmodulen können je 4 an ein MCS ansgeschlossen werden (Adressbereich) somat hat man 64 Eingänge und 64 Ausgänge zusätzlich. Wer also Automatisierung betreiben will kann sich hier voll auslassen. ;-) Die Ein/Ausgangsmodule arbeiten übrigens mit einem mcp23017, der auch von nodered unterstützt wird.
Die Module gibt es schon. Aktuell allerdings nur für die Hutschiene. Geplant sind diese auch noch passend für das Gehäuse des MCS:
https://www.gedad.de/shop/gecos-wired/#c…uct-14295742322

Wofür noch die 4 Eingänge auf dem Bord?:
Grund sind schnelle Zählungen. Die Eweiterungsbords können bis ca. max 10Hz Zählen. Wer also z.b. einen Sensor als Drehzahlmesser anschließen möchte kann das nur an den Eingängen auf dem Bord!
Zusätzlich haben diejenigen die keine Automatisierung betreiben möchten die Chance Schalter (Öldruckschalter, Ladezustandskontrolllampe, Übertemperatur usw) anzuschließen um die Daten mit in den NMEA2000 Bus einzuspeisen.
Das ist also der Grund warum "nur" die 4+1 Eingänge auf dem Bord sind.
Zusätzlich gibts natürlich noch die Möglichkeit über 1-Wire zu erweitern. Mit dem DS2482-100 hat das MCS echtes und Leistungsfähiges 1-Wire an Bord!
In der App für Openplotter 2 habe ich bisher "nur" den DS18B20 integriert. Also Temperatur. Die Daten werden dann relativ simpel mit Signalk ins NMEA2000 Netzwerk geschoben.

Gruß
Thomas

14

Montag, 4. November 2019, 16:17

Hallo Thomas,

klingt alles sehr spannend, was Du da machst. Hab mir auch das 4Fach Analog Eingangsmodul angesehen - allerdings geht das nur für 0-10V. D.h. für Bootsanwendungen wieder Spannungsteiler und selber rumrechnen. Dann bin ich eigentlich eh schon wieder fast an meiner existierenden Lösung mit selbstgelötetem Board (Spannungsüberwachung von Starer- und Verbraucherbank). Ich denke für die große Mehrheit wäre 0-20V spannender.

lg
Gernot

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Montag, 4. November 2019, 16:28

Die Eweiterungsbords können bis ca. max 10Hz Zählen. Wer also z.b. einen Sensor als Drehzahlmesser anschließen möchte kann das nur an den Eingängen auf dem Bord!

10Hz werden für einen Drehzahlsensor nicht reichen. Bei einem Durchflussensor wäre es wohl gerade noch möglich. Die Idee mit den Zusatzmodulen finde ich gut. Sie müssten aber wasserdicht mit im Gehäuse untergebracht werden können.

Nochmal zur Boot 2020. Ich hätte jetz kein Problem damit Dein Projekt dort vorzustellen. Es stellt einen alternativen Ansatz dar. Wenn Du bezüglich technische Unterlagen (Schaltplan) offen wärst, dann könnte man das mit ausstellen. Das Du die Hardware auch kommerziell verkaufen möchtest ist eine andere Sache. Meistens ist es ja so, dass viele die Idee gutfinden aber eine fertige Platine beziehen wollen. Man kann da ganz gut beide Dinge verfolgen. Zum einen offen sein und zum anderen kommerzielle Ziele verfolgen.

Norbert

glowntiger

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Montag, 4. November 2019, 17:55

Moin,
@Gernot:
Die aktuellen Module sind wie beschrieben aus dem Hausautomationsbereich. Daher die 0-10V 0-20mA. Aber das mit den 20V ist eine gute Idee. Das pass ich für die Marine-Module noch an!

@Norbert:
Daher ja wie beschrieben die 4 Eingänge auf dem MCS. Die über i2c schaffen halt "nur" die 10Hz. Die 4+1 Eingänge auf dem MCS selbst hängen über Optokoppler an den Pins vom Pi (siehe Schnittstellenbeschreibung) können also deutlich schneller um halt auch solche Anwendungen zu ermöglichen. Genau aus dem Grund sind sie entstanden um halt schneller als 10Hz zu zählen.
Wie auch schon geschrieben sollen die I/O Module für das Gehäuse in dem auch der MCS sitzt angepasst werden. Die verlinkten stammen aus dem Hausautomationsbereich! Wer halt nur schon damit "testen" möchte kann die nutzen, da die elektrischen Schnittstellen identisch sind.

Zur Boot: Wenn es für niemanden ein Problem darstellt würde ich natürlich gern Teilnehmen und mich beteiligen. Ne Bessere "Marktrückmeldung" gibt es für mich ja kaum. Software bleibt ja auch Opensource… Schaltpläne als "Grobübersicht" kann ich natürlich auch Zeigen.
Gruß
Thomas

chrhartz

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17

Montag, 4. November 2019, 19:49

Hallo zusammen,

ich denke man muss bei den Platinen auch bedenken, dass sich viele der Bauteile ohne Schablone und
Lötpaste gar nicht mehr löten lassen. Eine fertige Platine, komplett oder mit SMD teilbestückt ist eigentlich
das Minimum.

Man kann den Schaltplan dann ruhig freigeben, die wenigsten Anwender können die Platine nachbauen.
Und wenn jemand das kann, dann braucht er den Schaltplan auch nicht. :D

Ich hatte bei meiner OpenPlotter Platine für den Raspberry für die Kunden die kompletten Schaltpläne,
Stücklisten und Bestückungspläne mit auf die beigelegte SD-Karte mit dem OP-Image kopiert.

Das ist doch ein guter Kompromiss, die Kunden bekommen die Pläne und sie liegen nicht offen im Netz.

Viele Grüße,
Christian
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18

Montag, 4. November 2019, 20:35

Moin Christian,
ja das hört sich gut an.
Würde das dann wenn dann so handhaben, dass ich hinterher bei der Bestellung die Pläne mitsende.
Zusätzlich sind aber auch alle Schnittstellen und Anbindungen hinterher gut in der Bedienungsanleitung beschrieben (wie auch bei meinen anderen Modulen die öffentlich sind)
Das ist ja nun auch kein Hexenwerk... ;)

19

Mittwoch, 6. November 2019, 23:55

Moin glowntiger,


ein hochinteressantes Projekt!
.

Ich bastel auch gerade an einem Bordserver / Netz: Raspi 3 B+ als sigk-server. diverse Sensoren implementiert mit micropython auf ESP32s (Drehzahl, Motortemperaturen, Tanklevel, Batteriespannungen, etc.) eingebunden per WLAN über websockets. Schnittstelle sigk / NMEA2000 aktuell über einen iKonvert. Der Server schickt alle Daten auch als NMEA0183 ins WLAN, somit alles (auch AIS) auch auf zB Tablets verfügbar. Loggen der Daten per InfluxDB und Visualisierung mittels Grafana.
.
An Deinem Projekt habe ich aktuell noch nicht verstanden, wie die Zeitverzögerung bzgl. der Spannungsversorgung genutzt wird. Bietet das Board eine echte USV-Funktion?

glowntiger

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Donnerstag, 7. November 2019, 10:21

Moin,
ne keine USV Funktion.
Das Bord hat einen 12V, und einen 12Venable eingang. 12V bekommt dauerhaft 12V.
Zum Ablauf:
-12Venable wird eingeschaltet, bekommt also 12V anliegend. Dadurch wird am Bord der Regler eingeschaltet => Pi startet. Gleichzeitig wird ein GPIO auf high gezogen.
-Pi läuft
-12Venable wird abgeschaltet: Dadurch geht der GPIO auf low. Der Pi wird über ein Script runtergefahren. Nach einer Verzögerung van ca 30-40s wird der Regler des Bords abgeschaltet, der Pi ist also Stromlos.
Dadurch kann er beim einschalten von 12Venable wieder gestartet werden.

Verständlich?
Gruß
Thomas

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