NMEA2000 verkon luominen veneeseen
Yleistä
NMEA 2000 on uusi tietoverkko, joka on suunniteltu erityisesti veneisiin. Tämä on uusi National Marine Electronics Associationin kehittämä standardi. Lowrance on jo varustanut suurimman osan tuotteistaan NMEA 2000- valmiudella. Seuraavaksi käsitellään mitä tarvitset NMEA 2000- verkon rakentamiseen, kuinka liität uudet laitteet verkkoon ja muutamia vinkkejä kytkennöistä ja verkon toiminnasta.
Terminologia
On muutama asia, jotka on hyvä tietää ennen kuin voi ymmärtää miten NMEA2000- järjestelmä toimii. Osa niistä on teknisiä termejä, osa nimiä, jotka sisältyvät NMEA2000- standardiin ja jotkut valmistajien kehittämiä omia termejä. ”NMEA 2000 tietoverkko” tai kuten esimerkiksi ”LowranceNet” Kun puhutaan NMEA 2000- tietoverkosta puhutaan tiedonsiirtolinkistä kahden tai useamman laitteen välillä, jotka siirtävät NMEA2000- tietoa. Tätä voisi ajatella kuten tietokoneverkkoa tai jos kotona on puhelinverkko niin, että olohuoneessa olevasta puhelimesta voi kuunnella keittiössä olevaa puhelinkeskustelua. NMEA2000- tietoverkko on keino useamman kuin yhden GPS- laitteen ”kuunnella” GPS antennin keskustelua tai useamman kaikuluotaimen jakaa lämpötila-anturin tietoa. Voit nähdä moottoridiagnostiikkaa ja bensan tason digitaalisista mittareista tai näyttölaitteesta, sijaitsee se missä tahansa kohtaa venettäsi.
Yleensä veneeseen on tarvittaessa rakennettu tietoverkko, johon voit liittää useita GPS-laitteita tai kaikuluotaimia, lämpötila tai nopeusantureita tai muita NMEA2000- laitteita. Tällaisessa tietoverkossa voi olla esimerkiksi kaksi eri lämpötila-anturin tietoa (veneen peräpeilissä, sumpussa) , nopeusanturista tuleva tieto, GPS-modulista tuleva tieto tai bensankulutussensorista tuleva tieto. Tietoverkko voi näin jakaa tietoa pulpettiin asennetun kaikuluotain /GPS- yhdistelmälaitteen ja veneen perään asennetun kaikuluotaimen ja uistelumoottorin viereen asennettuun kaikuluotaimen kanssa. Tällöin kaikilla kolmella laitteella on pääsy kaikkiin veneeseen asennettujen sensorien tietoon, kunhan kaikki laitteet on kytketty verkkoon. Alla esimerkki tietoverkosta.
TUTUSTU MARINEKAUPAN NMEA2000 TARVIKKEISIIN
NMEA 2000-tietoverkko, jossa kaksi kaikuluotainta ja yksi GPS/kaikuluotain yhdistelmä. Kukin vastaanottaa sijaintitietoa LGC-2000-modulista (ei pakollinen, jos tieto saadaan esim plotterista), lämpötilaa lämpötilasensoreista ja bensankulutustietoa bensankulutus sensorista. Tässä on NMEA 2000- tietoverkon vahvuus. Jokainen verkkoon kytketty laite tai anturi kommunikoi keskenään. Edellä mainitut tiedot eivät ole ainoita tietoja joita verkon kautta voidaan jakaa. Kun yhä useammat valmistajat alkavat valmistaa NMEA 2000- valmiita laitteita, verkonkautta voidaan jakaa esim. tietoa jäljellä olevasta bensamäärästä, yksityiskohtaista tietoa moottorista esim. öljyn painetta bensankulutusta ym.ym.
HUOMIO:
Antureista tuleva kaikuluotainsignaali on liian voimakasta NMEA 2000- verkkoon, joten sitä ei voi jakaa verkkoa pitkin. Jokainen kaikuluotain tarvitsee oman anturin piirtojäljelle. Kuitenkin, kun kaikuluotain, jossa on anturi kytkettynä, liitetään NMEA- väylään se voi jakaa digitaalista (numeerista) syvyystietoa verkon kaikkiin laitteisiin.
”NMEA 2000 väylä” (”NMEA 2000 Buss”) tai ”Tietoliikenneväylä” (”Network Buss”)
Teknisesti, jokainen fyysisesti asianmukaisesti asennettu tietoverkko ja informaatiota käyttävä kaapeli, on tietoliikenneväylä. Tässä yhteydessä käytämme termiä kuvaamaan valmistajan jo veneeseen asentamaa väylää (kaapelia). Tämä tietoliikenneväylä on asennettu ja toimiva tietoliikennekaapeli, joka kulkee pitkin venettä. Sen on kytketty virtalähteeseen ja asianmukaisesti suljettu (terminoitu). Tällaisessa väylässä on valmiina tietoliikenneportteja eri paikoissa venettä.
”Runkokaapeli” ja ”Tietoliikenneportit”
Tietoverkko on rakennettu tietoliikenneporteista, joita on pitkin runkokaapelia. Tietoliikenneportit on tehty asentamalla T:n muotoisia liittimiä runkokaapeliin ja liittämällä näyttöyksikkö tai sensori T-liittimen alaosaan. Väylässä voi olla useampia näitä T:n muotoisia liittimiä, joissa on runkokaapeli kytkettynä kummallekin puolelle. Väylän lopussa olevaan T-liittimeen on toiseen päähän kytketty runkokaapeli ja toiseen terminaattoriplugi, kuten alla olevassa kuvassa on esitetty.
NMEA 2000- tietoliikenneportti sijaitsee NMEA 2000- väylän päätepisteessä.
Kaikki tietoliikenneportit veneesi verkossa saattavat olla varattuja, mutta jos haluat lisätä jotakin verkkoon, tarvitsee lisätä T-liitin. Lisääminen verkkoon on helppoa T-liittimellä
Tämän T-liittimen avulla voit lisätä laitteen NMEA 2000- väylään ja luoda uuden tietoliikenneportin
Pehmeä T-liitin on toinen tapa liittää laitteita NMEA 2000- tietoverkkoon. Pehmeä liitin toimii samalla tavalla kuin kova T-liitin. Se on tarkoitettu järjetelmiin joihin kova T-liitin ei mahdu
”Suoraviivainen rakenne” (”Linear Architecture” )
NMEA 2000 – tietoverkko on suunniteltu suoraviivaiseksi rakenteeksi ja on tärkeää säilyttää tämä lisätessä laitteita ja tietoliikenneportteja. Puhuttaessa lineaarisesta rakenteesta viitataan tapaan, jolla tietoverkon runkokaapeli on asennettu ja tavasta liittää T-liittimiä siihen. Huomioi, että jokaisessa T-liittimessä on yksi naaraspuolinen liitäntä ja kaksi koiraspuolista liitäntää. Tämä tarkoittaa, että voit liittää sen kahdella tapaa. Voit liittää sensorin tai näyttölaitteen T-liittimen alaosaan ja runkokaapelin T-liittimen sivulle (suositus). Voit myös liittää sensorin tai näyttölaitteen T-liittimen sivulle ja runkokaapelin T-liittimen alaosaan. Liitännät sallivat tämän, mutta menetät samalla suoraviivaisen rakenteen, kuten alla oleva kuva esittää.
Edellisessä kuvassa on kaksi mahdollista tietoverkkorakennetta. Vasemman puoleinen vaihtoehto säilyttää suoraviivaisen rakenteen, kun taas oikean puoleinen ei. Säilytä aina suoraviivainen rakenne kun asennat NMEA 2000 – tietoverkkoa.
Kuvan kummassakin suunnitelmassa on samat komponentit. Kummatkin tietoverkot on suljettu ja kaikki liittimet on mahdollisuus kiinnittää toisiinsa. Vasemmanpuoleinen suunnitelma on helpompi säilyttää ja laajentaa. Voit olla myös varma, että kaksi terminaattoria on runkokaapelin päissä. Oikeanpuoleinen järjestelmä ei ole suoraviivainen eikä siinä ole selkeää loppupäätä. Säilytä aina suoraviivainen rakenne kun muokkaat tietoverkkoa. Varmista, että kiinnität sensorin tai näyttölaitteen T-liittimen alaosaan. T-liittimen sivuille voit liittää toisen T-liittimen, runkokaapelin tai terminaattorin, eikä mitään muuta. Kaikki tässä ohjeessa olevat esimerkki tietoverkkosuunnitelmat ovat tehty käyttämällä suoraviivaista rakennetta.
Tietoliikenneportin lisääminen ja uuden laitteen lisääminen NMEA2000 verkkoon
Voit lisätä portin mihin tahansa runkokaapelin kohtaan, jossa on liitos. Liitos voi olla runkokaapelin loppupäässä (T- liittimen ja terminaattorin välissä) kahden T-liittimen välissä, T-liittimen ja runkokaapelin jatkokaapelin välissä tai kahden jatkokaapelin välissä. Mihin tahansa haluat lisätä uuden portin, erota liittimet vanhasta liitoksesta ja liitä uusi T-liitin niiden väliin.
Jos haluat lisätä portin väylän loppuun (edellinen kuva) poista terminaattori viimeisestä liittimestä. Kiinnitä huolella uusi T-liitin ja liitä terminaattori uuden liittimen päähän. Näin voit lisätä taas uuden laitteen.
Huomio:
Valmistajien asentamissa tietoverkoissa on valmiina kaksi terminaattoria.
Jatkokaapelin lisääminen
Saatavilla on eripituisia jatkokaapeleita, joilla voit sijoittaa laitteet ja sensorit haluamaasi kohtaan venettä. Jatkokaapeleissa on koiraspuoleinen liitin ja naaraspuoleinen liitin, joten voit liittää sen mihin tahansa liitokseen tietoverkossa.
Esimerkiksi veneessä on ryhmä T-liittimiä keulassa ja ryhmän viimeisestä T-liittimestä lähtee 5m jatkokaapeli ohjauspulpettiin. Jatkokaapelin päässä on toinen ryhmä T-liittimiä ja sieltä jatkokaapeli veneen perään, jossa on lisää T-liittimiä ja laitteita. Suositus on ettei kaapelien pituus ylitä 100 metriä. Voit liittää jatkokaapelin myös laitteen ja T-liittimen väliin. Voit helpommin asentaa laitteen haluttuun paikkaan. Älä käytä yli 5metrin jatkokaapelia laitteen ja runkokaapelin välillä.
LowranceNET NMEA 2000 tietoverkon rakentaminen
Vuonna 2005 venevalmistajat (OEM) alkoivat asentamaan NMEA 2000- tietoverkkoja veneisiin. Jos veneessäsi ei ole valmista verkkoa, sinun pitää asentaa se. Tässä ohjeessa neuvotaan, miten asennat verkon käyttämällä LowranceNET NMEA
2000- komponentteja. NMEA 2000 verkon asentaminen ei ole vaikeata. Sinun täytyy ymmärtää muutama perusasia ja voit suunnitella tarpeisiisi sopivan tietoverkon.
Virtakytkennät
Toimiakseen NMEA 2000- tietoverkko tarvitsee kytkeä poiskytkettävään virtalähteeseen (veneen päävirtakytkimen taakse tai paneelissa olevan katkaisijan taakse). NMEA 2000-tietoverkko tarvitsee 12V DC virtaa. Jos veneessä on valmiina NMEA 2000- tietoverkko se on jo kytketty virtalähteeseen. Varmista verkon kytkentä veneen valmistajalta tai myyjältä.
• Tietoverkon laajuudella ei ole väliä, eikä sillä kuinka monta laitetta siihen on kytketty verkko tarvitsee aina kytkeä virtalähteeseen.
Jos käytät näyttölaitetta ja LGC 2000 GPS- modulia, jotka muodostavat suppean tietoverkon, täytyy sinun kytkeä näyttölaitteen NMEA 2000 Power – virtajohto virtalähteeseen.
• Kytke NMEA 2000 virtajohdot aina katkaisijan kautta, jotta voit kytkeä virran pois tietoverkosta.
NMEA 2000 Power-virtajohto liitetään katkaisijan taakse. Kytke NMEA 2000 Power-virtajohto vain yhdestä näyttölaitteesta verkkoon.
NMEA 2000 -tietoverkossa olevat laitteet kuluttavat koko ajan virtaa, silloin kun tietoverkossa kulkee virta. Niillä ei ole omaa päälle ja pois katkaisijaa. Välttääksesi akun tyhjenemisen varmista, että voit helposti kytkeä virran pois tietoverkosta.
Yleisin tapa on kytkeä virtajohdot ohjauspulpetin paneelissa olevaan katkaisijaan tai päävirtakytkimen taakse.
Älä koskaan kytke tietoverkkoon virtaa kahdesta tai useammasta laitteesta. NMEA 2000- tietoverkkoon ei saa kytkeä enempää kuin yhden virtalähteen!
Jos esimerkiksi kytket GPS – näyttölaitteen ja LGC 2000- modulin tietoverkkoon jossa jo kulkee virta, älä enää kytke laitteen NMEA 2000 Power-virtajohtoa virtalähteeseen.
Kaikki sinisillä koskettimilla varustetut Lowrance- näyttölaitteet toimitetaan virtakaapelilla, jossa on kolme johdinnippua. Yksi niistä on NMEA 2000 Power -virtajohto.
Näyttölaitteen oman virtajohtimen voi kytkeä suoraan virtalähteeseen. Kuitenkin on mahdollista liittää useita näyttölaitteita yhteen verkkoon. Jos lisäät laitteita muista, että vain YKSI LAITE TUOTTAA VIRRAN VERKKOON. Vaikka kaikki laitteet toimitettaisiin NMEA 2000- virtajohdolla, asennetaan vain yhdestä laitteesta virta verkkoon. Jos kytket virran verkkoon useammasta laitteesta johtimet saattavat ylikuormittua ja aiheuttaa tulipalon!
Virran voi kytkeä NMEA 2000- väylään kahdella muullakin tavalla. Ne ovat terminaattori, johon on liitetty virtajohdin ja tietoliikenneportti, johon on kytketty virtajohdin. Moniin valmiiksi asennettuihin tietoverkkoihin on virta kytketty jommalla kummalla tavalla. Jos tietoverkkoon on kytketty virta näin, älä enää kytke näyttölaitteen mukana tulevaa NMEA 2000 Power- virtajohdinta virtalähteeseen!
NMEA2000 verkkoon tuodaan virta usein tietoliikenneportin kautta.
OEM tehdasasennetut tietoverkot käyttävät yleensä tietoliikenneporttiin liitettyä virtajohdinta. Punainen- ja mustajohdin on kytketty katkaisimen taakse, jotta virta voidaan katkaista väylästä.
VAROITUS:
Jos kytket virran NMEA 2000-tietoverkkoon useasta laitteesta, voi siihen kytketyt laitteet, tietoverkko ja veneesi kärsiä vaurioita.
Terminaattorit
Toimiakseen oikein NMEA 2000- tietoverkko tulee olla terminoitu (suljettu), joko yhdellä 60ohm tai kahdella 120ohm terminaattorilla. Yleisin tapa on käyttää kahta 120ohm terminaattoria silloin kun verkossa on kolme tai useampia laitteita tai sensoreita. GPS laitteiden mukana tulee pieni plugi, T-liittimen ja jatkokaapelin mukana, johon on painettu 60ohm. Tämä on tarkeä suppeassa tietoverkossa, jossa on vain kaksi laitetta, esim GPS- näyttölaite ja LGC 2000- antennimoduli.
Jos veneessäsi on valmiina NMEA 2000- tietoverkko se on jo terminoitu. Terminaattorit tuottavat tarvittavan vastuksen laitteille, jotka kommunikoivat verkossa. Kommunikaatio muodostuu sähköisistä pulsseista, joita laite lähettää.
Verkko tarvitsee toimiakseen 60ohm vastuksen, palauttaakseen verkon takaisin alkutilaan signaalin jälkeen, jotta seuraava pulssi voidaan kuulla.
• Älä koskaan liitä terminaattoreita toimivaan NMEA 2000- tietoverkkoväylään. Jos verkko toimii, se on jo terminoitu.
• Jos käytät kahta 120ohm terminaattoria ne kannattaa kytkeä mahdollisimman etäälle toisistaan verkossa.
Uuden laitteen lisääminen toimivaan tietoverkkoon
Toimivassa tietoverkossa ei tarvitse huolehtia terminaattoreista ja virtakytkennöistä. Lisätään vain uusi T-liitin kuten edellä on kerrottu ja liitetään uusi näyttölaite tai
sensori verkkoon. Voit asentaa tietoverkon kuten edellä mainitussa esimerkissä, mutta lisäät siihen uuden tietoliikenneportin (jatkokaapelit ja T-liitin saattavat tulla lisättävän laitteen mukana). Voit jatkaa tietoverkon laajennusta lisäämällä tietoliikenneportteja, kunnes verkko sisältää kaiken haluamasi.
Laitteiden kytkeminen muihin kuin Perus NMEA2000 komponenteista rakennettuun verkkoon
Jotkut venevalmistajat asentavat Molex® Micro-C™ liittimistä koostuvia tietoverkkoja. Kuva alla.
Esimerkiksi Lowrance valmistaa adapterikaapeleita, joilla yleisimmät laitteet voidaan kytkeä Mirco-C- liittimistä rakennettuun verkkoon.
Tulevaisuus
NMEA 2000 kommunikaatiostandardi ei ole uusi ajatus. Se kehitettiin korvaamaan vanha NMEA 0183 standardi. NMEA 0183 kehittyi vuosien aikana ja se muuttui dramaattisesti. Muutos oli niin dramaattinen, että NMEA 0183- standardin mukaiset laitteet, joita silloin kehitettiin (NMEA 0183 ver.1) eivät ole enää yhteensopivia tämän päivän laitteiden kanssa (NMEA0183 ver.3) . Korjatakseen tämän ja estääkseen samanlaisen tapahtumasta NMEA päätti hyväksyä uuden standardin NMEA 2000 , joka on radikaalisti erilainen kuin vanha 0183. NMEA 2000- laitteet eivät välttämättä kommunikoi NMEA 0183- laitteiden kanssa eikä sitä laitteilta oleteta. Vaan NMEA 2000 on alusta asti suunniteltu yhdenmukaiseksi järjestelmäksi tulevaisuuteen.
Kuten alussa sanottiin, kaikki toiminnot ei ole vielä saatavilla. Veneitä varustettuna NMEA 2000- väylillä on vasta alettu valmistamaan, ja monet anturit ja tuotteet jotka tuottavat tietoa verkkoon on vielä kehitteillä eri yhtiöissä kuten Lowrancella.
NMEA 2000 on teollisuuden hyväksymä standardi ja kaikki sen tarjoama vahvuus ja monipuolisuus näkyy nopeana kasvuna lähivuosina. On mainittu moottoreiden kyvystä raportoida yksityiskohtaista tietoa toiminnasta verkkoa pitkin. Tämä on yksi suuri etu NMEA 2000 kielessä. Uusi teknologia on vielä kehitysvaiheessa. Vuoden 2006 puoleen väliin mennessä suurin osa moottorivalmistajista tuottavat NMEA 2000 valmiita moottoreita.