h:De:Bordnetz

Hardware Verbindung

Diese Seite beschreibt wie man Daten aus dem Bordnetz auf dem Laptop sammeln kann.

Die dringenste Frage ist meistens: Wie verbinde ich meine bestehende Infrastruktur mit dem Laptop/Smartphone. Die kurze Antwort ist: Jeder Hersteller hat unterschiedliche Stecker, kann aber meistens auch mit einem der standardisierten Protokolle umgehen. Welche Geräte wie am besten zu verbinden sind wird je nach Hersteller in den folgenden Abschnitten erläutert. Es wird erst auf die Computerschnittstellen eingegangen und dann auf die Schnittstellen des Bordnetzes, da diese unterschiedlich funktionieren.

Sicherheitshinweis: Die Herrsteller achten insbesondere auf hohe Wasserbeständigkeitsschutzklassen (IP67), so dass im Falle des Kenterns oder Wassereinbruchs die Elektronik keinen Schaden nimmt. Bei Anschluß von PC Schnittstellen sollten insbesondere diese Schutzklassen erfüllt werden oder so geschaffen sein, dass ein Kurzschluß am PC nicht zu einem Kurzschluß des gesamten Busses führt. Hierfür sind Schnittstellen mit galvanischer Entkopplung geeignet. Bei der Konstruktion eigener Schnittstellen sollte dies ebenfalls Beachtung finden.

Laptop/Smartphone Schnittstellen

Je nach Computer gibt es hier unterschiedliche Schnittstellen. Einige davon sind Funkverbindungen.

Serielle Schnittstelle

Diese Schnittstelle ist unter dem Schnittstellennamen RS-232 oder COM Schnittstelle bekannt.

Stecker

Der Stecker am Computer ist meistens ein männlicher 9-poliger Stecker, so dass ein weiblicher Stecker auf Kabelseite benötigt wird. Aktuelle Computer besitzen meistens keinen Stecker mehr für diese Schnittstelle, da sie für heutige Anforderungen zu groß ist. Computer ca. aus dem Jahr 2008 und davor könnten diese Schnittstelle noch besitzen.

Übertragung

Die Daten werden byteweise über diese Schnittstelle übertragen, das heißt jedes Byte muss üblicherweise einzelnd vom Prozessor verarbeitet werden, sobald es ankommt.

USB (Universal Serial Bus)

Diese Schnittstelle wurde als Nachfolger der seriellen Schnittstelle entwickelt und sollte den Platzbedarf reduzieren und die Übertragungsgeschwindigkeit erhöhen.

Stecker

Die verbreitesten Stecker am Laptop sind Stecker vom Typ A. Smartphones haben heutzutage häufig den Mirco USB Stecker. Kleinere Geräte nutzen häufig den Mini USB Stecker, der sich zwischen diesen zwei Steckern einreiht.

USB Stecker: Mirco, Mini, Typ A

Übertragung

Die Übertragung der Daten von Sensoren erfolgt über eine Simulation der vorher beschreibenen seriellen Schnittstelle. Ein Hardwaretreiber des Geräts simuliert im Laptop einen COM Port über den die Übertragung läuft. Smartphones haben hier das Problem, dass es für sie meistens keine Hardware Treiber für die extern angeschlossenen Sensoren gibt, so dass sie nicht in der Lage sind die Daten auszulesen.

Bluetooth

Diese Schnittstelle ist eine drahtlose Funkverbindung, die in der Lage ist ebenfalls seriell Daten über kurze Strecken (ca. 10m) auszutauschen. Stecker gibt es daher keine, jedoch kann man meist am Bluetooth Logo auf der Verpackung oder dem Gerät erkennen, ob es diese Übertragung unterstützt wird. Die Schnittstelle bietet unterschiedliche Transfermodi an, die jedoch nicht von jedem Gerät unterstützt werden. Sie heißen Profile. Zum Einsatz kommt das meistens RFCOMM Profil, was wiederum eine serielle Übertragung von Daten ist. Ein IPOD unterstützt dieses Profil beispielsweise nicht, jedoch sind andere vollwertige Smartphones damit ausgestattet.

Ethernet/IP/TCP/UDP

Ethernet ist inzwischen ein Synonym für "Netzwerkverbindung" geworden. Der Hauptanteil an Datenaustausch im Internet entfällt auf diese weit verbreitete Schnittstelle. Sie überträgt Daten paketorientiert, d.h. mehrere Bytes werden zu einem Block zusammengefasst und übertragen.

WLAN (Wireless Local Area Network

Viele Smartphones und Computer unterstützen inzwischen das drahtlose Netzwerkprotokoll. Es basiert technisch auf Ethernet und ermöglicht auch hohe Bandbreiten bei paketorientierter Datenübertragung.

Hersteller

Die Hersteller berufen sich gerne auf Standardkonformität, die häufig nur in Teilen gegeben ist. Häufig gibt es Variationen beim Protokoll oder bei den Steckersystemen. Über die Ursache kann spekuliert werden. Da Standardisierungen meist langwierig sind, der Hersteller jedoch Lösungen für den Markt braucht besteht nicht immer die Möglichkeit auf eine Standardisierung zu warten. Der Kunde ist der Leidtragende, da er teure Adapterkabel kaufen muss, um mit dem quasi einheitlichen Standard Geräte anderer Hersteller anzuschließen.

Raymarine Protokolle

Raymarine Geräte wurden auf vielen europäischen Booten verbaut, auch weil große Serienherstelle wie Bavaria bis vor kurzem standardmässig auf diese Hersteller zurückgriffen.

SeaTalk

SeaTalk ist ein von Raymarine entwickeltes eigenständiges serielles Protokoll, welches von Sensoren genutzt wird um Daten auszutauschen. Da das Protokoll nicht offen ist, gibt zwei Optionen: Einen SeaTalk zu NMEA Konverter von Raymarine kaufen oder einen Konverter von einem Drittanbieter kaufen, der das Protokoll dekodiert hat. Brookhouse und GadgetPool bieten hier unter entsprechende Interfaces.

Mit diesen Gateways lassen sich NMEA 0183 Daten lesen und aufzeichen.

SeaTalk Verkabelung

Die SeaTalk Verkabelung erfolgt in Reihe von Gerät zu Gerät. Daher sollte jedes Gerät wie Autopilot oder andere mindestens zwei Anschlüsse haben, so dass am Ende vom Bus jeweils ein Anschluß frei bleibt, den man nutzen kann. Der Stecker hat drei Pins und ist immer weiblich. Notwendig ist in jedem Fall ein SeaTalk Kabel, um ein weiteres Gerät anzuschließen. Wenn das Gateway nur Schraubklemmen besitzt, muss ein Kabelende abgeschnitten werden.

SeaTalk NG (Next Generation) (Alt: SeaTalk ²)

SeaTalk NG ist ein auf NMEA 2000/CAN basiertes paketorientiertes Protokoll, welches eine höhere Bandbreite (250kbit) ermöglicht als SeaTalk. Die Geräte werden in einer Reihe mit Stichleitungen via T-Stücken verbunden. An beiden Enden des Busses müssen sogenannte Terminatoren aufgesteckt sein, um ein funktionierendes Bussystem zu erhalten. Datentechnisch werden die standardisierten NMEA 2000 / CAN Nachrichten verschickt. Eine Anbindung an den PC kann über einen Raymarine eigenen Konverter erfolgen. Alternativ kauft man sich ein Adapterkabel von Raymarine, welches das Backbone Kabel auf Standard NMEA 2000 Verkabelung umrüstet und schließt dort einen NMEA 2000 zu USB oder Bluetooth oder WLAN oder ... an. Der Actisense NGT-1 bietet die notwendige Funktionalität. Allerdings muss bedacht werden, dass man dann ein zweites NMEA 2000 zu SeaTalk NG Adapterkabel mit gegensätzlichem PinOut (männlich/weiblich) braucht ODER einen Standard NMEA 2000 Stecker-Terminator benötigt, um den Bus korrekt abzuschließen.

SeaTalk NG Steckersystem

Raymarine hat ein eigenes farbkodiertes Steckersystem für das Bussystem entwickelt. Backbone Kabel, Terminatoren, Stecker und Buchsen sind blau markiert. Spur Kabel, Stecker und Buchsen sind weiß markiert. SeaTalk auf SeaTalkng Konverter Kabel, Stecker und Buchsen sind gelb markiert. SeaTalk NG Spannungskabel sind rot markiert.

SeaTalk HS (High Speed)

SeaTalk HS ist ein Ethernet basiertes Protokoll welches eingesetzt wird, wenn die Bandbreite des CAN Busses / SeaTalk NG nicht mehr ausreicht. Beispiele sind das Verbinden zweier Raymarine Anzeigen. Von diesem Protokoll ist bisher nur wenig bekannt, außer dass es auf Ethernet basiert. Es sind keine bisher keine Rückwärtsübersetzungen des Protkolls bekannt, die dokumentiert sind. Wahrscheinlich ist jedoch, dass es ebenfalls ein IP basiertes Protokoll ist.

Raymarine Geräte

C-Series

Ein häufig verbautes Gerät ist das C-70, welches heute nicht mehr eingebaut wird. Die Installationsanleitung findet sich bei Raymarine. Auf Seite 27 (PDF:33) finden sich die verfügbaren Stecker. Das als SeaTalk² beschriebene Protokoll wurde später in SeaTalk NG umbenannt. Das Gerät kann SeaTalk 1 und SeaTalk NG, welches damals noch SeaTalk² hieß. Es bieten sich daher 3 Optionen zum Anschluß an den PC:

1. ) Via SeaTalk 1 am Ende des Busses einen SeaTalk 1 zu NMEA 0183 Konverter installieren
2. ) In das bestehende SeaTalk²/NG Netz ein NMEA 2000 Gateway installieren. Hierbei muss auf die richtigen Stecker geachtet werden
3. ) Direkt am NMEA 0183 Daten Anschluss (meist belegt).

Beispiel für die Anbindung des PCs via SeaTalk

Beispiel für die Anbindung via SeaTalk NG

Yachtbauer

• Bavaria hat bis 2011 Raymarine verbaut
• ELAN verbaut Raymarine

Lowrance

Lowrance hat wie Raymarine eine Farbkodierung für Anschlusskabel. Es gibt ein blaues Netz, welches zwischen 2005-2006 verkauft wurde und mittels Adapterkabel auf das rote Netz umgewandelt werden kann, welches danach verkauft wurde.

Garmin

NMEA 2000

Garmin verwendet Standard NMEA 2000 Kabel und Stecker, so dass mit einem einfachen NMEA 2000 Konverter zum PC verbunden werden kann.

Bus Konverter

• GadgetPool bietet SeaTalk zu NMEA 0183 Konverter
• Brookhouse bietet NMEA Gateways, die SeaTalk, USB, NMEA 0183 und Bluetooth können
• Raymarine hat ein SeaTalk zu NMEA 0183 Gateway im Angebot