h:De:Bordnetz

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 verwendet 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 Hersteller von Navigationsgeräten achten auf hohe Wasserbeständigkeitsschutzklassen (IP67), damit im Falle des Kenterns oder Wassereinbruchs die Elektronik keinen Schaden nimmt. Schnittstellen am PC sollten so geschaffen sein, dass ein Kurzschluß am PC nicht zu einem Kurzschluß des gesamten Busses führt. Geeignet sind Schnittstellen mit galvanischer Entkopplung (Optokoppler). Bei der Konstruktion eigener Schnittstellen sollte dies ebenfalls beachtet werden.

Laptop/Smartphone Schnittstellen

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

Serielle Schnittstelle

RS-232 Anschluss

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 sind. 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 einzeln vom Prozessor verarbeitet werden, sobald es ankommt.

USB (Universal Serial Bus)

USB Stecker: Mirco, Mini, Typ A

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.

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-Anschluss

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. Ethernet-Verbindungen sind bei Navigationsgeräten auf Sportbooten noch wenig verbreitet. AIS-Geräte gibt es auch mit Ethernet-Anschluss

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. Durch die Funkübertragung entfallen aufwändige Verkabelungen an Bord, und die Daten sind überall mit jedem Smartphone und Tablet zu empfangen. Deshalb werden zunehmend Sportboote mit WLAN ausgerüstet, insbesondere Charterflotten und hochpreisige Yachten.

Hersteller

Die Hersteller werben zwar mit Standardkonformität, setzen diese aber oft nur teilweise um. Es gibt viele herstellerspezifische Varianten beim Protokoll oder bei den Steckersystemen. Das hat vor allem wirtschaftliche Gründe: die Hersteller versuchen, Kunden an sich zu binden und ihren Umsatz zu steigern, indem sie ihre Produkte mit anderen Produkten unkompatibel machen. Ein technischer Grund ist für Alleingänge ist, dass Standardisierungen meist langwierig sind, Hersteller nicht immer auf eine Standardisierung warten mögen. 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 1

SeaTalk ist ein von Raymarine entwickeltes 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. Jedes Gerät hat mindestens zwei Anschlüsse. Am Ende vom Bus bleibt jeweils ein Anschluß frei, den man nutzen kann. Der Stecker hat drei Pins und ist immer weiblich. Für jedes weitere Gerät braucht man ein zusätzliches 2-adriges abgeschirmtes SeaTalk Kabel. Wenn das Gerät nur Schraubklemmen besitzt, muss ein Kabelende abgeschnitten werden.

Raymarine Instrument von hinten. Oben ist die Verkabelung mit Klemmen und einem SeaTalk Kabel zu sehen

SeaTalk Kabel. Maßstab in cm.

SeaTalk NG

SeaTalk NG (Next Generation, früher: SeaTalk²) basiert auf NMEA-2000 bzw. CAN. Das paketorientierte Protokoll ermöglicht eine Banbreite von 250 kbit. Die Daten werden als standardisierten NMEA-2000 / CAN Nachrichten verschickt. Durch das ganze Schiff führt ein Backbone-Kabel, dessen Enden mit einem Terminator abgeschlossen sind. Die Geräte werden mit Stichleitungen über T-Stücke mit dem Backbone verbunden. 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. Stichleitungen, Stecker und Buchsen sind weiß markiert. SeaTalk-1 auf SeaTalk-NG Konverter Kabel, Stecker und Buchsen sind gelb markiert. SeaTalk-NG Spannungskabel sind rot markiert.

Seatalk-NG

Seatalk-NG

SeaTalk HS

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

Raymarine Geräte

C-Serie (alt)

Ein häufig verbautes Gerät ist das C-70, welches heute nur in einer neueren Version 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. über SeaTalk 1: am Ende des Busses einen SeaTalk-1 zu NMEA-0183 Konverter installieren
2. in das bestehende SeaTalk²/NG Netz ein NMEA-2000 Konverter installieren. Hierbei muss auf die richtigen Stecker geachtet werden
3. direkt am NMEA-0183 Daten Anschluss (meist schon belegt).

Beispiel für die Anbindung des PCs über SeaTalk

Beispiel für die Anbindung über SeaTalk-NG

Anschlüsse des Raymarine Autopiloten. SeaTalk geht rein und raus (rechts), NEMA in und NMEA out sind unbelegt.

Yachtbauer

• Bavaria hat bis 2011 Raymarine verbaut
• Beneteau verbaut Raymarine
• Jeanneau hat bis 2012 Raymarine verbaut
• ELAN verbaut Raymarine

Lowrance

Lowrance hat eine Farbkodierung für Anschlusskabel. Das blaue Netz wurde 2005-2006 verkauft. Das rote Netz wurde ab 2006 verkauft. Mit einem Adapterkabel kann das ältere blaue auf das neuere rote Netz umgewandelt werden.

Garmin

NMEA-2000

Garmin verwendet Standard NMEA-2000 Kabel und Stecker. Mit einem einfachen NMEA-2000-Konverter kann zum PC verbunden werden.

Standards

NMEA 0183

siehe NMEA-0183

NMEA 2000

siehe NMEA-2000

Bus Konverter

von	nach	Hersteller, Gerät	Hinweise	Preis	Bild
SeaTalk	USB / NMEA-0183	GadgetPool	Galvanisch getrennt, ungeschirmt (ohne Schirmung kaum verwendbar)	125 €	SeaTalk zu USB
SeaTalk, USB, NMEA-0183 und Bluetooth		Brookhouse	Anschluss-Diagramme
SeaTalk	NMEA-0183	Raymarine
NMEA-2000	USB/Seriell	Actisense
NMEA-0183	WLAN	Digital Yacht

Quellen

• 2012 Jeanneau wechselt zu Lowrance
• 2011 Bavaria wechselt zu Garmin