Veneeseen (vanhaan tai uuteen) piti saataman autopilotti heti keväästä.
Niinpä se tilattiin Netistä hyvissä ajoin talvella 2002. Koska sitä ei toukokuuhun mennessä kuulunut, eikä vermeen hinnallakaan Visa-tiliä rasitettu, tilaus sitten peruutettiin.
Tarve ei toki vähentynyt.
Siinä sitten kesän mittaan ruoria kammetessa kypsyi
ajatus rakentaa laite itse. Eihän se niin vaikeaa voi olla...
Ja onpahan pitkinä talvi-iltoinakin jotain veneilyaiheista puuhaa.
Käytössä on jo vuosia hyvin palvellut Magellan 320 GPS ja Läppäri MeriCD ohjelmistolla. Tuntui loogiselta rakentaa autopilotti näiden jatkeeksi.
1600:n veneilymailin aikana sitten kypsyteltiin speksejä, mitä kaikkea laitteelta halutaan:
 | Halutun suunnan pitäminen |
| MeriCD-reitin ajaminen automaattisesti |
| GPS-reitin ajaminen automaattisesti |
| Kohteen merkitseminen MeriCD:ltä |
| Ohjausmahdollisuus veneen keulaan |
Kesän ajan aiheesta käytiin keskusteluja ( esim. sfnet.harrastus.veneet) ja ideoita kypsyteltiin, kunnes...
Lokakuun lopulla käytiin toimeen.
Logiikkaohjauksen harjoitteluun ja kehittelyyn tilattiin Tietomyrsky Oy:ltä
PB8515 AVR AT90S8515 Project Board
jolla aiheeseen on tarkoitus perehtyä.
Verme toimitetaan rakennussarjana, joten ensimmäinen vaihe on tietysti
kokoaminen.
...jossa oli tottumattomalle odottamattoman paljon työtä.
Onneksi ohjeet ovat varsin selkeät.
2.11.2002 kaikki komponentit ovat kuitenkin paikallaan.
Jos
"miljoonaboxista" löytyy sopiva virtalähde, päästään huomenissa tuikkaamaan
virtaa tuuttiin...
3.11.2002 Loput komponentit kiinni: LCD, katkaisijat,
kytkentärimat jne.
Provisoorinen virtalähde kiinni ja katso: LCD:hen syttyi
valo. eli
Sitten vielä liitäntäkaapeli tietokoneen persauksiin,
esimerkkiohjelma hätäsesti kääntäjään,
ohjelmointi,
ohjelman ajo flashille...
Voi ilon päivää.
...kunnes käy ilmi, ettei itse ohjelma toimi.
hmm...
Vaatinee hieman lisätarkistuksia...
(huomaa professionaalit liitännät)
5.11.2002 ollaan sitten niin pitkällä,
että vermeestä saadaan erilaisia ohjelmoituja piipityksiä.
Myönnettäköön tämän olevan laitteena vielä melko hyödytön, mutta:
|
C-Kääntäjä toimii |
|
Ohjelmien siirto laitteen flash-muistiin toimii |
|
Neljä asennettua katkaisijaa ja niiden softisohjaus toimii |
|
Piezokide toimii |
|
On tullut opittua koko joukko firmwareohjelmointia |
Mietoja pettymyksiäkin on matkalla tullut: LCD-näyttö
taitaa olla perusteellisesti kuollut.
...vaan eihän sitä projektissa oikeesti tarvitakaan.
Tieto voidaan toki ajaa sarjaportin kautta tietokoneen näytettäväksi. Pannaan
LCD-ongelma jäihin hetkeksi...
Sarjaportin kokeilu lienee lähitulevaisuuden tärkeimpiä osaprojekteja.
7.11.2002 ollaan sitten taas pitemmällä
perustutkimuksessa:
Kontrolleri osaa kommunikoida tietokoneen kanssa sarjaliitännän kautta. Ja
tietysti ohjelmallisesti.
Sarjaamme "Täysin hyödyttömiä ohjelmia" arvokas lisäys: Ohjain lähettää napin
painalluksella aakkosia a:sta y:hyn tietokoneelle. Haluttaessa tämä voidaan
tehdä jopa piippauksen säestämänä! (sarjamme edellinen osa).
NIIN, ja piippauksia on parannettu: Laite osaa piipata sos-merkkiä ...---...
...---... ...---...
Valtaisa harppaus eteenpäin firmwarekehityksessä...
Kaikki nämä menestykset ovat lisänneet
uskoa ja itseluottamusta siinä määrin, että alkaa olla aika pohdiskella
seuraavien rakennuspalikoiden hankintaa.
Näistä tärkeimpiä on Fluxgate, eli
magneettisensori. Tämän tarkoituksena on kertoa meille veneen asento
magneettiseen pohjoiseen nähden. Näin varustettuna ohjaimen pitäisi pystyä omin
päin pitämään valittu suunta. Siis hyvin pitkälle sähkökompassi. Ehkä sillä
erotuksella, että välttämättä ei haluta tietää tarkkaa suuntaa asteina, vaan
pikemminkin poikkeama valitusta suunnasta jonkinlaisena mitattavana sähköisenä
arvona. Jenkkilästä löytyi käypä laite hintaan $ 63,-- ja tietty kulut päälle.
Ehkä kuitenkin vielä hetki harkintaa...
Toinen elintärkeä komponentti on ruorinväännin. Siis sähkömoottori, joka ohjaimen komennuksessa kääntää ruoria. Tähänkin (ja voimansiirtoon) löytyy elegantti ratkaisu:
Intellisteer http://usparts.locomail.com/category.php?a=1&cat=3&group=38
Siisti paketti, varmasti helppo asentaa.
Kaikki valmiina, oikein mitotetut välitykset, moottori, liitännät autopilotille,
jopa keulan kauko-ohjaus.
Tässä vaiheessa vain hirvittää yli kiloeuron kustannuserä.
Eli eiköhän kokeilla ensin vanhasta ruuvinvääntimestä irroitetulla
sähkömoottorilla ja hihnavälityksellä...
8.11.2002 alettiin urheilullista ulkonäköä pilaamaan aivan oikeilla pistokkeilla.
Taustalla häämöttää seuraava osaprojekti:
Peräsimen liikerajoittimeksi tarkoitettu microkytkin.
Ohjelmoinnissa on tarkoitus käyttää korkean prioriteetin keskeytystä, jotta
tappiin ajettu peräsin käsitellään nopeasti.
26.11.2002 pienen luovan tauon
jälkeen näki yönvalon nerokas kommunikaatiokaapeli, joka:
-Lukee GPS:n lähettäämää dataa,
-tallettaa tiedosta tarvitsemansa osan ja
-lähettää GPS datan muuttamattomana PC:lle sekä
-vastaanottaa PC:ltä komennot
Tiedonkulku: GPS -> Pilotti <--> PC
Tämähän on kaikki enemmän tai vähemmän teoriaa, kunnes tietoliikenteen hoitava softis on valmis...
27.11.2002 sarjaportin ohjelmoinnin kimppuun:
...ja melkoinen takaisku. Jätetäänpä homma
lepäämään ja pannaan kiertotien keksiminen mietintämyssyyn. Yli $100
täysversion ostoon on hiukka liikaa näin harrastusprojektissa.
Jos ei muu auta, on kai väännettävä nämä osaset assemblerilla. Se kun ei maksa
mitään...
3.12.2002 tutkittuani
mahdollisuuksia tehdä tarvittavat rutiinit assemblerilla ja loput
freewareversiolla revin lopulta pelihousuni ja tilasin rekisteröidyn version
CodeVisionAVR kääntäjästä.
DONTRONICS.COMin kautta tilattuna en sentään
joutunut pulittamaan Light-versiosta kuin $90.
Tietomyrskyn kautta hintaa olisi kertynyt 140 juuroa. En väitä Tietomyrskyä
kiskuriksi, mutta netin kautta säästää alvit, tullit jne maksut. Ja täytyyhän
myyjänkin saada korvaus vaivoistaan...
4.12.2002 Viimeisetkin rekisteröinnin vaatimat palaset tulivat (homma
luisti todella kivuttomasti, suosittelen) ja täysikasvuinen kääntäjä on
asennettu.
...ja omatuntokin rauhoitettu.
6.12.2002 itsenäisyyspäivän kunniaksi suuri läpimurto:
GPS:n lähettämät koordinaatit tulevat
ensin autopilotille, joka lähettää ne (vielä)
sellaisenaan eteenpäin PC:lle. Valmiissa järjestelmässähän PC:llä on MeriCD
ohjelmisto,
joka näyttää meille veneen sijainnin kartalla.
Mehän emme sokeasti usko autopilotin kuljettavanmeidät juuri sinne, minne
haluamme...
Ainakaan vielä.
Nerokas kolmen laitteen yhdistävä RS-232
kaapeli osoittautui siinä mielessä epäonnistuneeksi,
että GPS:n lähettäessä kamaa vastaanotto PC:ltä ei toimi. Eli vain jompaa kumpaa
kuunnellaan,
ei molempia yhtä aikaa. Tämä osa on tungettava takaisin mietintämyssyyn.
Ohjelma toimii
täysiverisesti interrupteilla.
Eli tiedonsiirron aikana ovat myös muut toiminnat käytössä.
Tietysti jonkin verran hitaampina.
| 6.12.2002
paljon myöhemmin: Ohjaimeen on liitetty transmit ja receive ledit, jotka antavat vilkkuessaan joulun tunnelmaa... |
|
Ohjain nappaa kaikki gepsulta tulevan datan lähettäen MeriCD:lle ainoastaan paikannukseen, suuntaan ja nopeuteen tarvittavan tiedon. Eli $GPGGA ja $GPRMC rivit. Muu sälä suodatetaan pois.
Tarkkaavaisimmat huomaavat
veneen olleen matkalla Olarista Matinkylään.
Tämä johtuu enemmän gepsun simulaattoritoiminnasta kun
veneen ominaisuuksista.
10.12.2002
Perustutkimuksissa kävi ilmi, että autopiloteille on omat
NMEA-koodinsa. hmmm...
Panee ehkä design-lähtökohtia uusiksi.
Jos käytän näitä virallisia koodeja, voin luultavasti ajaa pilotilla pelkän
gepsun avulla, vaikka läppäri olisi saanut merivettä sisäänsä. Ehdoton etu.
|
|
21.12.2002 On
ensiversio GPS-lukijasta valmis. Ohjelma koostuu moduulista, joka kuuntelee sarjaporttia, lähettää tiedot rivi kerrallaan näyttömoduulille, joka koodaa auki gps-rivit, suorittaa tarpeelliset laskutoimitukset ja lopuksi näyttää tulokset. Ohjelma on koodattu harjoituksen- ja mielenkiinnon vuoksi C sharpilla (C#). Netin syövereistä löytyi hyviä malliohjelmia, joita muuntamalla ja täydentämällä tehtävä ei ollut liian vaikea. C# on ihan kiva kieli. |
| 27.12.2002 Lisätty mahdollisuus tallettaa gepsulta tuleva kama tiedostoon. Sekä pari pikanappulaa, jotka antavat gepsulle komennot listata kaikki waypointit tai reitit. Yhdistettynä logitukseen nämä toimivat näppäränä backuppina laitteen kanssa peuhatessa. Eivät katoa iäksi kallisarvoiset kalpaikkojen koordinaatit.
Tiedot talletetaan sellaisenaan *.txt tiedostoon.
(tähän asti) ainoana mukavuutena järjestelmä rakentaa tiedostonimen muotoon
"MGLOG_ppkkvvvvttmm.txt" (päivä-kuukausi-vuosi-tunti-minuutti). WAYPOINT tiedostoesimerkki: |
 |
28.12.2002 Lisätty toiminta <Restore>,
jolla logitetut waypointit ja reitit voidaan lukea takaisin gepsuun.
Tämä osoittautui heti hyödylliseksi, koska netin syövereistä löytämäni
Magellanin softispäivityksen lataus
tuhosi kaikki vanhat tiedot.
Nyt gepsussa on uusin softis ja vanhat kalapaikat ovat edelleen tallessa.
Nappuloita alkaa kertyä sen verran, että jossain vaiheessa saattaa olla parempi jakaa näyttö kahteen ikkunaan: Päänäytölle navigointitoiminnot ja sivuikkunaan tiedonsiirtotoiminnat ja näytöt.
19.01.2003 Koordinaatit
Reitti- tai muiden pisteiden syöttäminen gepsuun on aina ollut paise persiissä.
Käsinsyöttö nappuloilla on täysin mahdotonta, parhaimmillaan gepsulla voi
suoraan käyttää "mark" nappulaa.
Niinpä viime ajat on poikettu autopilotin rakentelusta hieman sivuraiteille:
Rakensin tietokantapohjaisen sovellutuksen koordinaattien tallennukseen ja tämän
rinnalle "GPSMath" luokkakirjaston hoitelemaan laskennan koordinaateilla
(etäisyydet, suunnat, poikkeamat jne) ja muunnokset eri koordinaattisysteemien
kesken.
Tietokannassa on import-toiminnat pisteiden tuomiseen NMEA/WPL tai Waypoint+
formaattisista tiedostoista. Näin saan luettua esimerkiksi MeriCD:n
Exp/imp-ohjelmalla tuotettuja- ja vetouistelu.com:in tiedostoja.
Näillä pärjäänkin alkuun mainiosti.
Seuraavaksi on rakennettava kantaan export-rutiinit, joilla koordinaatit saa syötettyä gepsulle.
23.01.2003 Vastatuulta
Taustaprosessina on kaiken aikaa rullannut voimansiirto-ongelma: Miten muuntaa
reitin ajo-ohjeet (jotka alkavat hahmottua) ruorinväännöksi?
Hyvää tapaa noudattaen olen kysellyt viisaammilta. Yhteinen mielipide on, että
ohjaus olisi parasta vaihtaa hydrauliseksi. Olen taipuvainen uskomaan
ammattimiesten neuvoja. Näin tulisi voimansiirtokin helpommaksi: Tarvitaan vain
sähköinen hydraulipumppu kääntämään peräsintä autopilotin ohjaamana.
Haittapuolena on tietysti hinta. Vaikka asennuksen itse tekisikin, tulee
pumpuille, sylinterille, letkuille ja pikkutilpehöörille reilusti hintaa. Ehkä
jopa niin, ettei ensi kauden venebudjetti sitten enää paljon muuta kestä.
Potkurikin piti vaihtaa nelilapaiseksi, lohisiimakin on vielä tehtävä jne...
sniff...
14.2.2003 Hydrauliohjaus
Tänään se tuli hommattua. Pitkällisen tutkimisen, kyselyiden, hakukoneiden
kuumaksikäytön jälkeen. ostin Maritimilta reiluun messuhintaan (470,--) HYSY 30
nimisen Hydraflexin satsin, joka pitää sisällään kaiken tarvittavan: Pumpun
(ruoriosa meille amatööreille), sylinterin (vempain, joka kääntää peräsintä),
letkut ja liittimet.
Projektista puuttuu vielä sähköinen 12V hydraulipumppu, johon pilotti (ja keulan
käsiohjaus "Joystick") liitetään. Sekä tietysti liitoksen vaatimat letkunpätkät
ja T-liittimet.
Kuitenkin suuri harppaus eteenpäin...
Näistä pitäisi jalostua hydrauliohjaus
 |
26.02.2003 Pilotti
oppii kommunikoimaan Display on lopultakin kunnossa ja kertoo miten mennään. Esim ohessa kuljetaan suuntaan 213,3, kun pitäisi kulkea suuntaan 214.8, jotta päästään optimireitille (0.06 nm meistä oikealla) seuraavalle kääntöpisteelle, joka on 0,3 nm päässä... |
26.02.2003 Koordinaatit Escille
Talven aikana hommaamani Benefon Esc on hivuttautumassa ykkösgepsun asemaan.
Escissäkin on sama ongelma kuin kaikissa hypistelemissäni laitteissa: Kuinka
saada reitit näppärästi syötettyä?
Teen reittejä pitkinä talvi-iltoina MeriCD ohjelmistolla. Sillä on mukava
zoomailla ja merkitä tarkkoja reittipisteitä. Pulmana on aina ollut niiden
siirto gepsuun.
Niinpä oli tehtävä pieni ohjelmanpala, jolla saa kirjoitettua MeriCD:n
export/import-toiminnalla tehdyt NMEA-reittitoedostot BenewinPro
tiedostomuotoon. Tästä ne saa sitten ajettua Escille.
Edelleen jonkin verran kulmikasta, mutta voittaa monin kerroin näpyttelyn gps:n
avuttomilla näppäimillä...
5.3.2003 Sähköinen hydraulipumppu
Nonni, viimeinen kalliimpi komponentti tuli haettua Marinealta: Vetus EHPB-12R.
Euroja paloi taas vajaat 400, joten kauden venebudjetti huutaa jo tuskissaan.
Laidasta laitaan nopeudeksi laskettiin 8.4 sek:
0.7 l/min = 700 cm3/min
(pumpun teho cm3/min)
700 cm3 / 60 s = 11.67 cm3/s
(cm3/sek)
97.5 cm3 / 11.67 cm3/s = 8.4 s
(työsylinterin tilavuus / teho = tarvittava aika)
Nopeus tuntuu tarkoitukseen sopivalta.
Projektin toteutuminen siis vaikuttaa todennäköisemmältä. Asennettavaa on
kuitenkin melko paljon. Kohta olisi päästävä rakentamaan, jotta veneen saisi
vesillekin kesän mittaan.
13.4.2003 Hydrauliohjauksen asennus aloitettu
Vanha vaijeriohjaus purettiin alta pois ja hydrauliohjauksen asennus saatiin
hyvään alkuun. Ohjaussylinteri ja putket saatiin paikoilleen. Sylinterin asennus
jäi ensi viikonloppuun, koska kaikki osaset eivät sopineet.
9.5.2003 Hydrauliohjaus asennettu ja vene vesillä
Hydrauliohjauksen asennus on menestyksekkäästi päätetty ja vene laskettu
vesille. Sähköpumppu tosin ei ole vielä paikallaan. Kävi niin kuin jo ehdin
pelätä: Rahat loppuivat. Päälle painoivat tosin muutkin kevättyöt yhdistettynä
jokakeväiseen himoon päästä vihdoinkin vesille.
Uusi ohjaus osoittautui erittäin mukavaksi. Se jopa hoitaa osan autopilotin
hommista: Vene pitää paremmin kurssinsa.
Stay tuned!
...to be continued
Rakentava kritiikki, kommentit,
ehdotukset
mailto:risto.komppa@saunalahti.fi
Aiempaa keskustelua asian tiimoilta
Esikuvatoteutus: http://www.ele.tut.fi/~hkosola/vene/index.htm
Läheltä liippaavaa: http://users.libero.it/riccardo.rocca/roboat.htm
Hydrauliohjaus: http://www.ultraflexgroup.it/ut/hydrafl/inboard.html
Ohjain: Tietomyrsky Oy
Fluxgate:
http://www.wuntronic.de/magnetometer/app_hod.htm
http://www.stefan-mayer.com/Lcsing.htm
http://www.aquamatic.dk/AQCD1.htm
http://www.onlinemarine.com/cgi-local/SoftCart.exe/online_superstore/navigation/kvh_azimuth_1000.htm?E+scstore
http://www.nisongermarine.com/3-gcaf.html
http://www.boote-magazin.de/testtechnik/zubehoer/tec4992.html
http://www.pnicorp.com/
Mielenkiintoisia romppeita:
http://www.pewatron.com/GB/default.htm
ProByte Oy
NMEA:
http://vancouver-webpages.com/peter/idx_nmeadoc.html
http://home.mira.net/~gnb/gps/nmea.html
Magellan GPS:
Data Transmission Protocol Specification for
Magellan Products (PDF)
Tähän asti törsätty:
| Mikro-ohjain (toimituskuluineen) | 73,-- |
| Lahdattu ruuvinväännin (ehkä pelastettavissa) | 10,-- |
| Ledejä, vastuksia yms pikkusälää noin | 10,-- |
| Miljoonalaatikosta löydetty 12V virtalähde | 5,-- |
| CodeVisionAVR C Compiler | 90,- |
| Hydrauliohjaus | 470,- |
| Sähköhydraulipumppu | 383,- |
...sekä tupakkia, kahvia ja lukemattomia tunteja.
