{"id":2659,"date":"2022-01-20T10:13:37","date_gmt":"2022-01-20T10:13:37","guid":{"rendered":"https:\/\/open-boat-projects.org\/?page_id=2659"},"modified":"2022-11-08T19:12:06","modified_gmt":"2022-11-08T19:12:06","slug":"magnetix-ein-digitaler-kompass-mit-nmea2000","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/open-boat-projects.org\/de\/magnetix-ein-digitaler-kompass-mit-nmea2000\/","title":{"rendered":"Magnetix – ein digitaler Kompass mit NMEA2000"},"content":{"rendered":"\n\n\n
\"\"<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

\"\"<\/p>\n

Warum<\/h1>\n

Ich fand die Idee schon immer spannend, dass auf meinem Plotter nicht nur dann der Kurs angezeigt wird wenn sich das Boot in Bewegung setzt, sondern auch, wenn es ruhig vor sich hind\u00fcmpelt.<\/p>\n

Nach der Suche im I-Net bei unterschiedlichen Herstellern war schnell klar, dass ich bei aktuellen Preisen vielleicht doch keinen E-Kompass an Bord brauche. Durch die Corona-Einschr\u00e4nkungen und dem mehr an Freizeit, die zu Hause verbracht wurde, kam die Idee auf, den Kompass selber zu bauen.<\/p>\n

Der Bau des elektronischen Kompasses mit einem Ausgang in das NMEA2000 Netzwerk wurde inspiriert durch einen Beitrag von Andreas in dem „segeln-forum.de“ Forum.
\nDurch viele Tipps in unterschiedlichen Foren ist es gegl\u00fcckt. Der Kompass ist fertig, aber noch (Stand:2022.01) nicht auf dem Boot getestet.<\/p>\n

Beschreibung<\/h1>\n

Magnetix ist ein elektronischer Kompass, der seine Daten auf den MNEA2k-Bus \u00fcbertr\u00e4gt. Als Basis dient ein CMPS14 als Sensor, ein ESP32 als Rechenknecht, ein Waveshare SN65HVD230 (nicht vergesse den Widerstand herauszubrechen) als Bindeglied zum Bus und ein LM2596 als Spannungswandler. F\u00fcr die Anzeige im Geh\u00e4use wird ein 0.91 Zoll OLED mit 132×32 Pixel verwendet.<\/p>\n

Das Geh\u00e4use f\u00fcr die Elektronik ist ein Bocube von \u201ewww.bopla.de\u201c. F\u00fcr den Sensor wurde sowohl die Halterung als auch das Geh\u00e4use 3d-gedruckt. Die Halterungen f\u00fcr das OLED und die Touchsensoren (VA Schrauben) sind ebenfalls mit einem 3-Drucker erstellt worden.<\/p>\n

Die Verbindung zwischen dem Kompass-Sensor und dem ESP erfolgt \u00fcber ein KAT5 Netzwerkkabel, bei dem immer zwei Kabel zu einem Paar verbunden wurden. Obwohl das Protokoll zwischen dem CMPS und dem ESP ein Kurzstreckenprotokoll (I2C) ist, habe ich bei einer Kabell\u00e4nge von ~70cm keine Probleme<\/p>\n

Die Stromversorgung erfolgt \u00fcber den NMEA \u2013 Bus und betr\u00e4gt ~1LEN. Als Verbindung zum Netzwerk wird ein Einbaustecker der Firma Techno-Spark verwendet.<\/p>\n

Der ESP bekommt die Daten \u00fcber den I2C \u2013 Bus, wandelt das Ganze in einen NMEA2K Datensatz (127250) um und schickt es an das Netzwerk.<\/p>\n

Der Kompass identifiziert sich am Bus als \u201eMagnetix Alpha\u201c und kann auch unter diesem Namen in den Quellen des Netzwerks gefunden werden.<\/p>\n

Variablen im Code<\/h1>\n\n\n\n\n\n\n
Kompletter Quellcode<\/td>\nhttps:\/\/open-boat-projects.org\/wp-content\/uploads\/2022\/01\/compass_NMEA2k_V05_01.zip<\/a><\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\nhttps:\/\/open-boat-projects.org\/wp-content\/uploads\/2022\/07\/compass_NMEA2k_V05_02.zip<\/a><\/td>\n<\/tr>\n
\n
devitation []<\/pre>\n<\/td>\n
ist ein Array mit 36 m\u00f6glichen Eintr\u00e4gen. Darin kann eine Deviationstabelle hinterlegt werden, die bei den jeweiligen Kursen automatisch den ausgegebenen Kurs korrigiert.<\/td>\n<\/tr>\n
\n
CorrectionMountingAngle<\/pre>\n<\/td>\n
Damit kann eine – horizontale – Korrektur f\u00fcr eine Abweichung der Kompasslinie zur Bootsachse eingestellt werden.<\/p>\n

[-] Werte f\u00fcr eine Korrektur nach Backbord<\/p>\n

[+] Werte f\u00fcr eine Korrektur nach Steuerbord<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Bedienung<\/h1>\n

Die Bedienung beschr\u00e4nkt sich auf die zwei Touchfl\u00e4chen(Schrauben):<\/p>\n\n\n\n\n\n\n
Touchfl\u00e4che<\/strong><\/td>\nFunktion<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
1<\/td>\nAutokalibrierung an \/ aus<\/td>\n<\/tr>\n
2<\/td>\nAutokalibrierung aus<\/del> Durchgef\u00fchrte Kalibrierung speichern<\/td>\n<\/tr>\n
1 & 2<\/td>\nneue Kalibrierung ansto\u00dfen<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Display<\/h1>\n

Das Display ist in drei Bereiche gegliedert:<\/p>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Links (in 90\u00b0 gedrehter Schrift)<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\nAktuelle Funktion des Sensors<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n<\/td>\n\u201eCalib\u201c<\/td>\nder Sensor befindet sich gerade in der Kalibrierung, die durch Touch 1&2 angesto\u00dfen wurde.<\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n<\/td>\n\u201einacc\u201c<\/td>\nwenn der Sensor nicht komplette kalibriert ist, (nicht alle Sensor R\u00fcckmeldungen 1 sind) erscheint \u201einaccurate\u201c. Auf ein Ausschalten der HDM Daten wurde verzichtet, da es sehr oft zu Meldungen 0 kommt.<\/p>\n

Evtl. muss dass nach Feldversuchen an Bord angepasst werden<\/td>\n<\/tr>\n

<\/td>\n<\/td>\n\u201eON\u201c<\/td>\nDer Sensor befindet sich im \u201eautocalibration\u201c Modus<\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n<\/td>\n\u201eOFF\u201c<\/td>\nDer \u201eautocalibration\u201c Modus ist ausgeschaltet<\/td>\n<\/tr>\n
Mitte<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\nS<\/td>\nStatus des Sensorsystems gefolgt von zwei Zahlen<\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\nA<\/td>\n\u201aStatus des Beschleunigungssensors<\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\nM<\/td>\nStatus des magnetischen Sensors<\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\nDie drei Angaben werden jeweils durch die folgenden Zahlen pr\u00e4zisiert:<\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n00<\/td>\nnichts ist OK<\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n11<\/td>\nalles OK<\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n01<\/td>\noder 10 teilweise OK<\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\n(was diese Zahlen genau bedeuten ist aus der Dokumentation des CMPS14 leider nicht eindeutig ersichtlich)<\/td>\n<\/tr>\n
Rechts vom Strich<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\nM<\/td>\nMagnetischer Kurs\u00a0 (nach dem Druck auf T2 erscheint f\u00fcr 2sec. „…stored…“ [v5.02])<\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\nR<\/td>\nRoll des Sensors<\/td>\n<\/tr>\n
<\/td>\nP<\/td>\nPitch des Sensors<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Auf- und Zusammenbau<\/h1>\n

Aufgebaut habe ich das ganze in einem Standard Geh\u00e4use in dass ich eine Grundplatte als Tr\u00e4ger f\u00fcr die Lochplatte und den Spannungswandler gebaut habe. Das einzige was beim Zusammenbau zu beachten ist, ist dass auf dem CAN.Modul (Waveshare SN65HVD230) der Abschlusswiderstand herausgebrochen werden muss. Sonst terminiert der Waveshare SN65HVD230 den kompletten NMEA Bus. Die Verkabelung kann in dem Schaltplan<\/a> nachgesehen werden.<\/p>\n

Leider habe ich in der ersten Version meine Halterungen f\u00fcr das Display und die Touchfl\u00e4chen b\u00fcndig an die Oberkante des Geh\u00e4uses gesetzt. Da der Deckel sich aber komplett \u00fcber das untere Geh\u00e4use „st\u00fclpt“ ging er nicht mehr zu. \ud83d\ude41<\/p>\n

Updates<\/h1>\n\n\n\n\n
2022-03-01<\/td>\nNeue Halterung f\u00fcr das Geh\u00e4use mit einer Wandhalterung um einen falschen horizontalen Einbau auszugleichen -> Thingiverse<\/td>\n<\/tr>\n
2022-07-02<\/td>\nNach einigen Tests ist mir aufgefallen, dass der Sensor nach einem Stromverlust (trotzdem er die Kalibrierung gespeichert hatte) wieder bei Null anf\u00e4ngt. Ich habe die Touchfl\u00e4chen jetzt so umgestellt dass T2 die vorher durchgef\u00fchrte Kalibrierung abspeichert. Nach den ersten Proben mit einem Neustart von Magnetix scheint es jetzt zu funktionieren.\u00a0 (V5.02<\/a>)<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Libraries<\/h1>\n

die verwendeten Libraries erscheinen im Kopf der INO Datei und werden hier nicht weiter behandelt.<\/p>\n

Links und Materialien<\/h1>\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n\n
Alle 3-D Druck Bauteile<\/td>\nhttps:\/\/www.thingiverse.com\/thing:5207953<\/a><\/td>\n<\/tr>\n
ESP-32 Dev Kit C V4<\/td>\nhttps:\/\/www.az-delivery.de\/products\/esp-32-dev-kit-c-v4<\/a><\/td>\n<\/tr>\n
CMPS14<\/td>\nData Sheet<\/a><\/td>\n<\/tr>\n
Waveshare SN65HVD230<\/td>\nhttps:\/\/www.amazon.de\/gp\/product\/B00KM6XMXO\/ref=ppx_yo_dt_b_asin_title_o01_s01?ie=UTF8&th=1<\/a><\/p>\n

preiswerter bei:<\/p>\n

https:\/\/www.robotshop.com\/de\/de\/waveshare-can-board-sn65hvd230.html<\/a><\/td>\n<\/tr>\n

0,91 Zoll OLED I2C Display 128 x 32 Pixel<\/td>\nhttps:\/\/www.az-delivery.de\/products\/0-91-zoll-i2c-oled-display<\/a><\/td>\n<\/tr>\n
LM2596S DC-DC Netzteil Adapter Step down Modul<\/td>\nhttps:\/\/www.az-delivery.de\/products\/lm2596s-dc-dc-step-down-modul-1<\/a><\/td>\n<\/tr>\n
PCB Board Set Lochrasterplatte Lochrasterplatine Leiterplatte<\/td>\nhttps:\/\/www.az-delivery.de\/products\/pcb-board-set-lochrasterplatte-platine-leiterplatte-4×4-stuck<\/a><\/td>\n<\/tr>\n
Geh\u00e4use<\/td>\nhttps:\/\/www.bopla.de\/gehaeusetechnik\/product\/bocube\/pc-ul-94-v0-glasklarer-deckel.html<\/a><\/p>\n

meine Ma\u00dfe finde ich allerdings in der dortigen Liste nicht wieder!<\/td>\n<\/tr>\n

PG \u2013 Durchf\u00fchrungen<\/td>\nhttps:\/\/www.conrad.de\/de\/p\/kvpg9gr-kabelverschraubung-verschraubbar-mit-zugentlastung-pg9-pg9-polyamid-grau-1-st-1521121.html<\/a><\/p>\n

(an die Mutter denken)<\/td>\n<\/tr>\n

Micro-C Einbaustecker<\/td>\nhttps:\/\/technospark.de\/nmea-2000-panel-mount-connector?number=SW1153<\/td>\n<\/tr>\n
Grundlagen<\/td>\nDiesj\u00e4hrige Winterbastelei: Ein NMEA Heading Sensor oder auch elektronischer Kompass Pitch und Roll Kompensiert<\/p>\n

https:\/\/www.segeln-forum.de\/thread\/66453-diesj%C3%A4hrige-winterbastelei-ein-nmea-heading-sensor-oder-auch-elektronischer-komp\/?pageNo=1<\/a><\/td>\n<\/tr>\n

Touchfunktionen<\/td>\nhttps:\/\/www.wiegleb.org\/2018\/09\/22\/esp32-ttgo-mit-touch-funktion\/<\/a><\/td>\n<\/tr>\n
NMEA Grundlagen<\/td>\nAK-Homberger Workshop (ESP -> NMEA2k)<\/p>\n

https:\/\/github.com\/AK-Homberger\/NMEA2000-Workshop<\/a><\/td>\n<\/tr>\n

Beispiele I2C NMEA<\/td>\nhttps:\/\/www.robot-electronics.co.uk\/htm\/arduino_examples.htm#CMPS12\/11%20I2C<\/a><\/p>\n

https:\/\/www.robot-electronics.co.uk\/files\/arduino_cmps12_i2c.ino<\/a><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Gallerie<\/h1>\n\n\n\n
\"\"<\/td>\n\"\"<\/td>\n\"\"<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

<\/h1>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Warum Ich fand die Idee schon immer spannend, dass auf meinem Plotter nicht nur dann der Kurs angezeigt wird wenn sich das Boot in Bewegung setzt, sondern auch, wenn es ruhig vor sich hind\u00fcmpelt. Nach der Suche im I-Net bei unterschiedlichen Herstellern war schnell klar, dass ich bei aktuellen Preisen vielleicht doch keinen E-Kompass an… Weiterlesen Magnetix – ein digitaler Kompass mit NMEA2000<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":0,"parent":0,"menu_order":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[41,40,39,37],"tags":[],"class_list":["post-2659","page","type-page","status-publish","hentry","category-opendata","category-openhardware","category-opensource","category-projects"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/open-boat-projects.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/2659","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/open-boat-projects.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/pages"}],"about":[{"href":"https:\/\/open-boat-projects.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/page"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/open-boat-projects.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/open-boat-projects.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=2659"}],"version-history":[{"count":15,"href":"https:\/\/open-boat-projects.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/2659\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":3699,"href":"https:\/\/open-boat-projects.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/pages\/2659\/revisions\/3699"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/open-boat-projects.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=2659"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/open-boat-projects.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=2659"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/open-boat-projects.org\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=2659"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}