NMEA2000 Retromittari

Abstract

Insinöörityössä oli tavoitteena rakentaa purjeveneeseen sähkötoiminen nopeusmit-tari. Purjeveneessä oli ennestään ollut mekaaninen nopeusmittari, jonka nopeus-anturi oli vaurioitunut niin, että se ei ollut enää korjattavissa. Purjeveneen nopeutta oli seurattu veneessä olevasta navigointilaitteesta. Nopeusmittarin vaatimuksena oli, että mittari saisi nopeustietonsa veneessä olevasta NMEA 2000-verkosta (Na-tional Marine Electronic Association) ja näkymä käyttäjälle olisi samanlainen kuin vanhassa mekaanisessa mittarissa. NMEA 2000 on merielektroniikan tiedonsiirrossa käytetty standardi. NMEA 2000-väylän teknologia perustuu CAN-väyläteknologiaan (Controller Area Net-work). CAN-väylää käytetään teollisuuden automaatiossa, koneissa ja ajoneuvois-sa tiedonsiirtoon. NMEA 2000-standardi noudattelee SAE J1939-protokollaa, mi-kä on kokoelma eri standardeja. Mittarin ohjaukseen käytettiin kehitysalustaa, jos-sa oli Atmelin AT90CAN128-mikrokontrolleri. Tässä Atmelin mikrokontrollerissa on sisäänrakennettu CAN-kontrolleri. Tässä lopputyössä tutustuttiin NMEA 2000-väylän rakentamiseen ja NMEA 2000-väylällä tapahtuvaan tiedonsiirtoon. Työssä käytiin läpi melko laajasti CAN-väylään liittyvää teoriaa, koska se on olennainen osa NMEA 2000-standardia. Työssä tehtiin myös 3D-suunnittelua, koska joitakin mittarin osia valmistettiin 3D-tulostamalla. Askelmoottoria käytettiin nopeusmittarin viisarin liikuttamiseen. Lopputuloksena oli käyttökelpoinen NMEA 2000-verkkoa hyödyntävä purjeve-neen nopeusmittari. Mittarin testaus- ja kehitystyö kuitenkin jatkuu, jotta mittariin saadaan halutut muut ominaisuudet.

The aim of this thesis was to build an electric speedometer for a sail boat. The sail boat already had a mechanical speedometer with a speed sensor. The speed sensor was damaged so that it was no longer repairable. The sail boat speed was moni-tored by an onboard navigation device. The speedometer requirement was that the speedometer should get speed data from the NMEA 2000 network (National Ma-rine Electronics Association), and the view to the user would be similar as to what it was in the old mechanical speedometer. NMEA 2000 is a communication standard used in marine electronics. NMEA 2000 bus technology is based on CAN-bus technology (Controller Area Network). CAN bus is used for communication in industrial automation, machinery and ve-hicles. NMEA 2000 standard is in line with the SAE J1939 protocol, which is a collection of different standards. The speedometer was controlled by a header board with a AT90CAN128 Atmel microcontroller. This Atmel microcontroller has an integrated CAN controller. This thesis examined the NMEA 2000 network construction and NMEA 2000 da-ta transfer on bus. The work reviewed topics related to the CAN bus theory exten-sively, because it is a relevant part of the NMEA 2000 standard. The work was also done as 3D design because some parts of the speedometer were produced us-ing a 3D-printer. The stepper motor was used to move the speedometer pointer. The end result was a useful NMEA 2000 network utilizing a sailboat speedometer. However, speedometer testing and development work continues in order to obtain the desired features of the speedometer and reliable operation.