Autopilot im Eigenbau - ein Baubericht

[sumsum]

Zitat von Joerg Pauly

Nun denn, die Frage, wie man mit einem PWM-Port, der bei 5V nur mit 20mA belastet werden darf, einen 12V-5A-Motor ansteuert, ist beantwortet.
Das Geheimnis ist eine H-Brücke mit drei-stufigem Treiber.

Vorsicht, Deine H-Brücke ist nicht so günstig gebaut. Besser ist es zwei bipolartransistoren für die Leistung zu nehmen und nur einen Bipolartransistor für die Ansteuerung. A) das spart Bauteile und B) Bipolartransistoren sind resistenter gegen ungünstige Einflüsse die leicht an Board auftreten. Wenn Du unbedingt FETs benutzen möchtest, empfehle ich auch hierbei 2 getrennte Bipolartransistoren für deren Ansteuerung zu verwenden.

Zitat von Joerg Pauly

Diese Schaltung kann mit einer Periode von 1 kHz umgehen, was ein sehr sanftes Anfahren und eine sehr feine Regelung des Motors ermöglicht.

Achte auf ausreichend Steile flanken wenn Du die Ströme in den Transistorzweigen berechnest. Sonst fackeln Dir ganz schnell die FETs ab...

Zitat von Joerg Pauly

Auf der Software-Seite wird es spätestens nach Einbau des Ruder-Triebes nötig werden, die Steuerung einzumessen.

Wir müssen wissen:
- welchen Ruderlagen-Wert haben wir bei Vollausschlag Backbord?
- welchen Ruderlagen-Wert haben wir bei Vollausschlag Steuerbord?
- welchen Ruderlagen-Wert haben wir bei Neutralstellung?

Die Neutralstellung brauchst Du nicht. Die kannst Du aus dem fahrenden Schiff bei Einschalten des Autopiloten erkennen: Wer schaltet den Autopiloten ein, wenn er gerade am Um-Die-Kurve-Fahren ist? Ich empfehle die Endwerte nicht in den Anschlag des Ruders zu legen sondern mit etwas Abstand...

Zitat von Joerg Pauly

Die Software definiert die Ruderlagen jeweils in % pro Seite und bedient sich einer Stufen-Tabelle, nach der in Abhängigkeit zur Kursabweichung der Soll-Ausschlag bestimmt wird. In Verbindung mit der Ruderlage ergibt sich ein positiver (StB) oder negativer (Bb) Wert, der direkt auf die Geschwindigkeit, auf die der Stellmotor gebracht wird, Einfluss hat.

Wozu eine Stufentabelle wenn einfache Arithmetik reicht? Die Ruderstellung ist dank des relativ schnellen Systems eigentlich einfach zu realisieren. Eine Tabelle kostet viel Ressourcen und ist aufwendig zu erstellen. Wenn Du die Tabelle einfach gestaltest, kannst Du die Rechnung auch gleich den AP machen lassen ...

Zitat von Joerg Pauly

Auf diese Art setzt der AP die Goldene Regel der Kleinstmöglichen Ausschläge um:

Große Kursabweichung = großer Ruderausschlag, und umgekehrt.
Großer zurückzulegender Ruderweg = schnelle Ruderbewegung, und umgekehrt.

"Malrechnen"

Zitat von Joerg Pauly

Diese ganzen Berechnungen laufen aber parallel weiter, und dadurch kann der AP die Antwort des Schiffes direkt umsetzen.
Nähert sich das Ruder seiner Soll-Position, wird es langsamer.
Wird die Kursabweichung kleiner, nimmt der AP den Ausschlag zurück,
Nähert sich das Schiff der geplanten Linie, verkürzt der AP den Winkel und schwingt in einem weichen Bogen in die Kurslinie ein.

Ja, hier liegt schon etwas mehr Grips. Schließlich reicht nicht ein einfacher PI-Regler dafür sondern er braucht einen D-Anteil damit der AP schon "gegensteuert" bevor der Kutter den Soll-Kurs erreicht hat. Die "richtigen" Parameter dabei herauszubekommen ist relativ schwierig und kostet bei einem eigenwilligen Schiff schonmal die eine oder andere Woche... (Erfahrung )

Zitat von Joerg Pauly

Die dazu benötigten Algorythmen sind recht eingängig und gar nicht mal so umfangreich.
Der Witz besteht darin, dass die Software nicht einen Korrekturbefehl sequenziell abarbeitet, sondern dynamisch auf die sich ständig ändernden Daten der GPS-Quelle und der eigenen Sensoren reagiert.

Vorraussetzung dafür ist eine MCU, die Multithreading erlaubt. Ein Programmteil ist nur damit beschäftigt, die NMEA-Daten aus der GPS-Quelle zu lesen und die Werte in die globale Daten-Matrix zu schreiben.
Ein anderer erzeugt aus den Daten der Matrix pausenlos neue Einstiegs-Werte für den Ruder-Steller.
Der widerum bekommt laufend den aktuellen Ruderstand, vergleicht ihn mit der Soll-Lage und errechnet daraus die Motor-Ansteuerung.

Das ganze passiert alle 10 ms.
D.h. 100 mal pro Sekunde steht der AP vor einer völlig neuen Situation. Die Physik will, dass sich diese Situation von der vorherigen nur geringfügig unterscheidet, was zur Folge hat, dass die Aktionen des AP immer sehr feinfühlig ausfallen.

Hat man nicht gerade einen brutalen ZickZack-Kurs mit Kurssprüngen von kurz unterhalb 180° programmiert, wird man schon genau hinsehen müssen, um überhaupt die Aktionen des AP wahrzunehmen.

Hmm.... ja, also! Multi-foo ist nicht unbedingt nötig, solange der AP die 10ms einhalten kann. Es reichen bei mir sogar, wenn er 250ms (>4kn) bis 2000ms (<2kn) darüber nachdenkt, was als nächsts zu tun ist... Ich hoffe ich kann Dir hiermit einiges dessen ersparen was mich fast hat aufgeben lassen. Inzwischen bin ich aber soweit, dass die grundlegenden Funktionen alle sicher funktionieren und man sich um den schönen Teil kümmern kann. Falls Dir noch eine gute Idee kommt, wie man ein wasserdichtes, mechanisch stabiles Interface mit Lämpchen und Knöpfchen bauen kann, bin ich ganz Ohr. Das ist nämlich eine der Sachen bei denen ich bisher noch nicht erfolgreich war. Schöne Grüße, Clemens

[Joerg Pauly]

Zitat von sumsum

Die Neutralstellung brauchst Du nicht. Die kannst Du aus dem fahrenden Schiff bei Einschalten des Autopiloten erkennen:

Mein Ansatz will genau das nicht. Es gibt keine Garantie, dass die Ruderlage beim Einschalten genau neutral entspricht. Würde ich das "Erfahren" der Nullstellung der Software überlassen, gäbe es, geschuldet der Aktualisierungsrate von 1 Satz/sec ein ziemliches Herum-Geeier. Zur Erinnerung: Gyros, Magnetkompasse und dergleichen gibt es in meinem Entwurf nicht, sie sind auch nicht geplant. Und bei dem verwendeten Ansatz sind sie auch überflüssig.
So muss ich die Nullage nur einmal ermitteln, und ab da kann sie zielgerichtet angefahren werden.
Die Vollausschläge beziehen sich auf die Sicht des AP; da sind natürlich Toleranzen drin. Es kommt nur darauf an, wann man sagt: "Die isses!"

Wozu eine Stufentabelle wenn einfache Arithmetik reicht? Die Ruderstellung ist dank des relativ schnellen Systems eigentlich einfach zu realisieren. Eine Tabelle kostet viel Ressourcen und ist aufwendig zu erstellen.

Das ist eine IF-Kette, die Wertebereiche abgleicht, die wiederum als Präprozessorkonstanten vorliegen. "Tabelle" ist vieleicht etwas unglücklich formuliert, aber das ist weder schwierig, noch benötigt es viele Ressourcen. Aber es gibt mir die Gelegenheit, die Definitionen auf das Verhalten des Schiffes haarklein anzupassen, und zwar mit minimalem Aufwand.

Ja, hier liegt schon etwas mehr Grips.

Das kommentiere ich jetzt um meines Kreislaufes Willen besser nicht...

Hmm.... ja, also! Multi-foo ist nicht unbedingt nötig, solange der AP die 10ms einhalten kann. Es reichen bei mir sogar, wenn er 250ms (>4kn) bis 2000ms (<2kn) darüber nachdenkt, was als nächsts zu tun ist...

Und genau das soll er nicht. Er soll frühzeitig, aber dafür sanft reagieren, und schon währenddessen interaktiv die gerade angestoßene Bewegung mit in seine Rechnung einbeziehen.
Je mehr Zeit ich dem Schiff gebe, sich zu bewegen, umso heftiger muss ich einer unerwünschten Bewegung entgegenwirken.
Werte ich aber alle vorhandenen Daten so schnell wie möglich aus, kann ich frühzeitig reagieren.
Flugzeug-Systeme, sog. FMCs, arbeiten genau so, und ich als Pilot schwöre darauf!

Ein weiteres:
Ohne Multithreading kann mir der eine Thread sang- und klanglos aussteigen. Davon bekomme ich u.U. gar nichts mit, bis ich dann merke, dass er aus der Spur geht.
Wenn sich aber die Threads gegenseitig überwachen und einer steigt aus, wird er von einem Watchdog einfach wieder gestartet, und davon bekomme ich dann wirklich nichts mit.

Falls Dir noch eine gute Idee kommt, wie man ein wasserdichtes, mechanisch stabiles Interface mit Lämpchen und Knöpfchen bauen kann, bin ich ganz Ohr. Das ist nämlich eine der Sachen bei denen ich bisher noch nicht erfolgreich war. Schöne Grüße, Clemens

Sorry, da muss ich passen. Mein Ruderhaus ist wetterfest... ;)

[sumsum]

Zitat von Joerg Pauly

Mein Ansatz will genau das nicht. Es gibt keine Garantie, dass die Ruderlage beim Einschalten genau neutral entspricht. Würde ich das "Erfahren" der Nullstellung der Software überlassen, gäbe es, geschuldet der Aktualisierungsrate von 1 Satz/sec ein ziemliches Herum-Geeier. Zur Erinnerung: Gyros, Magnetkompasse und dergleichen gibt es in meinem Entwurf nicht, sie sind auch nicht geplant. Und bei dem verwendeten Ansatz sind sie auch überflüssig.

Hm, also das finde ich sehr interessant. Mit einem ähnlichen Ansatz hat es bei mir nicht so recht funktioniert, weswegen ich dann auch lauter integrale, relativ schwierig zu stabilisierende Regler gekommen bin.

Zitat von Joerg Pauly

So muss ich die Nullage nur einmal ermitteln, und ab da kann sie zielgerichtet angefahren werden.

Vielleicht liegt aber auch ein Problem mit unserem Schiff vor: es fährt um's Verrecken nicht geradeaus, man muss immer ca. 1/2 Umdrehung des Steuerrades hin-und-herdrehen, damit es geradeaus fährt. Da ist die "Nullstellung" für uns auch nicht so leicht zu finden ...

Zitat von Joerg Pauly

Das ist eine IF-Kette, die Wertebereiche abgleicht, die wiederum als Präprozessorkonstanten vorliegen. "Tabelle" ist vieleicht etwas unglücklich formuliert, aber das ist weder schwierig, noch benötigt es viele Ressourcen. Aber es gibt mir die Gelegenheit, die Definitionen auf das Verhalten des Schiffes haarklein anzupassen, und zwar mit minimalem Aufwand.

Hm, kannst Du mir nochmal einen Hinweis geben, was eine IF-Kette ist? Ich habe da nichts zu finden können.

Zitat von Joerg Pauly

Und genau das soll er nicht. Er soll frühzeitig, aber dafür sanft reagieren, und schon währenddessen interaktiv die gerade angestoßene Bewegung mit in seine Rechnung einbeziehen.
Je mehr Zeit ich dem Schiff gebe, sich zu bewegen, umso heftiger muss ich einer unerwünschten Bewegung entgegenwirken.
Werte ich aber alle vorhandenen Daten so schnell wie möglich aus, kann ich frühzeitig reagieren.

Frühzeitiges Reagieren hat bei mir zu großen Ruderausschlägen ohne Wirkung geführt. Vielleicht liegts auch daran, dass unser Schiff erst nach ca 5-15 Sekunden etwas von einer Veränderten Ruderstellung bei geringem Ausschlag "mitbekommt".

Zitat von Joerg Pauly

Ein weiteres:
Ohne Multithreading kann mir der eine Thread sang- und klanglos aussteigen. Davon bekomme ich u.U. gar nichts mit, bis ich dann merke, dass er aus der Spur geht.
Wenn sich aber die Threads gegenseitig überwachen und einer steigt aus, wird er von einem Watchdog einfach wieder gestartet, und davon bekomme ich dann wirklich nichts mit.

Na bei mir gibt es halt keine Threads sondern nur Subroutinen die nacheinander in einer Schleife aufgerufen werden, wenn eine "aussteigt", bleiben die anderen auch stehen und der Watchdog (so er denn programmiert ist) würde greifen. Ich habe bisher nur gute Erfahrung gemacht mit dieser Technik. Vielleicht auch etwas Geschmackssache.

Zitat von Joerg Pauly

Sorry, da muss ich passen. Mein Ruderhaus ist wetterfest... ;)

Du Glücklicher!

Weisst Du schon, wie Du die Steuerung des Schiffes vornehmen willst? Wonach weiss Dein AP, in welcher Richtung das Schiff gerade fährt? Oder wie hast Du vor, eine vordefinierte Linie abzufahren?

Schöne Grüße,
Clemens

[Joerg Pauly]

Zitat von sumsum

Hm, also das finde ich sehr interessant. Mit einem ähnlichen Ansatz hat es bei mir nicht so recht funktioniert, weswegen ich dann auch lauter integrale, relativ schwierig zu stabilisierende Regler gekommen bin.

Vielleicht liegt aber auch ein Problem mit unserem Schiff vor: es fährt um's Verrecken nicht geradeaus, man muss immer ca. 1/2 Umdrehung des Steuerrades hin-und-herdrehen, damit es geradeaus fährt. Da ist die "Nullstellung" für uns auch nicht so leicht zu finden ...

Damit ist klar, warum es so bei Dir nicht funktioniert. Du kannst wahrscheinlich mittlerweile vorausahnen, wann das Schiff drauf und dran ist, sich weg zu drehen, aber das kann ein AP nie und nimmer leisten.

Die Voyager macht es mir da erheblich einfacher:
Sie ist eine Schouf, aber mit tiefem durchgehenden Kiel nebst zwei Längs-Stabilisatoren, also sehr Kurs-treu.
Gleichzeitig hat sie über mehr als den kompletten Propeller-Durchmesser ein Ruder von ~80cm Länge, und das bei 7,80m LüA und 4,5 t.
Damit reagiert sie auf kleinste Ausschläge selbst bei geringester Geschwindigkeit sehr direkt. Es sind auch bei Hand-Fahrt nur geringe Bewegungen der Haspel nötig, um Abweichungen aufgrund von Querwellen vorzunehmen. Eigentlich bin ich den größten Teil der Zeit damit beschäftigt, das Ding still zu halten.

Und genau darum muss ich dafür sorgen, dass sie frühzeitig, aber sanft reagiert.

Das Ganze funktioniert mit WinGPS, von dem ich mir meinen Kurs anzeigen lassen kann und auch eine programmierte Strecke.
Ich hab's getestet:
Um einer wie auch immer gearteten Strecke bei jeder Geschwindigkeit folgen zu können, bedarf es Ruderausschlägen von max. 25 %.

Hm, kannst Du mir nochmal einen Hinweis geben, was eine IF-Kette ist? Ich habe da nichts zu finden können.

Na, einfach mehrere if()-Blöcke hintereinander. switch() geht nicht, weil auf Werte-bereiche geprüft wird.

Frühzeitiges Reagieren hat bei mir zu großen Ruderausschlägen ohne Wirkung geführt. Vielleicht liegts auch daran, dass unser Schiff erst nach ca 5-15 Sekunden etwas von einer Veränderten Ruderstellung bei geringem Ausschlag "mitbekommt".

siehe oben, das dürfte Dein Haupt-Problem sein.

Weisst Du schon, wie Du die Steuerung des Schiffes vornehmen willst? Wonach weiss Dein AP, in welcher Richtung das Schiff gerade fährt? Oder wie hast Du vor, eine vordefinierte Linie abzufahren?

Der AP hängt an WinGPS5Pro, von wo er Sätze APB, RMC und als Backup XTE empfängt. Da steht alles drin, was er braucht, um seine Ausrichtung beurteilen zu können.
Ebenso bekommt er die Soll-Kurse über diese Sätze. Wonach die sich richten, liegt ganz allein an der WinGPS-Software und kann dort auch definiert werden.

[apiroma]

Zitat von sumsum
Hm, also das finde ich sehr interessant. Mit einem ähnlichen Ansatz hat es bei mir nicht so recht funktioniert, weswegen ich dann auch lauter integrale, relativ schwierig zu stabilisierende Regler gekommen bin.

Vielleicht liegt aber auch ein Problem mit unserem Schiff vor: es fährt um's Verrecken nicht geradeaus, man muss immer ca. 1/2 Umdrehung des Steuerrades hin-und-herdrehen, damit es geradeaus fährt. Da ist die "Nullstellung" für uns auch nicht so leicht zu finden ...




Hast Du Spiel in der Übertragung zum Ruder oder ist es mehr die Rumpfform (Kurzkieler). Hast Du einen Kalman-Filter im Programm??

Wegen dem Gehäuse, guck Dir mal die Kontrollen der DGZRS-Außenfahrstände an. Diese haben teils "Folien" auf den Kästen verschraubt.

[apiroma]

Zitat von Joerg Pauly

Ich liebte Open Source, habe mich an vielen Projekten beteiligt und auch eigene betrieben..., bis zu dem Tag, als mir die Nutzung eines von mir selbst entwickelten Programmes unter Androhung drakonischer Strafen untersagt wurde. Jemand hatte einfach aus den Quellen die GPL-Vermerke entfernt und es als sein geistiges Eigentum erfolgreich schützen lassen; und dieser Jemand stellte es dann so dar, als hätte ich proprietäre Quellen zu Unrecht mit meinem Copyright-Vermerk versehen und unter die GPL gestellt. Seit dem verdient dieser Jemand mit diesem System gutes Geld, und ich habe nicht mal mehr das Recht, dies zu beklagen, durfte sogar noch Schadenersatz leisten.

Seitdem stelle ich nützliche Software, die ich entwickele, zwar jederman zur Nutzung zur Verfügung, halte aber die Quellcodes unter Verschluss, dafür bitte ich einfach um Verständnis.

Sei's drum, Shit happens...

Meine Ruder-Ansteuerung erfährt gerade eine grundlegende Rund-Erneuerung, da ich mit Hilfe eines absoluten Elektronik-Profis die Treiber-Hardware auf eine neue Basis gestellt habe. Hiervon ist natürlich auch die Software-Seite betroffen. Die Anpassungen sind in vollem Gange, denn eine Leistungs-H-Brücke will vernünftig angesteuert werden.

Ich bin gerade selber total gespannt, was dabei rauskommt...

Was war das für ne SW??
Bitte PN

[Joerg Pauly]

Zitat von apiroma

Was war das für ne SW??
Bitte PN

Hallo, Karl-Heinz,

ich enttäusche Dich ungern, aber der Fall ist schon vor Jahren auf den Müllberg der Geschichte gewandert; und dort würde ich ihn auch gerne lassen...

Ausserdem habe ich gerade mit viel spannenderen Dingen zu tun:

Die Software des AP erweist sich im Prüf-Kreis gerade als sehr effizient, wobei sicherlich viele Eck-Werte im Schiff angepasst werden müssen. Dies ist jedoch erst nach Einbau des Gesamt-Systemes möglich; derzeit beschäftigt mich die Frage, woher ich eine mechanisch zu bedienende Kupplung herbekommen bzw. wie ich sie selbst bauen kann, mit der der AP mit dem Ruder verbunden - und vor allem im Notfall - schnell wieder getrennt werden kann...

[sumsum]

Hallo Joerg,

Zitat von Joerg Pauly

Hallo, Karl-Heinz,
Die Software des AP erweist sich im Prüf-Kreis gerade als sehr effizient, wobei sicherlich viele Eck-Werte im Schiff angepasst werden müssen. Dies ist jedoch erst nach Einbau des Gesamt-Systemes möglich; derzeit beschäftigt mich die Frage, woher ich eine mechanisch zu bedienende Kupplung herbekommen bzw. wie ich sie selbst bauen kann, mit der der AP mit dem Ruder verbunden - und vor allem im Notfall - schnell wieder getrennt werden kann...

Was für einen Prüfkreis hast Du denn? Ich konnte das realistisch nur am Schiff selber prüfen ob's funktioniert.

Was für eine Steuerung hast Du? So eine die aufs Ruderrad geklemmt wird oder hast Du eine Pinnensteuerung oder geht das direkt auf die Seilzüge oder gar auf den Quadranten?

Mit so einer Radsteuerung kommt man ganz gut zurecht. Leider ist die Exzenterschmierung nicht so der Knüller, muss alle 14Tage nachgeschmiert werden.

Schöne Grüße,
Clemens

[Joerg Pauly]

Hallo, Clemens,

meine Prüf-Umgebung besteht aus der fertig gebauten Hardware, einem 12V-Getriebemotor, der an Bord durch einen Scheibenwischermotor ersetzt wird, und dieser wirkt über eine direkte Mechanik auf den Ruder-Sensor.

Daran angehängt wird der PC mit WinGPS, das wiederum über eine GPS-Simulator-Software angesteuert wird. Damit und mit dem Hardware-Debugger der C-ControlPro kann man der AP-Software phantastisch "unter'n Rock" schauen.
Natürlich werden bestimmte Werte erst bei Testfahrten angepasst werden können, aber ich kann so feststellen, ob die Algorythmen so arbeiten, wie sie sollen.

Die mechanische Ankopplung macht mir indes noch etwas Kopfschmerzen.
Ein Werftbau von 1968 ist nicht mit Serien-Teilen bestückt. Die Voyager wird über einen umlaufenden Seilzug gesteuert. Dieser ist über eine Kette mit dem Haspeltrieb verbunden.

Mir schwebt eine Trommel vor, um die der Seilzug geschlagen und an ihr fixiert ist. Diese Trommel soll vom Stellmotor angetrieben werden. Bis hierhin kein Problem...

Was ich brauche, ist eine Möglichkeit, die Trommel mechanisch vom Motor zu trennen, ohne sie von ihrer Achse zu nehmen. Danach suche ich jetzt noch.

[sumsum]

Hallo Joerg,

bei uns hat sich bisher eine Radsteuerung gut bewährt. Einziges Manko ist der Exzenter, der etwas knapp nur "einrastet". Man muss halt regelmäßig schmieren, damit er nicht von selbst auskuppelt. Das war allerdings nicht von Anfang an so.

Ich hatte leider keinen guten Versuchsaufbau zu Hause sondern musst immer schön zum Schiff zum Testen. Dadurch lernt man "guten" Code zu schreiben .

Allerdings war die Rudersteuerung auch das einfachere zu testen und mehr hätte ich auch garnicht zuhause nachbauen können.
Mich interessiert deswegen mal, wie Du das Verhalten des Schiffest simulierst!

Schöne Grüße,
Clemens

[Joerg Pauly]

Zitat von sumsum

Mich interessiert deswegen mal, wie Du das Verhalten des Schiffest simulierst!

Hallo, Clemens,

im Grunde ist das vollkommen nebensächlich, da die Parameter, die der AP benötigt, um sauber mit dem Schiff zu korrelieren, recht einfach bei Testfahrten justiert werden können.

Ich habe es aber trotzdem gemacht, schon rein aus Interesse.

Dazu bediente ich mich einiger Werkzeuge aus der Luftfahrt. Für einen Piloten ist es z.B. wichtig, seine Dreh-Rate gezielt steuern zu können. Dafür gibt es ein Kreisel-Instrument, dass zwar unmittelbar reagiert, dafür aber ungenau ist, den Rest regelt GPS. Mit diesem Tool habe ich Kursänderungen sowie die dafür nötigen Ruderausschläge aufgezeichnet. Das ganze vor dem Hintergrund eines vorgegebenen Korridors, dem das Schiff folgen soll (und in dem Fall durch meine Hand auch tat).

Das ganze hat eine Kontouren-Fahrt mit wechselnden Geschwindigkeiten durch das Gouden Ham gekostet, die nach 2 herrlichen Stunden vorbei war...

Mit diesen Daten habe ich zuhause experimentiert:
Ich habe die gleiche Route in WinGPS geladen, den AP rangehängt, den an dem Simulations-Motor hängenden simulierten Ruderlage-Sensor per USB seine Daten an den AP senden lassen und in einem GPS-Simulator, der seine Ergebnisse als NMEA-Sätze an WinGPS sendete, die Bewegungen nachverfolgt.

Die Voyager ist sehr handführig, sie reagiert dank ihrem riesigen Ruderblatt sehr direkt, so dass die Massen-Simulation einfach mal "Frei Schnauze" ging.

Als Pilot weiß ich: das Schwierigste an einer Kurve ist, sie aus zu leiten.
Das ist auf einem Schiff nicht anders als bei einem Flugzeug; beide sind nicht spur-geführt, da sie sich durch dynamische Medien bewegen und durch eben deren Dynamik beeinflusst werden.

Man muss also mit dem Ausleiten beginnen, bevor der neue Sollkurs erreicht ist. Und genau darum definieren sowohl in der Luft als auch auf dem Wasser sämtliche AP-Feeder-Systeme einen Kurs nicht als Linie, sondern als Korridor. Das ist bei den Honeywell-Systemen der BOEING-Koffer nicht anders als z.B. bei WinGPS. Beide Systeme leiten nicht bei überschreiten des Zielpunktes ein, sondern bei erreichen des ihn umgebenden Kreises. Ist dieser ideal bemessen, so endet das Ausleiten genau auf der ursprünglichen Linie. Der AP folgt bei einem Kurswechsel also einer Innen-Tangente, d.h., er dreht noch vor dem Wegpunkt auf den neuen Kurs ein. Dabei richtet er sich nach der Geschwindigkeit und einer Soll-Drehrate, die 180°/Min beträgt. Daher kommt der für Piloten so lebenswichtige "2-Minutes-Turn", also ein Vollkreis, der genau 2 Minuten dauert und als Standard-Kurve bezeichnet wird.

Hiermit hat man sich gleichzeitig eine Konstante geschaffen, mit der man hervorragend rechnen kann. Und genau in dieser Konstante liegt das ganze Geheimnis.

Wenn ich in dieser Drehung ein Flugzeug mit ~900 km/h um die Kurve kriege, gelingt das auch mit einem Schiff, das 12,2 km/h fährt. Den nötigen Radius kann ich ausrechnen, und die Ruderausschläge darauf zu trimmen, ist dann kein Problem mehr.

[joehd]

Welchen Motor nehmt ihr zur Ankopplung an die Steuerrung. Denn sie muss ja schnell getrennt werden können. Desweiteren würde mich die Leistungsschaltung interessieren. Hast du da einen Plan gemacht ? Muß das rad ja nicht neu erfinden. Ich möcht garnicht unbedingt als autopilot fahren aber kurs halten wäre schön. Freue mich auf Antwort.

[xenix]

Du hast schon gesehen, dass der Thread hier schon über 5 Jahre alt ist?

Ich würde nicht mit einer Antwort rechnen.

[sumsum]

Zitat von xenix

Du hast schon gesehen, dass der Thread hier schon über 5 Jahre alt ist?

Ich würde nicht mit einer Antwort rechnen.

Wow, wusste garnicht, dass der AP bei uns schon so lange läuft!

joehd: wir haben einen alten Steuerradautopiloten geschlachtet. Der hat einen Hebel mit dem der Motor mit dem Steuerrad verbunden wird, den man auch schnell wieder lösen kann. Leider ist der Hebel nicht so besonders stabil - hat schon einige Reparaturen hinter sich.

Für die Leistungselektronik wurden ganz einfache Bipolartransistoren genommen. Kannst Du Dir hier angucken:
https://www.mikrocontroller.net/arti...ver_fet.brd.29

Schöne Grüße!

[T-Technik]

Hallo zusammen,

ja, die Pause ist schon recht groß in diesem Thread .



Unabhänige Frage :

Ich möchte zunächst keinen neuen Thread starten,
da aber dieser gerade wieder oben ist, hier fragen .

Unsere Simrad-Anlage kann es nicht .
Ist es möglich ( rein techn. bestimmt ) den Autopiloten eine bereits gefahrene
und im Plotter gezeichnete Strecke nach fahren zu lassen ?

Bitte jetzt hier keine rechtliche Diskussion, ich plane nicht unbemannte Boote loszuschicken !


Grüße : TOMMI

[retman]

Hallo Tommi!

Meine Raymarine-Anlage kann das im Prinzip, ich kann während der Fahrt einen "Track" aufzeichnen und diesen beliebig oft nachfahren. Ich kann den Track aber nicht ohne weiteres am Plotter "zeichnen", da kann ich nur entsprechend eng beieinander liegende Wegpunkte speichern und diese danach zu einem Track zusammensetzen.
Leider macht das Abfahren eines Tracks aber nur bedingt Sinn, denn bei jeder Kursabweichung (Wind/Wellen/etc.) versucht der AP sich natürlich wieder an die alte Richtung heranzutasten, damit ist dann teilweise für erhebliche Zeit die eigentliche Spur verlassen und man trifft oft erst recht spät wieder auf den alten genauen Kursverlauf.
Aber bei ruhigem Wasser funktioniert es ganz gut, ich habe solche Tracks für den Hauptkanal meiner Marina, da nutze ich die dann wenn ich alleine Fahre und die Funk- und Radarsntennen einklappen muss bevor ich unter der Brücke durch bin. Funktioniert jedenfalls besser als einen geraden Kurs vorzugeben - der wird nämlich langsamer korrigiert als der Track - warum auch immer.

[Sigi S.]

Zitat von T-Technik

Hallo zusammen,

ja, die Pause ist schon recht groß in diesem Thread .



Unabhänige Frage :

Ich möchte zunächst keinen neuen Thread starten,
da aber dieser gerade wieder oben ist, hier fragen .

Unsere Simrad-Anlage kann es nicht .
Ist es möglich ( rein techn. bestimmt ) den Autopiloten eine bereits gefahrene
und im Plotter gezeichnete Strecke nach fahren zu lassen ?

Bitte jetzt hier keine rechtliche Diskussion, ich plane nicht unbemannte Boote loszuschicken !


Grüße : TOMMI

Wenn du eine Simrad Anlage, wie z.b. ein Evo oder Go hast, dann geht das.
Du kannst sogar ein Autorouting mit nur 2 Punkten (Start- und Endpunkt) eine Route berechnen und abfahren.
Ein aufgezeichneter Track lässt sich in Wegpunkte umrechnen und die daraus erstellte Route auch abfahren.

Hier steht es ab Seite 34 beschrieben
http://www.simrad-yachting.com/Root/...-10596-001.pdf

Wie das mit dem Autopiloten geht, steht ab Seite 50 (NAV-Modus)

[T-Technik]

Danke Sigi,

wir haben NSS Evo 2 und 3 Geräte .

NSS Evo 2 7" in unserem Tenderböötschen, Fotos .

Was ich sonst gerne tue, habe ich hier (noch) nicht vollständig gelesen .

Aber vorab die Aussage von einem Techniker ( Navico ) ,
dass es so nicht gehe und auch nicht gewollt sei .

Wenn ich mit unserem ZAR Tender fahre,
zeichnet der Plotter den Track in die Karte ein .
Oben rechts habe ich mir eingerichtet, dass dort die gesamt km o. nm der
z.B. Tagestour ( Track ) immer angezeigt werden .
Sowie ich aber neu starte, ist diese Streckensumme futsch und erst wieder
zu sehen, wenn ich fortführen des Tracks bestätigt habe .
In keinen Listen oder Tabellen kann ich das nachträglich wieder sehen .

Ist zwar etwas vom Thema weg, aber vom Threadstarter kommt ja
anscheinend nichts mehr . (?)


Grüße : TOMMI

[Sigi S.]

ja, die Tagestour und alle seine Daten sind leider beim Ausschalten weg, selbst wenn ich am selben Tag weiter fahren will, wir wieder bei Null begonnen.
Es gibt nur die Möglichkeit, Track1 oder Track2 zusätzlich aufzeichnen lassen, aber das vergesse ich meist beim Losfahren (Hab das Lowrance HDS)

[skip]

Zitat von Joerg Pauly

Ziel des Projektes:
.........
Im einfachsten Fall kann man auch Relais-Paare verwenden. Aber auch die brauchen mehr als 20mA bei 5V, um anzuziehen. Hier helfen NPN-Transistoren weiter, die bei 5V an der Basis das Relais vom Kollektor zum Emitter nach GND durchschalten.

Paare deshalb, weil der Motor komplett umgepolt werden muss. Schaltet man also jeweils ein rechts-gepoltes und ein links-gepoltes Paar, so kann nichts passieren. Man muss nur bei der Entwicklung der Software für den Controller darauf achten, dass niemals beide Paare zusammen anziehen können. Das würde nämlich einen Kurzschluss verursachen, der nur Unannehmlichkeiten zur Folge hat...

Anbei eine Schaltung, die das Problem des Kurzschlusses schon einmal verhindert.
Zusätzlich wird der Motor dadurch in der Endstellung auch noch gebremst.
St=Relaissteuerung, SM=Stellmotor

[sumsum]

Zitat von skip

Anbei eine Schaltung, die das Problem des Kurzschlusses schon einmal verhindert.
Zusätzlich wird der Motor dadurch in der Endstellung auch noch gebremst.
St=Relaissteuerung, SM=Stellmotor

Jo, das gleiche ist mit FETs und/oder Bipolartransistoren auch realisierbar.
Siehe auch https://www.mikrocontroller.net/wiki...ilot-power.png

Schöne Grüße!