Onderwerp: NMEA output voor Stowe sleeplog

Retired (nou ja, zo goed als...), dus heerlijk wat tijd om hobby projektjes die ik al lang van plan was uit te voeren.
Zojuist een NMEA output gemaakt voor het Stowe sleeplog uit de 80er jaren, dat ik nog in de kast had. Misschien wel aardig om als bijdrage hier in dit forum wat over te vertellen. Ik heb de laatste tijd ook diverse draadjes gezien over STW nauwkeurigheid en calibreren/corrigeren en ook de NMEA voor Nasa instrument door Roozeboos, dus ....

Het water in mijn vaargebied is weliswaar erg schoon, maar groei van zeeorganismen gaat razend snel, waardoor de paddle-wheel gever van de RM ST60 tridata vaak vast zit en onnauwkeurig is. Daar helpt geen calibreren aan. Een paar jaar geleden al eens een pulse generator gemaakt die GPS SOG leest en op basis daarvan een paddle wheel emuleert, rechtstreeks aangesloten op de gever ingang van de ST60. Maar bij een paar knopen stroom is het niet geweldig om SOG als STW te hebben, ook al vanwege verkeerde TWA en TWS berekening. Ik vind het ook juist nuttig om STW met SOG te kunnen vergelijken.

Het voordeel van het trailing log is natuurlijk dat je niet snel te maken hebt met vastzitten en mocht dit toch gebeuren, dan heb je snel de kabel binnengehaald om de rotator schoon te maken. Ook belangrijk geen correctie nodig voor helling en geen beinvloeding door romp begroeing (turbulentie) zoals bij een paddle wheel.. Ik hoop alleen dat het niet aantrekkelijk is als snack voor haaien of tuna.

Het Stowe sleeplog stond destijds bekend als een nauwkeurig instrument. Het gaat daarbij natuurlijk voornamelijk om de rotator-gever. Wel aardig om de NMEA STW te vergelijken met wat de klok van het oude analoge beestje aanwijst, maar ik ben niet van plan het oude instrument te blijven gebruiken en op de pushpit te monteren. Alleen een stopcontactje waar ik de gever kabel met waterdicht stekkertje in plug. De software om de NMEA VHW zinnen te genereren heb ik ondergebracht in mijn mux, dus geen apart apparaatje nodig. Er zitten genoeg extra GPIO poorten op de MCU, dus het gaat ook niet ten koste van het aantal beschikbare NMEA input poorten. De VHW zinnen worden met de andere NMEA bronnen mee-gemultiplexed en het network ingevoerd. De STW kan ik weergeven op B&G Triton instrument (via AT10) en Zeus plotter en via wifi op iPad. Ook een rechtstreekse verbinding met de Navman 3150 wind instrument voor TWA / TWS.

Een standaard paddle wheel draait per NM 22000 keer rond. Daarentegen draait de Stowe rotator naar berekening ongeveer 8000 keer per NM. Dit gecontroleerd met het Stowe instrument en een boormachine om de rotator rond te draaien. Toen de RPM van de boormachine gecontroleerd met tachometer. Het sommetje is vervolgens eenvoudig.

Een paddle wheel is zeer licht en flimsy en er treden vaak plotselinge variaties in omwentelingen op. Middelen is daarom essentieel. Bij de Stowe rotator die meer massa heeft is dit veel minder het geval. Door de draai-enertia treedt er ahw natuurlijke demping op. Ik heb wel een voorziening voor averaging gemaakt, maar lijkt nauwelijks nodig.

Nauwkeurigheid: Je bent geneigd om in de s/w pulsjes per tijdseenheid te tellen, maar bij lage snelheden geeft dat onnauwkeurigheid omdat je geen gedeeltelijke omwentelingen kunt meten. Dat kun je weer oplossen door middeling, maar bij lage snelheid middelen maakt het registreren van snelheidsveranderingen traag. Daarom gekozen voor het meten van tijd per omwenteling. Dit vereist een hoge sample-rate bij hoge snelheden, maar met de 16Mhz clock is dat geen probleem. Ik heb het zo gemaakt dat de sample rate bij 20Kn nog 100 per omwenteling is, dus erg nauwkeurig, vooral bij lagere snelheden. Mogelijkheid tot middeling van tijd per omwenteling om uiterst kleine verschillen in het schakelen van de reed sensor glad te strijken.

Het sleeplog meet de werkelijke snelheid door het water, dus ook drift. De dwars-component die een paddle wheel niet meet, zou je bij een sleeplog kunnen berekenen op basis van leeway angle (sin (LWA)*MSTW), maar daarvoor zou je hoek van de sleeplog kabel moeten meten. Ik weet niet hoe nuttig dat zou zijn.

Nog te maken:
1. Alarm bij STW lager dan 1Kn om bij ankeren niet te vergeten de transducer kabel binnen te halen.
2. Een pulse-rate converter zodat ik naast NMEA ook een rechstreekse verbinding met de gever ingang van het ST60 instrument kan maken met 3-keuze schakelaar paddle wheel/ pulse generator op basis van SOG / trailing log.

Toekomst, als ik er ooit aan toekom:
Op basis van de pulse-rate converter kun je weer aardige dingen doen (met name voor de paddle wheel gever) zoals auto-calibratie en auto correctie voor helling, zoals B&G doet. Door de pulse rate aan te passen kun je deze funkties realiseren ook voor instrumenten die dit niet ondersteunen.

O ja, de frequentie van de VHW NMEA zinnen is 2 Hz.

Leuk!!

Gaaf!

Heb je hier qua snelheidsmeting nog iets aan, of wind de kabel eerst een stuk op voordat ie sneller gaat draaien?

Op deze manier kun je een erg nauwkeurige snelheidsmeting maken (in pricipe...)

Interessant...

Mooi project! daar houd ik van!
Wel jammer dat je de oude klok geen plaatsje geeft, zou mooi zijn als die ook nog werkend toegevoegd zou kunnen worden en voor de sier, hij hoeft dan niet aan te staan maar je kan hem dan wel werkend showen

Nachtvlinder schreef :
Begrijp niet helemaal wat je bedoelt. De kabel windt niet op, bedoel je dat de kabel tordeert? Daar is nauwelijks sprake van, de rotator draait te gemakkelijk. De snelheidsmeting is erg nauwkeurig.

Torderen bedoelde ik inderdaad. Heb ooit met een sleeplog gevaren waar een vliegwiel in de klok zat: dat gaf een mooie constante, maar ook trage aanwijzing, omdat het vliegwiel telkens moest accelereren. Mooi dat de Stowe daar geen "last" van heeft.

Zeilprutser schreef :
Ja, zo'n ouwe analoge klok heeft wel wat en hij werkt nog goed gelijktijdig met NMEA, maar het ding is wel bulky. Wegdoen doe ik zeker niet, misschien begin ik een museumpje als het zeilen niet meer lukt. Ik heb nog wel wat andere mooie spulletjes. Of ik hem aan boord hou weet ik niet. Ik had kontakt met Stowe om te vragen of ze nog spare rotators verkopen, in geval dat een haai hem inslikt. Het antwoord was nee, maar ze hebben nog wel complete trailing logs inkl. rotators. Er blijken nog steeds zeilers te zijn die eraan verknocht zijn. Overigens is bij nadere beschouwing een nieuwe rotator best te maken door iemand die handig is met een draaibank. Een "rare earth" magneetje en reed dingetje erin en klaar is kees.

Nachtvlinder schreef :
Waar jij aan refereert is nog een beetje ouder, ook mooi spul. Het Stowe trailing log is iets moderner en heeft een 2-aderige kabel met magneetje en reed switchje in de rotator. Zeer responsief bij snelheidswijziging.

Van het een komt het ander. Ik heb ook nog deze N2K rudder reference unit, nu overbodig omdat ik een Octopus auto pilot drive met ingebouwde rudder feedback heb geinstalleerd. Door de Stowe trailing log kabel hieraan op de kuiprand te bevestigen kan ik tamelijk nauwkeurig de drifthoek meten (LWA). Als we de STW component evenwijdig aan de lengte as (heading) van de boot STW_H noemen en gemeten STW STW_M, dan is STW_H = cos (LWA) * STW_M
De STW_H is wat we willen gebruiken voor de TWA en TWS berekening door het wind-instrument om bij gelijke AWA ook gelijke TWA te krijgen bij zeilen over verschillende boegen.



Dat brengt me trouwens op iets anders betreffende nauwkeurige STW. Zal een apart draadje daarover beginnen.

Leuk idee! Gaat dat goed met behoorlijke wind? Ik herinner me dat er nooit veel spanning op de loglijn staat en dat deze, in het stuk tussen hekstoel (1m hoog ofzo) en daar waar ie door het wateroppervlak gaat, nog wel een een bocht in kon waaien. En onder helling?

Nachtvlinder schreef :
Goed opgemerkt. Voor het wegwaaien bij sterke wind van het deel van de kabel dat boven water is ben ik niet zo bang. In mijn herinnering hadden we daar geen last van toen we de Stowe nog gebruikten, vele jaren geleden. Maar inderdaad, dat zou een vertekende drifthoek meting betekenen. We kunnen de drifthoek meter ook nog op het boarding platform zetten, dan zal er maar weinig kabel boven water blijven,

En ja, bij helling krijg je ook een fout door minder uitslag van het hoekmeter armpje. Bij 30 graden helling zal dat ong. 9% zijn. Stel we varen halve wind 8 Kn STW_M en de drifthoek is 10 graden. De STW correctie zou dan 0.08Kn minder zijn dan bij geen helling. Dit zou nog te corrigeren zijn door de hoekmeter altijd rechtop te houden., maar ik denk dat de STW fout van een paddle wheel veel groter is, d.w.z. als die het uberhaupt doet.