Onderwerp: PyPilot, de stuurautomaat van OpenPlotter

Hoi,

Even wat foto's en vorderingen van de PyPilot stuurautomaat.
Velen van jullie hebben hem al, de software dan, maar waarschijnlijk nog niet mee gespeeld, omdat de hardware ontbreekt.
Welnu, die hardware ben ik mee aan het knutselen geweest.







De basis: een RaspberryPi met OpenPlotter, versie 1.0.0 (in 1.1.0 zit een bugje in de IMU)
Verder daar aan vast geknoopt een IU, (MPU-9250), dat is een sensor met 9 assen... 3 x gyro, 3 x accelero en 3 x magnetisch. Die meet dus hoe je schip ligt t.o.v. het magnetische noorden, kan heel snel de beweging van het schip hier mee verrekenen (gyro) en weet ook nog welke kant van het schip boven ligt, en hoe schuin je gaat. En dat voor minder dan een tientje...




Dan als extra een motorcontroller, die kan je zelf knutselen, zoals ik heb gedaan, of kopen bij Sean, zie www.pypilot.org.
Die controller wijdt ik nog wel een andere keer aandacht aan, daar ben ik nog niet helemaal tevreden over, maar wat ik heb is een H-brug met 2 N-channel FET's en 2 P-channel FET's en die van Sean is beter met 4 N-channel FET's. Verder zit in die motorcontroller een Arduino nano, die ook de temperatuur, stroom, roerpositie en eindstops kan regelen.
De mijne is wat goedkoper en voldoet waarschijnlijk ook goed voor kleinere stromen tot een ampere of 5. Die van Sean kan veel meer stroom hebben en heeft minder dissipatie.





Afijn vandaag heb ik alles provisorisch aan elkaar geknoopt, in een kartonnen doos, met wat plakband en zo. En de stuurautomaat er aan gehangen.

De stuurautomaat is een oude ST2000+ waarvan het kompas onbetrouwbaar was geworden, en waarvan ik dus alleen het mechanische deel gebruik.




De operatie was vrij eenvoudig:
De voedingsdraden zijn rechtstreeks op de motor aangesloten, en in de stekker op de Seatalk aansluitingen, die gebruik ik nu op de boot namelijk niet, en de huidige ST2000+ zit dus op de overige aansluitingen, zo kan ik nog terugschakelen naar de oude als dat nodig is.
De rest blijft gewoon zitten.





Als GPS op de openplotter even een GPS-module uit de rommelbak gevist en via een seriele TTL-kabel aan de OpenPlotter gehangen.





En dan het spannendste deel, doet ie het....

....

....

....

Even wat spanning opbouwen ....
....

Nee, hij doet het niet, de stuurautomaat gaat meteen de hoek in en blijft daar.
Inderdaad, even de polariteit van de motor wisselen, en dan....
Motorcontroller ook nog even resetten, en dan....




Ja hij doet het! En nog goed ook! De automaat reageert heel adequaat op de bewegingen van de boot, waar de ST2000+ pas reageert als de boot een afwijking heeft, reageert PyPilot al meteen op de beweging.
Daardoor komt de D van de PID-regeling goed uit de verf. (Uitleggen van een PID-regeling is mij teveel werk, dat zoek je maar op)
Natuurlijk heb ik nog niks getuned, en was het maar een simpele check, maar geeft voldoende vertrouwen om hiermee verder te knutselen en netjes op te bouwen.
To be continued.

Beste P,

prachtig dat het werkt. Ga dit zeker ook proberen. Wacht echter nog de nieuwere versie van de controller, die is aangekondigd.

Is ook een prachtige oplossing als het kompas of de elektronica van je stuurautomaat niet goed meer werkt.

Je sluit de zaken direct aan op de motor.

Ik heb een Simrad TP met NMEA aansluiting. Jammer dat NMEA niet te gebruiken is, volgens Sean deP.

Het is alles bij elkaar een vernuftig systeem voor geringe kosten.

Groet,

Bram

Mooi Hans, snel voor elkaar. Ik ben benieuwd hoe hij het gaat doen!

Inspirerend ! Er komen steeds meer leuke open source projecten voor onze boten die niet onderdoen voor kant en klare oplossingen van de watersport juwelier.

Hoe reageert de sensor op helling? blijft de heading gelijk als je hem kantelt met de voorkant naar dezelfde richting?
Zo ja, dan ben ik zeer geinteresseerd in die software!
Ben eens bezig geweest met een dergelijke sensor en een library met een MMC5883 en een BMI160 ernaast. Maar die library op mijn controller en omgeving werkend te krijgen was nogal een gedoe.

Ik wil maar zeggen, er is wel flink wat R&D nodig om de juiste heading te meten met een kantelende sensor, zoals je dat uiteraard op een zeiljacht hebt.

Als het werkt wil ik wel een printje voor je ontwerpen hoor.

roozeboos schreef :
Oh die staat op:

www.pypilot.org

Is een MPU-9250, daar zit ook een accelerometer in die precies weet waar de aarde is. Samen met de gyro ook weet wat ie draait etc.
Zijn al complete bibliotheken voor beschikbaar.

Sean heeft er ook nog weer wat verbeteringen aan gemaakt geloof ik.

Hij levert ook een complete motorcontroller voor niet al te veel, denk ook om zijn experimenteren en ontwikkelingen te financieren. Ik wil hem dus niet teveel in de wielen gaan rijden door zelf al allerlei schema's en printjes te gaan publiceren. Eerst eens met hem overleggen wat hij daarvan vind.

Voorlopig zal bij mij wel een mooie experimenteeropstelling blijven. Ik rij ook al 10 jaar rond met het prototype van mijn fietstassen. Ach als 't maar een goed prototype is....

Het bedenken en aan de praat krijgen is het leuke toch? Niet het afwerken

Via de GPIO van de Pi zou het ook niet heel moeilijk moeten zijn om de knoppen van de automaat weer werkend te krijgen. Wordt alleen een hoop draadjes naar de automaat dan. Vandaar waarschijnlijk Sean z’n keuze voor een Arduino ernaast. Maar zou een pi-zero inbouwen in de automaat uiteindelijk niet het handigst zijn? Kan de automaat alles weer zelf, hooguit van buiten gps en wind nodig.

FMJ schreef : Ja, zo gaat het wel vaak...
Die stuurautomaat zit weer wat beweeglijk vast, motor en grote stromen in de buurt, en vlak boven de gasfles...
Wil die IMU daar juist zover mogelijk vandaan hebben.

Ga nog kijken om die knoppen samen met een LCD-schermpje in de buurt van de kajuitingang te krijgen.

Wij hebben de controller juist achter gemonteerd om erbij te kunnen vanaf de helmstok positie. Kun je dat? Die van ons heeft (nog) geen clutch, wat betekent dat ik tussen opzetten en aanzetten snel moet zijn. Om dan heen en weer naar het hoofdschot te springen (over de traveller) is vragen om problemen.

redshift schreef :
Oh, maar ik bedien via VNC, dus eventueel vanaf telefoon

Beste

Ik ben al een tijdje grote fan en gebruiker van OpenCPN. Recent ontdekte ik dat er ook OpenPlotter met de Plugin PyPilot bestaat. (Beter laat dan nooit)

Uit voorgaande maak ik op dat er al wat mensen op dit forum aan de slag gegaan zijn met deze software en zou graag wat vragen stellen.

Na wat knutselen en installeren heb ik op een nieuwe Raspberry pi de OpenPlotter applicatie draaiende. Hierop heb ik een MPU 9255 aangesloten via I²C en een arduino nano met de "Motor" sketch via USB.
Als ik de Pypilot plugin start zie ik dat de tekst op de AP-knop groen wordt als ik er op druk en dat de voorligging uitgelezen wordt die netjes meedraait met het kompas. Ook op het plotterscherm heeft het bootje een rood en groen streepje op de neus gekregen. Ik kan de koers aanpassen met de < en > knoppen en zie die ook wijzigen op de plotter. Tot hier geen vragen

Nu stel ik vast dat er in het scherm van de AP een knopje 'Compas' zit dat volgens mij de mogelijkheid geeft om ook GPS en Wind te selecteren als input voor de AP maar dat blijkt (nog) niet te werken? Bij jullie wel?

Verder moet ik nu wat vinden om de (toekomstige) motor van de AP aan te sturen. In de motor sketch, die goed gedocumenteerd is, lees ik dat er 2 opties zijn. Een H-bridge of een ESC. Ik heb hier nog een (oude) DC motor met koolborstels (bruched) liggen die ik wil gaan gebruiken voor de testen dus mijn voorkeur gaat ook naar een H-Bridge. Maar als je voor een kant en klare H-Bridge oplossing wil gaan kom je uit bij een L298N. Die beloven voor enkele euro's grote stromen te sturen maar die dingen vragen een DIR en PWM signaal en niet de 4 uitgangen die er nu aangeboden worden om een 'klassieke H-brug' aan te sturen. Heeft er hier iemand een oplossing voor?

groeten Pieter

Beste Pieter,
welkom op het forum! Genoeg over opencpn te vinden hier.

Waar ik even benieuwd naar ben:
Je zegt dat de heading netjes meedraait.
Wat gebeurt er als je de mpu2955 in dezelfde richting houdt, maar dan schuin houdt? Net als aan boord zeg maar, dat je boot onder helling komt bij zelfde heading.
Blijft de koers dan kloppen?

je vraag:
Ik ken dat printje niet hoor, maar als je alleen 4 uitgangen hebt, dan lijkt het dat je alleen 4 juiste FETs hoeft aan te sluiten.
Is in feite simpeler dan de L298.
Net als bij de L298 is de waarde van de stroom ( belast) belangrijk. Dat de boel niet te heet wordt.

Het kompas lijkt heel netjes de helling te compenseren al is het moeilijk om dat goed te verifiëren als je dat bordje aan 4 stijve (te korte) draadjes enkel wil laten hellen en niet te laten draaien...
Ik heb al eerder experimenten gedaan met "tilt-compensated compass sensoren" en deze combinatie MPU9255 met de PyPilot software lijkt het goed te doen. Opvallend is ook dat het kompas na kalibratie gewoon echt juist is en blijft (toch al een hele dag nu )

Waar ik straks naar op zoek moet gaan is een manier om het kompas "remote" te maken. Ik heb het geluk om met een stevige stalen boot te zeilen. Vrienden noemen onze boot "de kluis". Dek en romp is staal en ik zal moeten ondervinden hoe ver ik de sensor van de boot moet houden om nog bruikbaar te zijn maar ik vrees dat de max. lengte van een I²C verbinding niet zal volstaan. Tips zijn welkom!

Keuze tussen een bordje "L298N kant en klaar" of "enkel even 4 FED's aansluiten" is snel gemaakt. Die L298N bordjes geven je ook de mogelijkheid om de snelheid te laten variëren wat volgens mij niet het geval is als je met die 4 uitgangen aan de slag gaat. Op zo een L298N sluit je de voedingsspanning naar de motor 1 keer aan en geef je richting (met 1 DO) en een PWM signaal voor de gewenste snelheid. Alles compact en voorzien van de nodige toeters en bellen om je arduino te beschermen en te voeden.

nee I2C gaat niet langer dan een meter of zo. Er zijn wel i2C extenders, maar dat moet je allemaal niet willen.
I2C is ontworpen voor op de printplaat, niet erbuiten.
Je zou de berichten om moeten zetten naar RS422, oftewel het bekende nmea0183. Dan kan je er een kilometer kabel aanhangen..


vwb je FET/L298. Heb je een link / datasheet van het bordje?
Overigens kan je met fets ook prima snelheid varieren hoor, op dezelfde PWM manier. Door een FET bovenin aan te zetten en de andere er tegenover onderste FET aan te sturen met PWM.

Bedankt roozeboos voor je reactie!

Inderdaad, het kompas remote maken zal over nmea0183 of een andere seriële verbinding moeten. Ik denk dan aan die "windsensor" en "wheathersensor" toepassingen zoals ze op de Githup beschikbaar staan. Een arduino waarop je de MPU aansluit en die dan met een USB kabel aangesloten zit op de Raspberry pi. Wie zou dat eens aan die brave man, Sean kunnen vragen om dat te ontwikkelen?

Wat die L298N bordjes betreft, gewoon eens intikken in google of youtube. Die dingen zijn heel populair omdat je er ook stappenmotoren mee kan aansturen. Het is meestal een dubbele H-brug maar hiermee kan je heel makkelijk dc motoren(2A-5A-20A...) aansturen.
Het is correct dat je met een H brug opgebouwd met FET's ook via PWM ook het toerental kan laten variëren. Maar is het zo voorzien in de sketch?

Misschien is mijn meest prangende vraag toch wel of er al eens iemand rechtstreeks contact heeft gehad met Sean? Is die man aan te schrijven via mail? Ik ga het eens proberen denk ik maar eerst nog wat verder onderzoek doen.

ik ken de L298 hoor, 25+ jaar geleden heb ik daar al printjes voor ontworpen.
Maar je zal hem dus ook aan moeten sturen. Wat zet je ervoor, de scetch? Is de software daarvoor al beschikbaar?
wat is die scetch voor een ding? -> link?

Rechtstreeks contact is lastig. Sean zit op een bootje en het laatste wat ik weet ergens in de Philipijnen.
Het beste kan je via het Openplotter contact zoeken.

Die l298 is maar tot 2A hoor.
Gewoon een mooie h-brug met allemaal n-channel mosfets.
Ik zal binnenkort weer eens verder gaan met de uitgebreide h-brug met speciale drivers....

Zoals ik al eerst vermeldde, je moet toch eerst weten wat voor stroom er loopt, belast.
Afhankelijk daarvan kan je ook een H brug met 2xP en 2x N channel doen nog. Houdt het wat eenvoudiger.

20A was wat kort door de bocht maar 10A koop je voor €20,- L298N 10A
24V, 10A en 200A piek! als dat niet voldoende is ...

Elektrisch gezien is het is dan mogelijk om beide uitgangen van het 'dual bridge' bordje parallel te schakelen naar 1 motor en dan mag je de stroom maal 2 doen.

Zijn er al pypilots in operationeel gebruik, als in: ingebouwd, op open water? Hoe doet-ie het onder helling en op ruime wind? Zeer benieuwd naar ervaringen.

ik heb inmiddels het Pypilot schakelkastje in mijn bezit. Moet de Simrad TP30 nog aanpassen. Want de bekabeling komt direct op de plus/min van de aandrijfmotor.

Zal hierover berichten zodra het werkt.

Je kunt hiermee eenvoudig een defecte autopilot met nog een goede motor weer tot leven brengen.

Meestal is het kompas defect van de stuurautomaat. Je sluit in de stuurautomaat alleen de stroomdraden aan en je passeert alle electronica in een bestaande stuurautomaat.

Ben ook erg benieuwd naar de werking.

Groet,

Bram

Ach, na een update of 20 zal het daadwerkelijk wel beginnen te werken...

Dat geeft de burger moed, op hoeveel updates zit jij met de multiview? Stuk of 15? Wie weet dus binnenkort resultaat...

Die vent geeft het wég nota bene.....iets met een gegeven paard...