NMEA2000 – Как работает сеть и почему она необходима на борту
Что такое NMEA2000?
Сетевой протокол NMEA был разработан в 1980-х годах Национальной ассоциацией морской электроники с целью создания единого стандарта передачи данных между устройствами разных типов и разных производителей. С его помощью можно обмениваться данными GPS, ветра, глубины, AIS, скорости, двигателя и компаса между, например, устройствами Simrad, Garmin и Raymarine. Для этого необходим интерфейс NMEA2000. Изображения, например, с радара и эхолота, а также содержимое карты не могут передаваться по протоколу NMEA2000.
Как был разработан протокол NMEA
Протокол NMEA0180 был впервые представлен в качестве стандарта в 1980 году, а в последующие годы он получил дальнейшее развитие в протокол NMEA0183. С тех пор система NMEA2000 стала стандартом для морских сетей, и ее используют многие современные устройства. В сети NMEA2000 данные передаются через так называемую сеть контроллеров (CAN Bus). Система CAN-шины упрощает установку и передает данные на все устройства в сети. Типичные устройства NMEA2000 включают датчики ветра, GPS-антенны, устройства AIS, датчики скорости и глубины, многофункциональные дисплеи, приборы и автопилоты.
NMEA2000 также часто называют N2K. Кроме того, система имеет фирменные названия, например SeaTalkNG (Raymarine) или Simnet (Simrad).
В чем разница между NMEA0183 и NMEA2000? Каковы преимущества NMEA2000?
По сравнению с системой NMEA0183 сеть NMEA2000 гораздо проще установить. В то время как сети NMEA0183 включают относительно громоздкий процесс соединения открытых концов кабеля с использованием блестящих клемм, технология NMEA2000 имеет разъемы, которые можно легко соединить с помощью соответствующих тройников, сетевых кабелей и нескольких распределителей. Другими преимуществами сетей NMEA2000 по сравнению с сетями NMEA0183 являются:
- NMEA2000 очень надежен
- новые устройства можно быстро и легко интегрировать в сети NMEA2000
- нет проблем с сетями NMEA2000 с разной скоростью передачи данных, как это может быть в случае с сетями NMEA0183
- до 50 устройств можно легко соединить друг с другом с помощью NMEA2000
- существующие устройства NMEA0183 можно интегрировать в сеть NMEA2000 с помощью адаптера.
1. Магистраль NMEA2000/главный кабель/магистральный кабель
Магистраль NMEA2000 — это линия, проходящая через корабль горизонтально, параллельно килю. Этот главный кабель может состоять из отдельных тройников, нескольких распределителей или их комбинации. Тройники и несколько распределителей можно соединять либо напрямую друг с другом, либо через сетевой кабель . Таким образом, длина магистрали может достигать 200 метров от носа до кормы, в зависимости от типа кабеля. Магистральная сеть передает все данные на устройства в сети.
2. Терминальный резистор NMEA2000/согласующий резистор/терминатор
Магистраль NMEA2000 должна быть замкнута двумя оконечными резисторами. Некоторые устройства, например датчики ветра, могут иметь встроенный оконечный резистор. Эти датчики должны быть подключены к одному концу магистральной сети, если это возможно. В этом случае для другого конца требуется только один оконечный резистор. Чтобы обеспечить водонепроницаемость сети NMEA2000 на стороне со встроенным согласующим резистором, можно использовать так называемую заглушку.
3. Линейный кабель NMEA2000/отводной кабель
Линейные кабели или ответвительные кабели используются для подключения отдельных конечных устройств к магистральной сети. С их помощью информация от датчиков и передатчиков может быть отправлена в сеть или получена из сети многофункциональными дисплеями и другими дисплеями.
4. Кабель питания NMEA2000
Сеть NMEA2000 требует собственного источника питания для подключенных датчиков и приборов. Сети могут питаться только напряжением 12 В. В наши стартовые комплекты входит соответствующий кабель питания для источника питания.
5. Дисплеи / приборы
В сеть NMEA2000 через магистраль можно интегрировать до 50 устройств. Небольшие подключенные дисплеи приборов получают питание 12 В от сети NMEA2000. Для более крупных устройств, таких как многофункциональные дисплеи или автопилоты, требуется собственный источник питания. Многофункциональные дисплеи получают информацию из сети NMEA2000.6. Преобразователи
Датчики, а также небольшие дисплеи получают питание от сети NMEA2000. Датчики передают информацию в сеть NMEA2000, которая затем используется многофункциональными дисплеями и дисплеями, установленными в сети.Каковы основные инструкции по установке сетей NMEA2000?
При настройке новой сети NMEA2000 мы рекомендуем один из наших стартовых комплектов, которые могут различаться у разных производителей. Эти комплекты содержат все необходимые компоненты для соединения двух устройств NMEA2000 друг с другом. Стартовые комплекты можно дополнить кабелями, тройниками и несколькими распределителями.
Наши продукты NMEA2000 сертифицированы на соответствие строгим требованиям Национальной ассоциации морской электроники. Продукты, описываемые просто как совместимые с NMEA2000, не соответствуют техническим и качественным требованиям стандарта NMEA2000, и в этом случае отдельные сетевые компоненты могут работать ненадежно.
Вам следует спланировать структуру своей сети так, чтобы в любой момент можно было интегрировать в нее дополнительные устройства, например, добавив тройник. Перед подключением новых устройств отключите сеть от электропитания. Затем просто отвинтите оконечный резистор и добавьте еще один тройник или множественный распределитель, к которому будет подключено новое устройство. После этого вам останется только снова прикрутить оконечный резистор и снова включить источник питания.
1. Проверьте совместимость устройств с PGN.
Аббревиатура PGN (Parameter Group Number) означает «Номер группы параметров» и используется для идентификации наборов данных NMEA2000. Прежде чем подключить два устройства к сети NMEA2000, вам следует проверить, совместимы ли их PGN (наборы данных). Эту информацию обычно можно найти в соответствующих инструкциях по эксплуатации вашего продукта.
2. Настройте магистраль/основной кабель сети NMEA2000.
При планировании сети обязательно учитывайте максимально возможную длину магистральных кабелей. При условии правильного распределения напряжения магистральный или главный кабель (в зависимости от типа кабеля) не должен быть длиннее 200 м. В любом случае убедитесь, что магистральная линия на обоих концах подключена к оконечному резистору. Они входят в стартовый комплект.
3. Обеспечьте сеть NMEA2000 электропитанием.
Рекомендуется подключить сетевой блок питания NMEA2000, чтобы сеть была равномерно загружена. Лучший способ сделать это — разместить источник питания посередине сети.
Важным термином в этом контексте является так называемое значение LEN. LEN означает число эквивалентности нагрузки и относится к коэффициенту загрузки устройства в сети. Этот коэффициент указывает, сколько энергии требуется устройству от сети NMEA, и, таким образом, помогает рассчитать, сколько устройств можно интегрировать в систему NMEA2000, в зависимости от требований к питанию устройств и длины кабеля сети. LEN задается в виде целого числа и дает быстрый обзор распределения мощности и помогает избежать нежелательных потерь напряжения и связанных с этим сбоев в магистральной сети.
Одна LEN эквивалентна 50 мА. Стандарт NMEA2000 определяет максимальную нагрузочную способность магистрали 3 А (=60 LEN). Пример: если устройство потребляет ток 151 мА от сети, то его LEN = 4. LEN всегда округляется до следующего целого числа и никогда не округляется в меньшую сторону!
4. Ответвительный кабель/ответвление
Подключите конечные устройства к магистральной сети с помощью ответвительного кабеля и тройника/множественного распределителя. Соблюдайте максимальную длину кабеля 6 м.
Ваша готовая сеть NMEA2000 может выглядеть примерно так:
Какие различия между кабелями и разъемами NMEA2000 существуют в зависимости от производителя?
Материалы для сетей NMEA2000, т.е. необходимые разъемы и кабели, производятся разными производителями и для них. Кабели и разъемы SeaTalkNG для устройств Raymarine, кабели и разъемы Simrad Simnet, а также кабели и разъемы Micro-C, совместимые со всеми производителями, выглядят немного по-разному:
|
Производитель |
NMEA2000 Plug / Socket |
|
Линейный кабель Raymarine SeaTalk NG |
|
|
Магистральная сеть Raymarine SeaTalkNG (STNG) |
|
|
Micro-C (B&G, Simrad, Lowrance, Raymarine AXIOM) |
Weiblich & Männlich |
|
Simrad Simnet |
|
|
От производителя до независимого от производителя (Micro-C) с переходным кабелем |
|
|
|
Micro-C |
|
|
Micro-C |
Как мне преобразовать данные NMEA0183 в NMEA2000?
