Snart börjar Daniels studiecirkel...

...om båtelektronik. Mer om detta inom kort!

Arduino rules!

Detta måste vara det snabbaste Arduino-testet jag nånsin genomfört. Jag, ljuger inte, det tog mindre än fem minuter från start till genomfört lyckat test. Jag bestämde mig idag för att initialt testa den från i höstas införskaffade billiga (250 SEK inkl frakt) kinesiska bränsleflödesmätaren. Den skaffade jag efter att kollat priset på Garmins dito med NMEA-anslutning för ca 1800 kr. Den kostade 2500 sist jag kollade så uppenbarligen ökar konkurrensen.

Tre trådar (0V, 5V, signal) ansluts till en Arduino Uno. In med USBn mellan Uno och Mac-en, ladda ner färdig demomjukvara från YouTube, kompilera, kör. Pang! När jag blåser i flödesmätaren hör jag skovelhjulet rassla och på Mac-ens monitor kommer siffror med flöden.

Arduino + ekosystem rules!

Nu återstår integration mot Arduino Mega på stora labbplattan och sen interface via ESP-32an till NMEA och internet. Och så ska jag testa och kalibrera flödesmätaren med riktigt bränsle till utombordaren på landbacken. När det blir varmare.

Köra motorbåt från armen?

Går det? Ja, ett nördmål jag har är att köra motorbåt från min Apple Watch! Och det är faktiskt inte alls omöjligt! Om det sen är användbart är en helt annan fråga. Det är i alla fall ett use-case som driver teknikutveckling och som kan vidareutvecklas till andra avancerade IoT-grejer till havs.

Igår på Ericsson-garaget kom jag och Daniel fram till att hans plattform (LOLIN ESP-32) med mjukvara fungerade bra för att leverera motordata till min nyinköpta navigator (Garmin Echomap 62CV) via NMEA2000-nätverket. Min plattform är till stor del en spegling av Daniels med tillägget av en Arduino-Mega som jag ska programmera för att monitorera och styra data från-till båtens sensorer och aktuatorer.

Varvtal, temperatur, oljetryck, bränsleförbrukning, pitch, roll m.m. och på sikt även styrning, pådrag, trimplan, drevtrim m.m. ska skötas.  Arduinon ska sen kommunicera dessa data till ESP-n och vidare via NMEA-nätverket och trådlöst (3G-4G, Wifi, Bluetooth) till andra styrande och övervakande apparater som mobiler, laptops och kanske då tom klockan på armen. 

Daniels plattform klarar redan hela den trådlösa biten med både styrning och övervakning på distans. Jag har någon hårdvaruglitch kvar som ska lösas i egna garaget i helgen för att få till NMEA-interfacet. Fram med oscilloskop och lödkolv bara.

Båtdatorn i sin helhet ska under våren ta form och sen får det bli mer test under "fältmässiga" förhållanden. Eller "sjömässiga" kanske man ska säga. Grejerna måste tåla stänk och skakningar från motorbåten så en hel del mekaniskt jobb och "ruggning" återstår. Trevligt jobb i garaget.

Härlig båt...

...och härligt väder när jag var ute en runda utanför Skanör häromdan. Bara åsynen av båten gör mig glad och...



...att ut och åka en sväng känns ännu bättre.

Sen är allt pulande med småfix, elektronik och annat runt den fina äldre damen också väldigt roligt. Och hamnsnacket förstås. Gott om experter där! :-)

Jag håller på att installera en Garmin-navigator som snart ska testas i havsmiljö vilket ska bli kul. Tanken på sikt är att integrera den med min egna Boat Monitor-dator om jag får till ett bra NMEA-2000 interface. Detta misstänker jag dock kan bli knepigt pga jättedyra licenskostnader från NMEA men jag är övertygad om att det finns hobbyister därute som hittar vägar runt detta. Höstprojekt! Min egen GPS-lösning funkar bra i Boat Monitor-miljön på labb-bänk och förhoppningsvis hinner jag testa lite till havs innan säsongen är slut. Vill även testa små digitala temperaturgivare för motorrums- och havstemperatur.

Uppkopplad båt...

...kan betyda många olika saker. PHP-script, command-line-interface (CLI), inloggning på webbservrar mm har jag hittills bara petat i men nu tänkte jag lära mig det ordentligt så att saker och ting på båten kan fjärrstyras och övervakas vart jag än befinner mig. Jag har hittat ett spännande företag som heter Signal K och de verkar jobba med sånt som rör sig mycket i mitt huvud också runt den uppkopplade båten. Remote-Access-programmet som jag som Mac OSX-användare använder heter OpenSSH och man kör det från Terminalprogrammet  mha kommandot ssh.

Programmeringsspråk för test...

...är Processing! I boken programmeras det i en miljö som kallas Processing. Den baserar sig på Java. Verktyget är open-source och fritt att hämta på www.processing.org. Programmen man skriver kallas för sketcher och har man programmerat med Arduino så känner man direkt igen sig. Enkelt och bra inte minst om man vill testa lite då och då i sin mobiltelefon. Du kan bland annat göra interaktiv grafik mycket snabbt.

Att skaffa elektronikpryttlar...

...till sina elektronikprojekt görs enklast online idag även om en av mina favoritaffärer Kjell & Co ligger nära med flera fysiska butiker i stan.  Clas Ohlson och Biltema finns förstås också med mycket bra-att-ha av enklare prylar. Utbudet är stort hos Kjell och de andra i stan men även där begränsat. Electrokit med fysisk butik och kunnig personal i Malmö är bra att ha om man vill kila iväg och hitta någon lite mer avancerad elektronik på stört. På nätet finns annars allt och det mesta levereras snabbt och prisvärt. Här några tips: Jameco , Digi-Key , Farnell, Makershed, Sparkfun, Adafruit, Arduino Store, Core RFID,  LessEMF, Pololu,  RS-Online, Smarthome.  
finns i närheten. I boken "Making Things Talk" finns ytterligare många tips på inköpskällor för elektronik. 

Making Things Talk...

...är en utmärkt bok som jag köpte för ett antal år sedan. Den handlar om programmering, sensorer,
nätverk, inbyggda datorer och annat som kan få saker och ting att leva. Jag har börjat läsa den ett flertal gånger men aldrig kommit riktigt igenom den. Nu ska jag ta ett större grepp och använda den för att få Coroneten att tala, lyssna och leva. Boat Monitor-projektet lever i högsta grad även om det är lite odokumenterat och har haft semester några veckor. De kommande inläggen kommer handla en hel del om vad jag inhämtar från denna bok. Och hur jag tillämpar det på båten.

Med fast mark...

...under kölen är min båt då äntligen på plats i Skanör. Och snart är hon i vattnet. Bottenmålning, polish och motorservice nästa vecka kommer förbereda för sjösättning den 5:e Maj. Ska bli riktigt kul!!! Efter provtur kommer jag börja testa lite "Boat Monitor" grejer. Vilket också ska bli kul!

Motorbåtar i Karibien...

...finns det gott om. Är det ett hållbart motorbåtsliv? Knappast. Jag och hustrun har just kommit hem från två veckors semester i Västindien eller de s.k. små Antillerna. På "motorbåten" Preziosa har vi bott, ätit och druckit samtidigt som den i makligt tempo transporterat oss mellan paradisöar som Martinique, St Maarten, Junfruöarna, Guadeloupe, Trinidad-Tobago m.fl. Härligt liv, minst sagt. Livremmen har åkt ut ett snäpp så nu blir det 5-2-diet igen. "Motorbåten", som givetvis är ett kryssningsfartyg, heter Preziosa som sagt. Ett av många från många konkurrerande kryssningsbolag som MSC, Celebrity, Norwegian, Star Cruises m.fl.

Bara seglarna är fossilfria. Ibland.

Under båthoppingen har jag haft god möjlighet att beskåda båtlivet i dessa vatten. Visst finns där gott om fossilfri framdrift men det stavas segelbåt. Men dom har också starka motorer som brötar på i motvind eller stiltje. Annars är det förbränningsmotorer som gäller och båttransporterna är omfattande både mellan och runt öarna. Med turismen som största näring ser man förutom kryssningsfartygen (för dom syns!) hela tiden utflyktsbåtar som sticker iväg fullastade med sol- och badtörstande människor som längtar efter palmbevuxna stränder och korallrev.

Hybridteknik i kryssningsfartyg

Drivlinan på Preziosa, är förvisso en hybridlösning i den mening att den är

dieselelektrisk med dieslar från finska Wärtsilä. Kväveoxidutsläppen ska vara låga med fartygsmått mätt (ska titta närmre på det vid tillfälle) och de två elmotorerna kommer från GE (General Electric) med nästan 22 MW uteffekt vardera vid 138 varv per minut (Wikipedia). Fasta propellrar via axel används för Preziosa och alltså inte som ofta nuförtiden s.k. azipods med dragande propellrar. Som Volvo Penta IPS för mindre båtar. Två 16-cylindriga och tre 12-cylindriga dieslar driver generatorer som skapar el till elmotorerna för framdrift. Och så finns det fyra elektriska bogpropellrar.

Elektrifieringen kommer

Generellt kan man påstå att även den tunga sjöfarten blir alltmer elektrifierad där både elmotorer, generatorer och batterier får ökad betydelse. Men också vätgas blir viktigt eftersom vägen till el via bränsleceller utvecklas starkt för att få till klimatsmartare framdrift på havet. Kolla detta ABB-projekt! Vätgas i flytande form kan tankas ganska snabbt. Batterier är ju som bekant inte så energitäta och tar dessutom tid att ladda (tanka). Flytande naturgas (LNG) används redan inom tung sjöfart och steget till den renare formen vätgas känns hyfsat kort. 

Mest muskelbåtar

När det gäller motordrivna fritidsbåtar är det mest muskler som gäller och det är

sällsynt med den svenska standarden att ha endast en utombordare på en snabbgående båt. Minst två ska det vara men helst tre och i vissa fall ser man fyra. Bränsleekonomi och ecodriving kan man nog knappt stava till.

Bensinförbrukning på kinesiska

På tal om bränsleförbrukning så har min kinesiska flödesmätare kommit med posten. Ska integreras, programmeras upp och testas i "Boat Monitor" labbet inom kort. Och så i gummijollens utombordare innan den får äran att ta plats i Coroneten. Får först se om kvaliteten duger. Nästa inlägg ska handla om det!

Ibland gör man nördklipp...

...som idag när jag var på Malmö Stadsbibliotek. Kan man göra klipp där om man är båt- och elektronik intresserad? Yes! Kolla här:

Bibliotek rensar ut gamla tidningsmagasin med jämna mellanrum. Nu hittade jag "by accident" 8 nummer av "Everyday Practical Electronics", en riktigt engelsk hempulartidning för elektronikintresserade. Betingar nyköpsvärde på Pressbyrån för ca 100 spänn styck och jag fick dom för en femma per tidning! Bara att köpa hela rasket. Och nästa glada överraskning. Ett långt hemfixarreportage i ett av numren om hur man bygger en motorbåtsdator. Som hand i handske med mitt eget projekt även om dom använder annan mikroprocessor. Ska bli sååå kul att kolla och inspireras!

GPS är klurigt...

...om man vill förstå det ordentligt. 

Som vatten ur kranen

GPS är enkelt att använda förvisso och det finns lite överallt idag som en finess man bara förväntar sig. Som vatten i kranen ungefär. Jag håller på för fullt att trimma min GPS funktion på egna Boat Monitor-prototypen och i samband med det bestämde jag mig för att damma av gamla kunskaper sen slutet på 90-talet när vi började integrera GPS-funktionalitet i Ericssons mobiltelefoner. Det är roligt att förstå saker och extra kul när det går att konkretisera och experimentera runt tankarna. 

Planen håller

Plan och struktur som jag skrev om i tidigare inlägg håller och skissen på just-nu-läget är som på bilden. 

A: Användarinterface input, alltså knappar, keyboard, touch m.m. I dagsläget bara knappar och dom sitter just nu tillsammans med displayen på en s.k. Arduino-shield ovanpå datorn i mitten.

B: Användarinterface output, alltså lampor, sumrar, skärmar m.m. Änsålänge bara en 2 radig enkel alfanumerisk display. Sitter på datorn som sagt.

C: Interface mot nät som 3G-5G, GPS, VHF, AIS, NMEA, SeaTalk m.m. Tills nu har det varit fokus på GPS som funkar bra och jag har börjat pilla med NMEA 0183.

D: Interface mot närliggande apparater som dator, Ipad, mobil m.m. Det sitter en WiFi- och en Bluetoothmodul på plats som är testade separat men inte integrerade ännu.

E: Interface mot sensorer på båten. Temperatursensorer på plats och testade separat och simulering av tankvolym ha en potentionmeter gjord.  En flödessensor för för bensin är beställd och på väg från Kina. Ska anslutas denna väg. Här ska jag också testa ekolod m.m.

F: Aktuatorer. Alltså sånt som får saker att hända på båten. Man tänker spontant på styrning, drevtrim, trimplan, gaspådrag m.m. Lite mer avancerade lösningar rent mekaniskt men kommer jag på nåt så kommer datorn styra det denna väg.

G: Lagringsmedia. Kan vara allt från minneskort till lagringsserver men initialt blir det ett mikro-SD kort som kan lagra positioner, waypoints, sensordata m.m. Idag sitter det ett kort integrerat på GPS-modulen (C) som jag kommer access via serieporten Serial3.

H. Strömförsörjning. Idag matas allt via USB-porten från Macen men ett 9-V batteri gör att det kan köras standalone också via spänningsregulatorerna (5V + 3,3 V) på det lilla kortet. På båten försörjs det via 12V såklart och då tar det vägen via detta aggregat.

I: Båtdatorn som är hjärtat i systemet och i dagsläget utgörs av en Arduino-Mega. Blygsam i prestanda kanske man kan tycka men räcker långt om ma optimerar koden. Arduino-grejerna är dessutom kul att jobba med med tanke på pris, tillgänglighet och alla uppfinnarjockar som finns på nätet.

GPS-tutorial på gång

I nästa inlägg kommer det en liten redogörelse för hur GPS-jobbet fortskrider och hur satellitpositioneringen + NMEA funkar.

Iväg till Kjell & Co...

...för att uppgradera båtdatorn. 

Mega ersätter Uno

Detta visste jag redan men inte att det skulle komma så snabbt. Arduino Uno har räckt bra för att testa sensorer, GPS m.m. var för sig men när jag nu börjar integrera de olika funktionerna så slås det snart i taket. En Arduino Mega för 499:- istället för den enkla billiga Arduino Uno lättar på trycket med mer minne och portar. Det mesta är annars kompatibelt, t.o.m. fästhålen, även om det nya datorkortet är lite längre. Får fint plats på prototypplattan dock. Sen blir det lite kopplings- och programmeringspillande för att få det upp och snurra igen.

Mer minne och portar

Så här ser prestandajämförelsen ut mellan Uno och Mega. Jag tror detta ska räcka för en fungerande prototyp för den relativt enkla systemansatsen i steg 1. Blir det mer krävande framöver (pekskärmar, nätverksanslutningar m.m.) så petar vi in en Raspberry Pi och då blir det ett större jobb att porta programvaran till ny hårdvara och nytt operativsystem. Men strukturen står kvar.

Enkel första plattform

Den första Boat Monitor prototypen för min Coronet ska visa position, fart, kurs, datum, tid, sjövattentemperatur, lufttemperatur, tankvolym och bränsleförbrukning. Inga problem att få datorn att klara av detta nu. Det svåra och otestade är annars flödesmätningen som kanske måste gå via en GARMIN-sensor (1500 spänn!) och NMEA-2000, det marina CAN-protokollet som jag isåfall måste få att funka i Mega-datorn. Trevlig liten utmaning! 

Kom igen Volvo Penta...

...och låt er häftiga teknik sippra ner på fritidsbåtarna.

Bra affärer och IPS för de rika

När man surfar runt och kollar Volvo Pentas teknikutveckling, planer, affärer m.m. så är det lätt att imponeras. Affärerna går bra med drygt 2 miljarder i vinst 2018 och motorförsäljning som växt kraftigt. Pengamässigt är det dock änsålänge mest lyxjakter, kommersiella båtar, industri, maskiner, kraftgenerering m.m. som driver på även om fritidsbåtssektorn också växer. IPS (Integrated Performance System) som syns i videon är änsålänge inget för privatpersoner med normala plånböcker. 

Hybrid-IPS snart och i framtiden till mig

Hybriddrift för 8-litersmotorer och större lanseras först 2021 men man kittlas ändå av tanken att all teknikutveckling så småningom kokas ner till "vanliga" båtar. Elektriska fönsterhissar tillhörde lyxsegmentet för bilar en gång i tiden och är nu standard sen länge. Privatbåtarnas Toyota Prius (hybrid) och Nissan Leaf (helelektrisk) kommer såklart med kostnadseffektiva IPS-liknande system (eller vad det kommer heta då) från både Volvo Penta och deras konkurrenter. Tills dess kan man ju njuta och fantisera med hjälp av såna här videos.

Joystick och självparkering

Idag är VP-IPS endast tillgänglig för dieslar men 2021 har man som sagt lovat hybridvarianter också för större fritidsbåtar, färjor, patrullbåtar m.m. Joystick på bryggan finns och även nyligen visade saker som självparkerande båtar eller "Easy Boating" kommer. Som är varumärket för detta bakåtlutande angöringssätt. Sensorer på brygga och båt, programvara och en s.k. EVS-enhet (Electronic Vessel Control) + GPS gör jobbet åt dig när ledig plats har hittats och skepparen har tryckt på self-docking-knappen med drinken i andra handen. Integreras säkert framöver också i VP-appen "Easy Connect". Med gilla- och incheckningsknapp till Facebook.

Inte bara coolt

Förutom coolheten i IPS-hybridsystemet så lovar Penta lägre ljudnivåer, minskade vibrationer, bättre verkningsgrad, lägre energiförbrukning m.m. Och så är den elektriska drivlinan nästan underhållsfri med extremt högt vridmoment från start. Du kommer också kunna köra ren eldrift runt 10 knop sisådär så det blir riktigt tyst och fint i områden som kräver det. IPS systemet är inte bara en joystick som styr propellerpoddar utan innefattar motroterande dragande propellrar, styrning, manövrering, avgashantering, antikavitation, skrovdesign och mycket mer. Installationsprocessen är förhållandevis enkel och väl på plats kommer båten kunna svänga åt alla håll. Med en joystick, app eller av sig själv!

Volvokunnande från fordon

Allting utvecklas och testas i Göteborgstrakten och man drar sjävklart nytta av allt elektrifieringskunnande som byggs upp inom Vovokoncernen när det gäller andra fordon, maskiner m.m. Först fordon, sen marinanpassning.

Tydlig väg mot elektrifiering

Volvo säger att det kommer finnas förbränningsmotorer (bensin och diesel) under överskådlig framtid men tydliga steg tas och åtaganden görs nu för att påbörja en lång förändringsprocess mot elektrifierade drivlinor. Miljö- och klimatfrågor pressar på och den som blir först, störst och bäst på tekniken har också potential för de största affärerna när framtidens samhälle ställer hårdare krav.

Coroneten då?

Min lilla "Boat Monitor" utvecklas stadigt i enmansbolaget där jag är både chef och operativ för vision-utveckling-test-installation-drift-affär etc...etc... Kul att få bestämma allt själv! :-)  Nu funkar GPS-en skarpt och integrerat i systemet och jag kan plocka ut longitud, latitud, kurs, fart, datum och tid för att baka ihop en bra användarupplevelse. Ska ut och testa i bilen snart.

Coronet-IPS?

Jag får såklart hitta ett annat namn men rent systemmässigt så kan man faktiskt bygga ut funktionerna på prototypplattan för att utveckla en IPS-elektronik (eller EVS-enhet + GPS) som Volvo Penta kallar det. Alla blocken finns med centraldator, användarinterface (in-ut), GPS och kommunikation, trådlösa interface, sensorinterface, aktuator-interface, strömförsörjning och lagringsmedia. Bara man biffar upp och använder ARM-RISC istället för Arduino, högupplöst pekskärm istället för knappar och enkel display etc... Rolig tanke. Det enda som saknas är ett utvecklingsteam på sisådär 20 personer och lika många miljoner spänn! Men, men... nåt ska det bli! Enkla grejer för enkla människor! :-)

Tunga båtar kan inte drivas med el...

...kanske många tycker. 

Hårdare EU-regler

Då kanske man ska kolla in det holländska bolaget PortLiner och deras lansering av eldrivna fraktbåtar. Hårdare EU-regler för sjöfart när det gäller både koldioxid och partiklar träder i kraft under 2019-2020 och detta driver på utvecklingen. PortLiners elpråmar kommer användas för inlandstransporter via kanaler och där handlar det om mycket gods. 

Fyra varianter. Och så helelektriskt.

Inom sjöfarten pratar man ofta om fyra huvudalternativ när det gäller grönare transporter. LNG (Flytande naturgas), diesel-elektriskt, bränsleoptimering med end-of-pipe-treatment samt Euro VI-motorer. PortLiners lösning är helelektrisk utan utsläpp från båten, en Tesla-pråm med andra ord.

Höjdanpassning till broar

110 meter lång och 11,45 meter bred. 280 20-fotscontainrar. Kolla promotion-videon för att se den häftiga lösningen med höj- och sänkbar kommandobrygga för att kunna parera för låga broar på de holländska kanalerna. Med ballasttankar kan hela pråmen också sänkas för samma ändamål. Fin teknik!

Helhet med laddinfrastruktur

Självklart presenteras i videon också terminalhanteringen av containrar med helelektriska lastbilar. Infrastrukturen för laddning av både flytande och körande lastkapacitet ingår i totallösningen från PortLiner och en snyggt boxad containerlösning för batterikapacitet (Här pratar vi inte kWh utan MWh) eller vätgas-bränslecell syns också i videon.

Sånt här ger framtidsoptimism. Och så blir min framtida E-Coronet genast lite mindre osannolik! :-)